【文章內(nèi)容簡介】 測得軸向油膜壓力分布曲線[見圖2—2(c)]。 本實驗臺采甩壓阻式壓力變送器，它由壓力敏感部件與壓力變送器部件組成。 (1)壓力敏感部件。 擴(kuò)散硅壓阻式壓力傳感器的工作原理：以擴(kuò)散硅材料制成的膜片作為彈性敏感元件，其硅晶片上通過微機(jī)加工工藝構(gòu)成一個惠斯通電橋，如圖2—6所示，圖中，表示恒流源，R表示電橋阻值，U表示激勵電壓，vo表示電橋輸出電壓。當(dāng)有外部壓力作用時，膜片發(fā)生彈性變形，膜片的一部分受壓縮，另一部分則受拉伸。兩個電阻位于膜片的壓縮區(qū)，另兩個位于位伸區(qū)，并聯(lián)成惠斯通全橋形式，以使輸出信號最大。 (2)壓力變送器部件(性能參數(shù)見表2—1)。 因壓力傳感器是一個在硅晶片上通過加工工藝構(gòu)成的一個惠斯通電橋，該電橋橋阻的變化與作用在其上的外部作用力大小成正比例關(guān)系。為了將電阻變化量轉(zhuǎn)換為電壓信號，給電橋提供最大2 mA DC的恒流源，用于激勵壓力傳感器工作。信號放大和轉(zhuǎn)換處理電路將惠斯通電橋產(chǎn)生的電壓信號線性放大處理后，將其轉(zhuǎn)換為4～20 mA DC的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)信號變送輸出構(gòu)成壓力變送器。其主要性能特點(diǎn)如下。． ～ ①穩(wěn)定性高。每年漂移優(yōu)于0．2％滿量程。 ②溫度系數(shù)小。由于在生產(chǎn)過程中對產(chǎn)品精密地校準(zhǔn)及補(bǔ)償，使其溫度誤差極小。 ③適應(yīng)性強(qiáng)。產(chǎn)品量程寬，過程連接形式、制造材料、結(jié)構(gòu)具有多樣化特征，因而可適應(yīng)工業(yè)測量中的各種場合及不同的介質(zhì)。④安裝維護(hù)方便。產(chǎn)品可任意安裝在各測量點(diǎn)而不影響其性能。表2—1壓力變送器的性能參數(shù)表┏━━━━━━━━┳━━━━━━━━━━━━━━━━━┓┃ 量 程 ┃ O～1．2Mpa ┃┣━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━━┫┃ 允許過載 ┃ 200％ ┃┣━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━━┫┃ 供電電壓 ┃ 24 VDC，范圍電源：12~30 VDC┃┣━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━━┫┃ 輸出信號 ┃ 4～20mADC(二線制) ┃┣━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━━┫┃ 精 度 ┃ 177。0．5％ ┃┣━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━━┫┃ 補(bǔ)償溫度范圍 ┃ 0～+60℃ ┃┣━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━━┫┃ 工作溫度范圍 ┃ 一10～+80℃ ┃┗━━━━━━━━┻━━━━━━━━━━━━━━━━━┛ 4．油溫測試系統(tǒng)在軸承的入口處和出口處分別安裝溫度傳感器各一只，分別采集軸承入口處的潤滑油油溫￡l和出口處的油溫￡2，則可得到潤滑油的平均溫度t。[￡。=(￡l+￡2)／2]，一般情況下￡。不大于75℃。5．滑動軸承控制系統(tǒng) 實驗臺的8個油膜壓力傳感器、液壓加載傳感器、測摩擦因數(shù)用的拉壓負(fù)荷傳感器以及油溫傳感器采集的測試數(shù)據(jù)通過A／D轉(zhuǎn)換器，以RS485總線方式傳送到計算機(jī)的實驗數(shù)據(jù)采集及處理軟件系統(tǒng)，直接在屏幕上顯示出來，或由打印機(jī)打印輸出實驗結(jié)果。 