[发明专利]一种W2B型水泵轴连轴承及其寿命分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及水泵轴承技术领域，具体的说是一种W2B型水泵轴连轴承及其寿命分析方法。

背景技术

汽车水泵是发动机冷却系统中的重要部件，它不断地为发动机冷却系统流道内循环流动的冷却液体提供能量，同时在散热器、风扇离合器、冷却风扇、调温器等部件的配合工作下，实现大小循环，使冷却液的温度稳定在一定的范围内，保证发动机的正常工作。而汽车水泵轴承是水泵产品的重要基础件，对整个水泵的使用寿命至关重要，同时也决定了水泵的主要使用性能。

目前汽车发动机所用的水泵轴承内部多是采用双列滚动体结构设计即一端为钢球，另一端为圆柱滚子（WR型）或者两端都为钢球（WB型）。随着汽车工业的快速发展，汽车水泵轴承的使用对转速、载荷和密封性能等要求不断提高，普通的汽车发动机水泵用轴连轴承寿命渐渐难以满足使用需求。其主要原因是随着汽车水泵轴承工作时的承载和转速要求不断增加，轴承内部滚子列和钢球列所受的载荷增大，滚子列比钢球列径向承载能力强，所以易在钢球端产生疲劳失效，从而引起整套水泵轴承的疲劳失效，缩短水泵轴承的使用寿命。

发明内容

针对上述现有技术中汽车水泵轴承的使用对转速、载荷和密封性能等要求不断提高，普通的汽车发动机水泵用轴连轴承寿命渐渐难以满足使用需求等问题，本发明提供一种W2B型水泵轴连轴承及其寿命分析方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种W2B型水泵轴连轴承，该水泵轴连轴承含有三列滚动体，一端为圆柱滚子，中间和另一端为钢球；轴承与泵壳上轴承孔以过盈方式安装，表面加工滚道的转轴通过皮带传动，并由发动机曲轴驱动，轴承转轴的一端与水泵叶轮直接相连，另外一端与水泵皮带轮相连，冷却风扇通过联接螺栓与水泵皮带轮端面相连。

一种如上所述W2B型水泵轴连轴承的寿命分析方法，包括以下步骤：

步骤一：建立W2B 型汽车水泵轴承工作系统：

水泵轴承、水泵皮带轮、冷却风扇、水泵叶轮及其附件组成W2B 型汽车水泵轴承系统结构；

步骤二：建立W2B型汽车水泵轴承力学模型：

将W2B型轴连轴承所承受的外部载荷等效集中作用在转轴同一位置处，称为外部等效载荷，建立W2B型汽车水泵轴承系统力学模型，外部等效载荷(P_x、P_y、P_z)，左端圆柱滚子列支反力(F_Rx、F_Ry、F_Rz)，中间钢球列支反力(F_B1x、F_B1y、F_B1z)以及右端钢球列支反力(F_B2x、F_B2y、F_B2z)分别是在x、y、z方向上的受力投影分量；外部等效载荷力矩(M_x、M_y)，左端圆柱滚子列力矩(M_Rx、M_Ry)，中间钢球列力矩(M_B1x、M_B1y)以及右端钢球列力矩(M_B2x、M_B2y)分别是在x、y方向上的弯矩投影分量；

步骤三：建立W2B型轴连轴承转轴有限元模型和刚度矩阵：