某型柴油机滚动轴承寿命(以平均有效压力计算)
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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（JH ） 0.3659 连杆大头（JH ） 0.7866 连杆瓦（付） 0.068
往复运动质量mj 0.8009+0.226+0.0045+0.113+0.3659=1.5103 旋转运动质量mr 0.7866+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：
226
6
100100
0.785L 410410s D S
V ππ⨯⨯=
=
=⨯
平均有效压力：
3030411.05
0.704MPa 0.7852400
e me s P P V i n τ⋅⋅⨯⨯=
==⋅⋅⨯ 作用力：
2
2
100W P P 0.7045529.24
4
me me D z A z N ππ⨯⨯=⨯=⨯
=⨯
=
作用在6311轴承上的力为：
65Wmax 655529.2Fr12682N 69+6569+65
⨯===
作用在NF211E 轴承上的力为：
69Wmax 695529.2Fr22847.1N 69+6569+65
⨯=== N
三、安全系数（载荷系数）
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 与基本额定寿命之间的关
系。此曲线用公式表示为：
(转)（式1）式中：P为当量动载荷(N)；
ε为寿命指数，对于球轴承ε＝3；对于滚子轴承ε＝10/3。
实际计算时，常用小时数表示轴承寿命为：
(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f t (见表2)，对寿命计算公式进行修正：
(转)（式3）
(h)（式4）
表2 温度系数ft
轴承工作温度(℃)≤120125150175200225250300350温度系数ft 1.000.950.900.850.800.750.700.60.5
在此，发动机机体内温度小于120℃，故取ft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：
＝（式6）
根据轴承的实际工作情况，还需引入载荷系数(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：
＝(＋)（式7）
＝（式8）
＝（式9）
表4载荷系数 f p
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：
P1fp Fr1 1.526824023=⨯=⨯= N
作用在NF211E 轴承上的力为：
P2fp Fr2 1.52847.14270.65=⨯=⨯= 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71500 N ，NF211E 轴承为80200 N 。 6311轴承寿命为：
3
66101017150038985.7h 6016024004023t h f C L n P ε
⨯⎛⎫⎛⎫
==
= ⎪ ⎪⨯⎝⎭
⎝⎭ NF211E 轴承寿命：
10
6
6
3
21010180200122247.2h 6026024004270.65t r h f C L n P ε
⨯⎛⎫⎛⎫
=
== ⎪ ⎪
⨯⎝⎭
⎝⎭ 由计算结果可知，两只轴承寿命均符合要求。