主軸電機(jī)的轉(zhuǎn)速大小通過計算機(jī)進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置值通過RS485總線送到伺服電機(jī)驅(qū)動器，由伺服電機(jī)驅(qū)動器控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。 油壓加載系統(tǒng)的壓力是由實驗人員在電腦上設(shè)置加載壓力p0與液壓加載壓力傳感器的反饋值進(jìn)行比較，再通過PID調(diào)節(jié)運(yùn)算，將動態(tài)地改變變頻器的輸出頻率，使其液壓加載壓力保持恒定。 實驗臺的控制原理框圖如圖2—7所示。五、實驗裝置的操作步驟及方法 (1)網(wǎng)上預(yù)習(xí)“滑動軸承實驗”課件。 (2)觀察實驗臺的各部分結(jié)構(gòu)、檢查油路及電路是否可靠連接. (3)用手轉(zhuǎn)動軸瓦，使其擺動靈活、無阻滯現(xiàn)象。 (4)根據(jù)實驗臺操縱面板(見圖2—8)，按圖示按鈕功能使總電源、油壓系統(tǒng)及主軸系統(tǒng)處于接通位置，這時系統(tǒng)進(jìn)入工作狀態(tài)。 電源按鈕1一此按鈕旋轉(zhuǎn)至“開”的位置，接通裝置電源；油壓系統(tǒng)啟動按鈕2用于啟動油壓系統(tǒng)電機(jī)； 油壓系統(tǒng)停止按鈕3一用于停止油壓系統(tǒng)電機(jī)；主軸系統(tǒng)啟動按鈕4一用于啟動伺服電機(jī)(主軸驅(qū)動電機(jī))；主軸系統(tǒng)停止按鈕5一用于停止伺服電機(jī)；急停旋鈕6_在應(yīng)急情況下，壓下此旋鈕可切斷整個系統(tǒng)的電源；按箭頭方向旋轉(zhuǎn)后，旋鈕彈起即可恢復(fù)供電. 圖2—8實驗臺操縱面板布置圖統(tǒng)處于接通位置，這時系統(tǒng)進(jìn)入工作狀態(tài)。電源按鈕l一此按鈕旋轉(zhuǎn)至“開”的位置，接通裝置電源；油壓系統(tǒng)啟動按鈕2一用于啟動油壓系統(tǒng)電機(jī)；油庠桑締僖i}鉀氣一用千僖lb浦閆；桑締由加．豐鈾泰締直商擗翎A田千直高佃導(dǎo)老師”等，點(diǎn)擊[返回]。③點(diǎn)擊[實驗分類]菜單，將會顯示出可供選擇的“徑向滑動軸承油膜壓力分布曲線”、“fλ曲線”及“pfn曲線”3種類型實驗。選擇“徑向滑動軸承油墨壓力分布曲線”菜單，開始本章實驗1“滑動軸承基本性能（基本型）”（見圖211）。該界面顯示有：主軸的轉(zhuǎn)速、油壓以及周向的7個油墨壓力等。 ④點(diǎn)擊“靜壓加載”數(shù)字框，彈出鍵盤，設(shè)置加載壓力(建議用戶o=0．1～0．15 MPa)。 ⑤點(diǎn)擊[油泵控制]菜單，選擇“啟動”，啟動油壓系統(tǒng)。 ⑥油壓升起后，點(diǎn)擊“當(dāng)前轉(zhuǎn)速”數(shù)字框，設(shè)置主軸轉(zhuǎn)速(建議用咒=200～500：r／．min)。 ⑦觀察油膜周向和軸向壓力的分布曲線，如果曲線模糊，請點(diǎn)擊‘‘穩(wěn)定取值?’按鈕。同時觀察右邊的油膜壓力數(shù)值顯示窗口內(nèi)的8個點(diǎn)的油膜壓力值。 ⑧曲線穩(wěn)定后，點(diǎn)擊[暫停采樣]，再點(diǎn)擊[打印]按鈕打印當(dāng)前窗口。 ⑨實驗完成后，根據(jù)周向油膜壓力分布曲線承載圖，求出油膜平均壓力Pm值，并計算K值。 停止系統(tǒng)運(yùn)行時，務(wù)必先關(guān)閉主軸驅(qū)動電機(jī)(按“軸停止”鍵)，等主軸驅(qū)動電機(jī)停止轉(zhuǎn)動后再卸載軸承靜壓載荷(調(diào)“靜壓加載”鍵)，最后關(guān)閉液壓系統(tǒng)電機(jī)，以減輕軸瓦磨損。 