Akademia Górniczo-Hutnicza

im. S. Staszica w Krakowie

IMIR

Laboratorium PKM

Temat: Badanie nośności hydrostatycznego łożyska wzdłużnego

Piotr Żak

MK2, 2006/2007

1. Cel ćwiczenia

- zapoznanie się z podstawami pomiarów z wykorzystaniem komputera

- zapoznanie się z ideą smarowania hydrostatycznego

- wyznaczenie nośności hydrostatycznej filmu olejowego modelu łożyska stopowego na drodze analitycznej i doświadczalnej

2. Opis stanowiska pomiarowego

3. Przebieg ćwiczenia

1. Przed przystąpieniem do pomiarów sprawdziliśmy zdolność układu do działania.

2. Nastepnie wlączylismy komputer i program MULT oraz układ zasilania (MPL-102).

3. Włączyliśmy pompę oleju (5).

4. Wyzerowaliśmy czujniki zegarowe.

5. Przestawilismy zawory spustowe (6) na przewodach zasilających na zamknięte

6. Obracając nakrętką układu obciążenia (10), wywarto na segment żądany nacisk , którego wartość odczytano z manometru (12), korzystając z widocznego na nim przelicznika MPa-kN - wyniosło ono około 8240 N.

7. Odczytalismy wskazania czujników zegarowych a wartości zanotowaliśmy w tabeli 1.

8. Płytę pomiarową ustawiliśmy tak, aby otwór pomiarowy znalazł się poza obrysem modelu łożyska.

9. W programie MULT ustawiono parametry pomiaru:

• rodzaj pracy: wielokanałowa

• liczba próbek: 256

• okres próbkowania: 200μs

• czas pomiaru 51.2s

10. Włączyliśmy procedurę pomiarową.

11. Obracając ręcznieśrubą (4) przemieszczaliśmy płytę pomiarową względem badanego modelu łożyska.

Prędkość posuwu dostosowano tak, aby pod koniec czasu pomiaru otwór pomiarowy znalazł się

w środku modelu łożyska - sygnał z przetwornika przemieszczenia (14) powinien wskazywał wtedy

zero.

12. Gdy zakończyliśmy pomiar otworzono zawory spustowe, zdjęto obciążenie łożyska, oraz wyłączono

pompę oleju. W oknie programu MULT wyświetlono na wykresach wartości sygnałów przetwornika

przemieszczenia i przetwornika ciśnienia. Wyniki pomiaru zapisaliśmy do pliku.

4. Opracowanie wyników

4.1 Wykres rozkładu ciśnienia filmu olejowego na powierzchni łożyska p(r) - doświadczalny i analityczny

Na podstawie danych z przeprowadzonych pomiarów konstruuję wykres ukazujący rozkład ciśnień w łożysku p(r).

Następnie z wykorzystaniem zależności teoretycznych wyznaczam drugą charakterystykę i nanoszę ją na ten sam wykres:

gdzie :

• r_z = 25 mm - promień zewnętrzny łożyska

• r_k = 100 mm - promień komory smarowej

• Po = 4,2 MPa - ciśnienie w komorze smarowej

• r ∈<-100,100>

4.2 Wyznaczenie nośności badanego filmu olejowego

Dla danych doświadczalnych:

• ri : długość promienia dla i-tej próbki

• pi : wartość ciśnienia dla i-tej próbki

W = 48,9kN

Teoretyczna wartość nośności filmu olejowego:

gdzie :

• rz = 25 mm

• rk = 100 mm

• Po = 4,2 MPa

WF = 44,5 kN

4.3 Grubość filmu olejowego

Dane odczytane :

h1=0,11 [mm]

h2=0,13 [mm]

h3=0,12 [mm]

h4=0,13 [mm]

4.4 Tabelka z wynikami pomiarów i obliczeń

temperatura oleju [C]	T	nie odczytano
lepkość dynamiczna oleju [Pa*s]	η	nie odczytano
	h1	0,11
grubość filmu olejowego [mm]	h2	0,13
	h3	0,12
	h4	0,13
Wartość odczytana z manometru układu obciążenia [kN]	Q	8250
Wartość wyznaczona na podstawie pomiarów [kN]	W	48,9
Wartość wyznaczona z modelu teoretycznego [kN]	WF	44,5

5. Wnioski

• różnica jaką można zauważyć między wykresem otrzymanym w sposób analityczny i wykonanym z pomiarów, wynika ze zmiennej lepkości oleju w czasie wykonywania doświadczenia - wzory teoretyczne oparte są na założeniu, że jest ona stała i nie wyryfikuja wyników dla zmiennej lepkości, a wiadomo że ze zmiana temperatury oleju podczas doświadczenia zmienia się również jego lepkość

• różnica otrzymane mogą wynikać również z faktu iż płyta była przesuwana ręcznie i zapewne z różna prędkością przesuwu, a dla dokładnych pomiarów prędkość wysuwu powinna być stała

• nośnością teoretyczną, a wyliczoną z pomiarów różni sie nieco , a różnica ta wyniosła około 9%

• na podstawie doświadczenie udało się zaobserwować, że łożyska hydrostatyczne mogą przenieść znaczne obciążenia przy minimalnym współczynniku tarcia