1. 测出并绘制动压轴承油膜压力的周向分布曲线及轴向分布曲线，以验证其理论分布规律，并考察影响油膜压力分布的因素；
2. 计算实测“端泄”对轴承轴向压力分布的影响系数K值，看是否符合油膜压力沿轴向抛物线分布的规律； 3. 测定并绘制液体动压轴承摩擦特性曲线，并考察影响摩擦系数的因素。
12.2 实验设备和工具
1. 滑动轴承试验台； 2. 重锤式拉力计； 1. 数据处理及分析软件； 2. 计算机、打印机。
12.3 实验原理和方法
液体动压轴承是利用轴颈本身在回转时产生的泵油作用，将润滑油带入摩擦表面之间，建立起压力油膜，将两个摩擦表面分离开来，形成液体摩擦，从而避免两个摩擦表面的直接接触和磨损。液体摩擦的特性决定于所使用的润滑油的粘度，而与两个摩擦表面的材料无关。液体润滑是一种较理想的润滑状态。
根据雷诺方程可知油压的变化与润滑油的粘度、表面滑动速度及油膜厚度的变化有关。全部油膜压力的合力就是油膜的承载能力。在正常工作情况下，此承载力与外载荷相平衡。承载能力随粘度的增加而增大，并与轴颈的滑动速度成正比；轴承的压力分布如图12.1所示，在h?h0段，油压将随x的增加而增大；而在
h?h0段，油压将随x的增加而减小。表明油膜呈收敛型油楔，而这正是油膜能够支承外载荷的条件。
非液体f润滑区液体润滑区?0? 图12.1 轴承的压力分布图 图12.2 轴承特性值?与摩擦系数f的关系
对于有限宽轴承，由于端泄的原因，使轴承两端压力为零，这将对轴承的承载能力有很大影响。端泄对油膜压力的轴向分布的影响系数K可由下式求得
K?Fpmld
式中：F为承载量(N)；pm为轴承中间截面上的平均单位压力(MPa)；l为轴承的有效长度(mm)；d为轴承孔的直径(mm)。
此外，轴承特性值?也是滑动轴承的重要参数之一，有下式给出
?n ??p式中：?为润滑油的动力粘度(Pa?s)，其值可由有关线图查得，亦可用粘度计实测；n为轴的转速(r/min)；p为轴承比压(N/mm2)，p?F/dl。
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?值与轴承摩擦系数f有如图12.2所示的关系。图中?0为临界值（最小许用值）。当???0时，轴承处于液体润滑状态。各类机械设备的?0值可参阅有关书籍中的表列数据。在设计中为了安全，常取??(2~3)?0。
轴承试验台的总体结构如图12.3所示。图中1为试验轴承箱，由联轴器与变速箱7相联接。液压箱6装在试验台底座9的内部。调速电机控制器12可改变调速电机的输出转速，速度范围为120~1200r/min。轴承供油压力用减压阀3调节，并由压力表2指示。加载油腔压力用溢流阀4控制，并由压力表5指示。10为油泵电机开关，11为主电机开关。总开关在试验台的正面（图12.3左侧）。
图12.3 轴承试验台的总体结构 图12.4 试验轴承箱的结构
试验轴承箱的结构如图12.4所示，其中1为试验轴承，它空套在主轴2上。试验轴承内径d?60mm，有效长度l?60mm。主轴由滚动轴承及支座3支承。在被试轴承的中间横截面上，即有效长度的1/2处，沿周向在120?内开有7个测压孔，7只压力表（图12.4之7）分别与7个测压孔相接通。距中间横截面1/4处开有1个测压孔，压力表8与此测压孔相接通。此压力表读数与上述7只压力表中的第4只压力表读数均用于表示被测试轴承的轴向压力分布。固定于箱体上的盖板4上有加载油腔，其在水平面上的投影面积为
6000mm。轴承外圆左侧装有测量杆5，通过装于其端部的环6来测量摩擦力矩，环6与轴承中心相距
2150mm。轴承的下方有两个平衡锤9，用于轴承安装前的静平衡。
箱体左侧安装了一只重锤式拉力计，其结构如图12.5所示。工作时吊钩1受力后，带动圆盘2与大齿轮6作回转，使小齿轮4及指针5转动，转动的角度数即表示拉力大小，由指针在表的刻度盘3上指示读数，重锤7与大齿轮同轴转动，从而改变力矩，与外加拉力矩相平衡。
主轴转速的变化除调节电机转速外，还可改变变速箱速比。当手柄倒向左方时，速比25/60的齿轮对工作，连同带传动速比(1:2.5)，得主轴转速为电机转速的1/6；当手柄倒向右方时，速比60/25的齿轮对工作，主轴转速与电机转速相同。因此，主轴转速范围是20~1200r/min。
12.4 实验步骤和要求
1. 油膜压力分布的测定
(1) 开启油泵电机，使油泵工作。
(2) 调节溢流阀，使加载油腔压力在0.1Mpa(相当于1kgf/cm2)以下。
(3) 调节电机转速在最低速，并将变速手柄置于低速档。然后开启主电机，调节转速，使指针读数在
100~200r/min之间。再将变速手柄置于高速档，调节主轴转速到800r/min左右。 (4) 施加载荷。调节溢流阀使加载油压达到p0?0.4MPa，即载荷
