[发明专利]基于动压轴承教学的油膜压力显示模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于动压轴承教学的油膜压力显示模块，属于动 压轴承教学教具装置技术领域，具体涉及一种基于动压轴承教学的油 膜压力显示模块，可以直观显示压力大小。

背景技术

动压润滑轴承被广泛运用于各种汽轮机、燃气轮机、齿轮箱等 动力传输系统中，发挥其承载能力大、功耗小、耐冲击、抗振性好、 运转精度高等特点，能够有效提高机械运行效率和使用寿命。随着现 今各种高精密机械设备的出现，如何使各个构件转动副间的摩擦尽可 能减小，以此提高机械运行效率显得极其重要。正是因为流体动压润 滑在工程中发挥着日益重要的作用，所以对于机械专业的学生来说， 有必要理解和掌握流体动压润滑原理。

传统的液体动压轴承实验台在探究雷诺方程影响因素的方面，仅 仅考虑了转速这一因素，而对于油膜厚度没有进行考虑。这对于学生 理解雷诺方程以及学习流体动压润滑这一知识点带来一定的障碍，而 对于一个工科学生来说这一工程知识点又是十分重要的一个环节，工 程机械在恶劣的工况条件下工作，承受大的载荷及频繁的冲击，常发 生故障，这时就需要我们减少各个机构间的摩擦，而减少两个摩擦副 间的摩擦和磨损最有效的方法，是在摩擦副间引入润滑剂形成润滑 膜，由润滑膜承受部分或全部载荷，使摩擦副运转平稳，提高设备效 率和寿命。可见研究润滑在工程上意义重大。流体动力润滑在各种润 滑中是最有效的，它的摩擦系数和磨损都非常小，而且油膜对表面有 良好的保护、清洗、冷却、防锈作用，能使机械稳定运转。将流体动 力润滑运用于各种汽轮机、燃气轮机、齿轮箱等动力传输系统中，发 挥其承载能力大、功耗小、耐冲击、抗振性好、运转精度高等特点， 能够有效提高机械运行效率和使用寿命。

因此对于学习机械专业的学生来说，正确理解流体滑动轴承的工 作原理非常重要。但是目前的大学课程机械设计中对于流体滑动轴承 原理学习仅仅只是书本上一些生硬抽象的文字和图表描述，让人难以 理解，而且印象不深，并不能有效掌握实质内容。

为了加强对油膜压力、摩擦特性、轴心轨迹等方面研究，国内各 高校的研究者们做出了不懈的努力。先后研制出了多种试验平台。

卢其炎、周海峰通过对现有滑动轴承试验台的硬件系统进行了改 进，设计和发出一种新型滑动轴承试验台，新型滑动轴承试验台的 系统将7路采集的信号通过多路关输入A/D转换电路进行模数转换， 通过译码器编译，然后通过数字显示板显示；主轴转速经过放大整形 之后，通过数字显示板显示；步进电机、直流电机分别用在驱动机构 和调速电路上，实现自动连续加载，直流电机速度可调。该液体动压 轴承实验台的油膜压力显示模块的轴瓦包角360°，由青铜材料制成， 与轴承的配合为间隙配合。在轴瓦径向上按周向每隔22.5°钻一个1 mm的小孔，每个小孔都安装有压力传感器。利用直接安装在轴瓦上 的压力传感器直接测量轴瓦上7个标志点的油膜压力，再将其压力值 记录并输入电脑，拟合成油膜压力显示曲线。

上海大学的学者孙美丽、张直明等人就动、静载荷下油膜分布的 规律进行了研究，他们在前人研究的基础上进行了大胆的创新，研制 出了一种薪新的测量动、静油膜压力的试验台，该试验台最大的特点 是可以获得清晰的油膜照片。当然，该试验还是存在一定的不足，首 先，它只是得到了油膜分布的照片，而没有测量油膜压力的大小；第 二由于照片拍摄方式的限制，得到的油膜照片存在失真的情况。

古柳鹏、巩龙龙等人提出的一种展示流体动压原理的便携式教 具，专利号[201420390788.7]，该教具的主体部分是一个转盘和一个 倾斜的圆盘，而在倾斜的圆盘周围安插了一排透明的玻璃管。可以直 观的看到实验现象，但是该实验仪器也带来了一个缺点，由于上盘是 倾斜的，与下盘的距离不一致，即上盘的受力不均匀，这势必会对实 验现象产生影响。