軸頸軸承演示裝置

主要功能與特色

本裝置的核心是一個封裝在透明壓克力外殼中的平滑鋼軸，由馬達直接驅動。軸承自由地支撐在馬達軸上，並以橡膠膜片密封。特別設計的寬大間隙能讓學生清晰地觀察到軸承內的潤滑油流動。隨貨附有一桶專用潤滑油。

控制單元可調節馬達轉速，且馬達可雙向運轉，顯示螢幕則會即時顯示轉速資訊。一個可調式油箱將潤滑油供應至軸承兩端的低壓區域。

該軸承在圓周上設有 12 個等距的壓力測量孔，並在頂部及垂直徑向平面上設有另外 4 個測量孔。所有 16 個測量點均透過輕便靈活的塑膠管連接至後方的壓力計面板，以便隨時清晰地顯示所有位置的油壓水頭。

學生可以將隨附的砝碼掛在與軸承相連的懸臂上來對軸承施加負載。整套裝置由一個帶有工作檯面的堅固鋼製框架支撐，內部整合了軸承、馬達、壓力計面板及控制單元。

學習成果

• 壓力剖面測量與繪圖：在特定實驗條件下測量壓力數據，並繪製出笛卡兒座標與極座標壓力曲線。

• 索末菲曲線 (Sommerfeld Curve) 比對：在選定條件下測量壓力剖面，並繪製理論上的索末菲曲線以進行對比驗證。

• 臨界渦動 (Critical Whirl) 測量：測量在發生臨界渦動現象時的軸承轉速與軸頸轉速。

• 油楔與偏心率觀測：觀察在不同轉速與負載下，油楔厚度的變化，進而分析偏心率的位移狀況。

• 特定條件下的壓力剖面觀測：觀察在上述不同負載與轉速組合下的壓力分布變化。

• 臨界軸承渦動觀測：直觀觀測軸承在達到臨界速度時產生的渦動現象。