停止主軸：點(diǎn)擊“軸停止”。 停止油壓系統(tǒng)：選擇[油泵控制]菜單下的“停止”即可。思考題 1．哪些因素影響液體動壓軸承的承載能力及其動壓油膜的形成? 2．當(dāng)栽荷增加或轉(zhuǎn)速升高時，油膜壓力分布曲線有什么變化?3．軸向壓力分布曲線與軸承寬徑比B／d之間有什么關(guān)系?當(dāng)B／d≥4及B／d≤1／4兩種情況下，它們的軸向油膜壓力分布有何明顯差異?求解流體動力潤滑雷諾方程的簡化方程時又有何不同。第三章 機(jī)械傳動性能參數(shù)測試與分析實驗實驗四 單級機(jī)械傳動裝置性能參數(shù)測試實驗(驗證型)一、實驗?zāi)康? (1)掌握轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、傳動功率、傳動效率等機(jī)械傳動性能參數(shù)測試的基本原理和萬法。(2)通過實驗，了解各種單級機(jī)械傳動裝置的特點(diǎn)，對各種單級機(jī)械傳動裝置的傳動功率大小范圍有定量的認(rèn)識。(3)通過實驗，了解帶傳動中的彈性滑動現(xiàn)象、打滑現(xiàn)象及其與帶傳動工作能力之間的天糸。 (4)通過實驗，了解鏈傳動的動態(tài)特性(多邊形效應(yīng))及其對鏈傳動的影響。(5)了解ZJS50系列綜合設(shè)計型機(jī)械設(shè)計實驗裝置的基本構(gòu)造及其工作原理。、實驗內(nèi)容二、實驗內(nèi)容1．摩擦傳動性能參數(shù)測試實驗(1)觀察帶傳動的彈性滑動及打滑現(xiàn)象。(2)繪制帶傳動效率曲線及滑動率曲線。2．嚙合傳動性能參數(shù)測試實驗(1)繪制齒輪傳動的效率曲線。(2)繪制蝸桿傳動的效率曲線。(3)觀察鏈傳動的動態(tài)特性(多邊形效應(yīng))，繪制鏈傳動效率曲線。三、實驗裝置與工作原理 實驗裝置采用西南交通大學(xué)研制的zJS50系列綜合設(shè)計型機(jī)械設(shè)計實驗裝置。該實驗裝置是一種模塊化、多功能、開放式的，具有工程背景的教學(xué)與科研兼用的新型機(jī)械設(shè)計綜合實驗裝置，其主要由動力模塊(庫)、傳動模塊(庫)、支承聯(lián)接及調(diào)節(jié)模塊(庫)、加載模塊(庫)、測試模塊(庫)、工具模塊(庫)及控制與數(shù)據(jù)處理模塊(庫)等組成，通過對各模塊(庫)的選擇及裝配搭接，實現(xiàn)“帶傳動”、“鏈傳動”、“齒輪傳動”、“蝸桿傳動”、等典型的單級機(jī)械傳動裝置性能測試，以及其他新型傳動裝置性能測試等的基本型實驗，更可進(jìn)行多級組合機(jī)械傳動裝置性能測試等的基本實驗，形成如“帶一齒輪傳動”、“齒輪一鏈傳動”、“帶一鏈傳動”、“帶一齒輪一鏈傳動”等多種組合傳動系統(tǒng)的性能比較、布置優(yōu)化等綜合設(shè)計型實驗及分析、研究相關(guān)參數(shù)變化對機(jī)械傳動系統(tǒng)基本特性的影響、機(jī)械傳動系統(tǒng)方案評價等研究創(chuàng)新型實驗。 實驗裝置的基本組成如下： 1．動力模塊(庫) (1)Y90I。一4電動機(jī)：額定功率1。5 kW；同步轉(zhuǎn)速1 500 r／39。min；額定電壓下。 (2)MM420—15073變頻器：用于控制三相交流電動機(jī)的速度；輸入電壓(380～480)v177。10％；功率范圍1．5 kW；輸入頻率47～63 Hz；輸出頻率0～650 Hz；功率因數(shù)0．98；控制方法：線性．V∥控制，帶磁通電流控制(FCC)的線性V／f控制，平方V／f控制，多點(diǎn)V／f控制。 。 2．傳動模塊(庫) (1)v帶傳動：帶及帶輪，z型帶，帶輪基準(zhǔn)直徑ddl=da2=106 mm。 (2)鏈傳動：鏈及鏈輪，鏈號：08B，鏈節(jié)距戶=12．70 1Ttrfl，鏈輪齒數(shù)：z1=z2=21。 (3)JSQ—XC—120齒輪減速器(斜齒)：減速比1：1．5，齒數(shù)Z1=3z2=57，螺旋角β=8186。1639。38”，中心距a=120 mm，法面模數(shù)mn=2．5。 (4)NRV063蝸桿減速器：蝸桿類型ZA，_，軸向模數(shù)優(yōu)=3．250，蝸桿頭數(shù)z1=4，蝸輪齒數(shù)Z2=30，減速比1：7．5，中心距口=63 nUTI；松開彈簧卡圈可改變輸出軸的方向。 3．支承聯(lián)接及調(diào)節(jié)模塊(庫) 基礎(chǔ)工作平臺、標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌、專用導(dǎo)軌、電機(jī)一小傳感器墊塊一0電機(jī)一小傳感器墊塊一0小傳感器墊塊、大傳感器墊塊一0大傳感器墊塊一0蝸桿墊塊一0蝸桿墊塊一0磁粉制動器墊塊、專用軸承座、新型聯(lián)軸器(F39。lexible Jaw Couplings)、帶輪及鏈輪快速張緊裝置(S；tock’raper’Bushings)，以及各種規(guī)格的聯(lián)接件(鍵、螺釘、螺栓、墊片、螺母等)等。 4．加載模塊(庫) (1)CZ一5型磁粉制動(加載)器：額定轉(zhuǎn)矩50Nm，激磁電流0．8A，允許滑差功率4 kW。 (2)WI一1A穩(wěn)流電源：輸入電壓：AC220 V177。10％，50／60 Hz；輸出電流：0～1 A；穩(wěn)流精度：1％。 5．測試模塊(庫) (1)實驗數(shù)據(jù)測試及處理軟件：實驗教學(xué)專用軟件。 (2)ZJ0D型轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器：額定轉(zhuǎn)矩20 Nm；轉(zhuǎn)速范圍：O_10 000 r／min；轉(zhuǎn)矩測量精度：0．1～0．2級；轉(zhuǎn)速測量精度：177。1 r／vain。 (3)NJlD型轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器：額定轉(zhuǎn)矩50 Nm；轉(zhuǎn)速范圍：O～6 000 r／min；轉(zhuǎn)矩測量精度：0．1～0．2級；轉(zhuǎn)速測量精度：177。1 r／min。 (4)JX一1A機(jī)械效率儀：轉(zhuǎn)矩測量范圍0～99 999 Nm；轉(zhuǎn)速測量范圍：0～30 000 r／min。 6．工具模塊(庫) 配套齊全的裝拆調(diào)節(jié)工具。 7．控制與數(shù)據(jù)處理模塊(庫)實驗裝置的控制模塊、數(shù)據(jù)采集、處理模塊(除傳感器外)及加載模塊等集中配置于一個分置式實驗控制柜內(nèi)。通過對被測實驗傳動裝置的動力、數(shù)據(jù)采集、處理及加載等控制，將傳感器采集的實驗測試數(shù)據(jù)通過A／D轉(zhuǎn)換器以RS232的方式傳送到測試模塊，再由測控模塊計算機(jī)系統(tǒng)的專用實驗教學(xué)軟件進(jìn)行實驗數(shù)據(jù)分析與處理，實驗結(jié)果可直接在計算機(jī)屏幕上顯示，或由打印機(jī)打印輸出實驗結(jié)果，完成實驗。實驗裝置的基本構(gòu)造框圖如圖1—1所示、實驗裝置的控制原理框圖如圖1—2所示、實驗裝置的數(shù)據(jù)采集及加載原理框圖如圖1—3所示。四、實驗原理和方法 1．傳動效率叩及其測定方法 效率叩表示能量的利用程度。在機(jī)械傳動中，輸入功率Pi應(yīng)等于輸出功率P。與損耗功率Pf之和，即 (1—1)式中，為輸入功率，kW；P。為輸出功率，kW；Pf為損耗功率，kW。則傳動效率η定義為 (12) 由力學(xué)知識知，軸傳遞的功率可按軸的角速度和作用于軸上的力矩由下式求得： (1—3)式中，P為軸傳遞