某型柴油機(jī)滾動(dòng)軸承壽命

1、某型柴油機(jī)軸承壽命計(jì)算1100型柴油機(jī)采用“雙滾”結(jié)構(gòu)，前端軸承采用NF211E軸承，后端采用 6311軸承，在2014年新型冷凝機(jī)研發(fā)進(jìn)行可靠性試驗(yàn)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)異響，經(jīng)拆 檢未發(fā)現(xiàn)零件異常，分析認(rèn)為主軸承間隙超差為異響主因，故取不同廠家新軸承 到專業(yè)機(jī)構(gòu)做檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)軸承間隙超差嚴(yán)重。另外1100型柴油機(jī)為較原型機(jī)行 程有所加長(zhǎng)，所以主軸承所受作用力較原來更大，所以對(duì)軸承進(jìn)行壽命計(jì)算。一、柴油機(jī)參數(shù)表一：各零件質(zhì)量:名稱質(zhì)量（kg）活塞0.8009活塞銷0.226（15 型）活塞銷擋圈（2）0.0045（185 型）活塞環(huán)（付）0.113（1100 型）連桿（含襯套和螺栓）1.1525連桿小頭

2、（JH）0.3659連桿大頭（JH）0.7866連桿瓦（付）0.068往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量mj0.8009+0.226+0.0045+0.113+0.3659=1.5103旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量mr0.7866+0.068=0.8546已知零件參數(shù)及條件：功率Pe：Pe=11.05kW最高爆發(fā)壓力：Pz=8 MPa活塞直徑：D=100 mm連桿活塞組往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量：mj： 1.5103 kg連桿組旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量：mr=0.8546 kg曲拐半徑：R=50 mm最高轉(zhuǎn)速：n=2400 r/min連桿長(zhǎng)度：L=168mm二、軸承徑向力計(jì)算根據(jù)已知參數(shù)計(jì)算柴油機(jī)工作容積:兀中、兀中、4d06兀 x1002X1004 x

3、106=0.785L平均有效壓力:作用力：P =空工=30 x4 X11.05 =o.704MPa平均有效壓力:作用力：P =空工=30 x4 X11.05 =o.704MPam V . i n 0.785 x 2400兀 x D 2兀 x 1002W = P zxA = P zx- = 0.704x4 = 5529.2NWmaxFrl作用在6311軸承上的力為:69651 65Wmax 65 x 5529.2Frl =69+6569+65=2682N作用在NF211E軸承上的力為:Fr2 =69Wmax69+6569 x 5529.269+65=2847.1N N三、安全系數(shù)（載荷系數(shù)）（

4、I （ I I r 11 I ，!1 4 510 IS圖1軸承的載荷-壽命曲線圖1是軸承的載荷-壽命曲線，它表示了載荷p與基本額定壽命4。之間的關(guān) 系。此曲線用公式表示為:（1薩轉(zhuǎn)）（式1）式中：P為當(dāng)量動(dòng)載荷（N）；為壽命指數(shù)，對(duì)于球軸承 =3 ；對(duì)于滾子軸承 =10/3。實(shí)際計(jì)算時(shí)，常用小時(shí)數(shù)表示軸承壽命為：d =止仁丫 TOC o 1-5 h z （h）（式 2）式中：n為代表軸承的轉(zhuǎn)速（r/min）。溫度的變化通常會(huì)對(duì)軸承元件材料產(chǎn)生影響，軸承硬度將要降低，承載能力 下降。所以需引入溫度系數(shù)（見表2），對(duì)壽命計(jì)算公式進(jìn)行修正：）（1 轉(zhuǎn)）（式 3）圮_卸叭“ （h）（式4）表2溫度系數(shù)

5、ft軸承工作溫度（C）120125150175200225250300350溫度系數(shù)ft1.000.950.900.850.800.750.700.60.5 TOC o 1-5 h z 在此，發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體內(nèi)溫度小于120C，故取f為1.00。對(duì)于只能承受純徑向載荷的向心圓柱滾子軸承、滾針軸承、螺旋滾子軸承：尹=旦（式6）根據(jù)軸承的實(shí)際工作情況，還需引入載荷系數(shù)乙（表4）對(duì)其進(jìn)行修正，修正后的當(dāng)量動(dòng)載荷 應(yīng)按下面的公式進(jìn)行計(jì)算：F = h （X + F 已）（式 7）P = &孔（式8）P =折七（式9）表4載荷系數(shù)fp載荷性質(zhì)f p舉例無沖擊或輕微沖擊1.0 1.2電機(jī)、汽輪機(jī)、通風(fēng)機(jī)、水泵等中

6、等沖擊或中等慣性力1.2 1.8車輛、動(dòng)力機(jī)械、起重機(jī)、造紙機(jī)、冶金機(jī)械、選 礦機(jī)、卷?yè)P(yáng)機(jī)、機(jī)床等強(qiáng)大沖擊1.8 3.0破碎機(jī)、軋鋼機(jī)、鉆探機(jī)、振動(dòng)篩等在此，發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力機(jī)械且沖擊和慣性力較大，所以選fp為1.5，所以: 作用在6311軸承上的當(dāng)量動(dòng)載荷P1為：P1 = fp x Fr1 = 1.5 x 2682 = 4023 N作用在NF211E軸承上的力為：P2 = fp x Fr2 = 1.5 x 2847.1 = 4270.65 N四、滾動(dòng)軸承的壽命查常用軸承手冊(cè)可知軸承的基本額定載荷Cr，6311軸承為71500N，NF211E 軸承為 80200 N。6311軸承壽命為：f60n P1 f60n P1 )10660 x 2400f1x71500T -