2 F?p0(MPa)?6000(mm)?80(N)（80N为轴承自重）
(5) 在8只压力表示值达到稳定后，依次记录其读数。第1只到第7只压力表的读数用于作油膜的周向压力
分布图；第4只和第8只压力表的读数用于作油膜的轴向压力分布图，分别示例如图12.6(a)及(b)。在
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图(a)中，图上方各射线11?~77?的长短表示各向压力的大小；图下方表示从各向压力求得的平均压力pm值。求平均压力的方法是：将1~7各点位置投影到一水平线上，记为1??~7??，将11?~77?的长度分别移到此水平线垂直方向上，即图中的1?1??~7?7??，将1?~7?依次连成光滑曲线。曲线与水平线围成的面积（用坐标纸数小方格的方法或用求积仪求得）除以00线长，即得pm。图(b)中两个点8?可以看成对于中间剖面对称，均用第8只压力表的读数。中间压力用第4只压力表的读数。轴承两端压力均为零，5个端点连成光滑曲线。
图12.5 重锤式拉力计 图12.6 压力分布图及平均压力的求法
(6) 将数据输入计算机，打印出轴承油膜沿周向7各点的压力及平均压力，作出油膜压力周向分布曲线；输
入第4只和第8只压力表读数，打印出轴承油膜沿轴向各点的压力，作出油膜压力轴向分布曲线，与理论的抛物线分布规律作比较。
(7) 计算端泄对油膜压力轴向分布的影响系数K。按油膜压力轴向分布的规律，K值应近似等于0.7。可将
实测值与此值作比较分布。 2. 摩擦特性曲线的测定
(1) 调节加载压力至p0?0.4MPa，即F?2480N。
(2) 调节转速至800r/min。
(3) 移开测力杆的限位吊钩，将拉力计吊钩接于测力杆端部的吊环上。读出拉力计读数并记录。
(4) 依次调节转速至600、400、300、200、100、50及20r/min，每一种转速下均在拉力计上读出相应的读
数，并记录。
(5) 测定加载油腔的回油温度作为进油温度t进的数值。
(6) 将数据输入计算机，计算出各种转速下的轴承特性值?和摩擦系数f，打印数值并绘制轴承的摩擦特
性曲线。
(7) 改变载荷，将加载油腔压力调节到0.2Mpa，重复上述第(2)~(6)步，比较并分析两次f??曲线的重合情况（由于f仅与?有关，在不同载荷下的f??曲线应该一致）。 (8) 卸去载荷，断电关机。
12.5 思考题与实验报告
1. 思考题
(1) 为什么油膜压力分布曲线会随转速的改变而改变？
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(2) 为什么摩擦系数会随转速的改变而改变？ (3) 哪些因素会引起摩擦系数的测定误差？
2. 实验报告基本内容 (1) 填写完成下表内容
实验12：液体动压轴承特性实验报告 学生姓名 学 号 组 别 实验日期 成 绩 指导教师 实验台型号重锤式拉力计及规格 型号及规格 加载油腔 压力 ①p0? ；②p0? 润滑油种类及动力粘度 ?? (Pa?s) 被试轴承上主轴转速： r/min 进油温度 ?C 平均温度 ?C 1) 油膜周向压力分布状况及油膜压力沿轴向分布的影响系数的测定
压力表读数(MPa) p0(MPa) n(r/min) 1 2 3 4 5 6 7 8 K?Fpmld 表中：F?p?6000(mm20(MPa))?80(N)；l?60mm；d?60mm
2) 油膜压力沿周向分布曲线及沿轴向分布曲线
3) 动压轴承特性曲线的测定
p0?0.4MPa(F?2480N) p0?0.2MPa(F?1280N) r/min G f?10?3 ? G f?10?3 ?
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800 600 400 300 200 100 50 20 表中：G为拉力计读数(mN)；当测力点距轴承中心距L?150mm，轴承直径d?60mm时，
f?GL?5GdF?103
2F?103
(2) 思考题讨论
(3) 实验心得和建议
实验五、 液体动压润滑轴承
一、实验目的
1、观察径向滑动轴承液体动压润滑油膜的形成过程和现象。
2、测定和绘制径向滑动轴承径向油膜压力曲线，求轴承的承载能力。 3、观察载荷和转速改变时油膜压力的变化的情况。
4、观察径向滑动轴承油膜的轴向压力分布情况，绘制轴向油膜压力曲线。 5、了解径向滑动轴承的摩檫系数f的测量方法,绘制摩擦特性曲线。 二、实验台结构与技术参数 1、实验台的主要结构如图所示
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