某型柴油机滚动轴承寿命

1、某型柴油机轴承寿命计算1100型柴油机采用“双滚”结构，前端轴承采用NF211E轴承，后端采用 6311轴承，在2014年新型冷凝机研发进行可靠性试验时发动机出现异响，经拆 检未发现零件异常，分析认为主轴承间隙超差为异响主因，故取不同厂家新轴承 到专业机构做检测，发现轴承间隙超差严重。另外1100型柴油机为较原型机行 程有所加长，所以主轴承所受作用力较原来更大，所以对轴承进行寿命计算。一、柴油机参数表一：各零件质量:名称质量（kg）活塞0.8009活塞销0.226（15 型）活塞销挡圈（2）0.0045（185 型）活塞环（付）0.113（1100 型）连杆（含衬套和螺栓）1.1525连杆小头

2、（JH）0.3659连杆大头（JH）0.7866连杆瓦（付）0.068往复运动质量mj0.8009+0.226+0.0045+0.113+0.3659=1.5103旋转运动质量mr0.7866+0.068=0.8546已知零件参数及条件：功率Pe：Pe=11.05kW最高爆发压力：Pz=8 MPa活塞直径：D=100 mm连杆活塞组往复运动质量：mj： 1.5103 kg连杆组旋转运动质量：mr=0.8546 kg曲拐半径：R=50 mm最高转速：n=2400 r/min连杆长度：L=168mm二、轴承径向力计算根据已知参数计算柴油机工作容积:兀中、兀中、4d06兀 x1002X1004 x

3、106=0.785L平均有效压力:作用力：P =空工=30 x4 X11.05 =o.704MPa平均有效压力: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轴承上的力为:69651 65Wmax 65 x 5529.2Frl =69+6569+65=2682N作用在NF211E轴承上的力为:Fr2 =69Wmax69+6569 x 5529.269+65=2847.1N N三、安全系数（载荷系数）（

4、I （ I I r 11 I ，!1 4 510 IS图1轴承的载荷-寿命曲线图1是轴承的载荷-寿命曲线，它表示了载荷p与基本额定寿命4。之间的关 系。此曲线用公式表示为:（1萨转）（式1）式中：P为当量动载荷（N）；为寿命指数，对于球轴承 =3 ；对于滚子轴承 =10/3。实际计算时，常用小时数表示轴承寿命为：d =止仁丫 TOC o 1-5 h z （h）（式 2）式中：n为代表轴承的转速（r/min）。温度的变化通常会对轴承元件材料产生影响，轴承硬度将要降低，承载能力 下降。所以需引入温度系数（见表2），对寿命计算公式进行修正：）（1 转）（式 3）圮_卸叭“ （h）（式4）表2温度系数

5、ft轴承工作温度（C）120125150175200225250300350温度系数ft1.000.950.900.850.800.750.700.60.5 TOC o 1-5 h z 在此，发动机机体内温度小于120C，故取f为1.00。对于只能承受纯径向载荷的向心圆柱滚子轴承、滚针轴承、螺旋滚子轴承：尹=旦（式6）根据轴承的实际工作情况，还需引入载荷系数乙（表4）对其进行修正，修正后的当量动载荷 应按下面的公式进行计算：F = h （X + F 已）（式 7）P = &孔（式8）P =折七（式9）表4载荷系数fp载荷性质f p举例无冲击或轻微冲击1.0 1.2电机、汽轮机、通风机、水泵等中

6、等冲击或中等惯性力1.2 1.8车辆、动力机械、起重机、造纸机、冶金机械、选 矿机、卷扬机、机床等强大冲击1.8 3.0破碎机、轧钢机、钻探机、振动筛等在此，发动机为动力机械且冲击和惯性力较大，所以选fp为1.5，所以: 作用在6311轴承上的当量动载荷P1为：P1 = fp x Fr1 = 1.5 x 2682 = 4023 N作用在NF211E轴承上的力为：P2 = fp x Fr2 = 1.5 x 2847.1 = 4270.65 N四、滚动轴承的寿命查常用轴承手册可知轴承的基本额定载荷Cr，6311轴承为71500N，NF211E 轴承为 80200 N。6311轴承寿命为：f60n P1 f60n P1 )10660 x 2400f1x71500T -