《全斷面隧道掘進機主軸承試驗規(guī)范》

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CSCMA

長沙市工程機械行業(yè)協(xié)會團體標準

T/CSCMAXXXX—XXXX

全斷面隧道掘進機主軸承試驗規(guī)范

Testcodeformainbearingoffull-facetunnelboringmachine

（征求意見稿）

（本草案完成時間：20240407）

在提交反饋意見時，請將您知道的相關專利連同支持性文件一并附上。

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實施

長沙市工程機械行業(yè)協(xié)會??發(fā)布

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全斷面隧道掘進機主軸承試驗規(guī)范

1范圍

本文件規(guī)定了全斷面隧道掘進機主軸承（以下簡稱主軸承）的基本要求、試驗設備要求、試驗方法、

試驗流程、型式檢驗、判定規(guī)則和試驗報告等內容。

本文件適用于全斷面隧道掘進機主軸承的試驗，其他類型軸承試驗可參照本文件執(zhí)行。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB5903-2011工業(yè)閉式齒輪油

GB/T7811滾動軸承參數(shù)符號

GB/T34354—2017全斷面隧道掘進機術語和商業(yè)規(guī)格

JB/T14575-2023滾動軸承盾構機主軸承

3術語和定義

GB/T34354界定的以及下列術語和定義適用于本文件。

3.1

主軸承mainbearing

主驅動單元中用于支撐刀盤旋轉并傳遞掘進推力的軸承。

[來源：GB/T34354—2017，2.38]

3.2

設計載荷譜designloadspectrum

主軸承設計時承受理論載荷的統(tǒng)計表示。

3.3

主試單元mainpart

用于測試主軸承性能的部分。

3.4

陪試單元deputypart

用于模擬刀盤工作配合主試單元測試的部分。

3.5

加載單元loadpart

用于給主軸承施加試驗載荷的部分。

3.6

測量單元measurepart

用于監(jiān)測主軸承運行狀態(tài)參數(shù)的部分。

4符號

GB/T7811給出的以及下列符號適用于本文件。

：設計載荷參數(shù)的軸向載荷；

：設計載荷參數(shù)的徑向載荷；

?i

?：設計載荷參數(shù)的傾覆力矩；

?i

?：設計載荷參數(shù)的驅動扭矩載荷；

??i

?i

?1

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：試驗用等效驅動扭矩載荷，根據(jù)設計驅動扭矩載荷和試驗啟用驅動數(shù)量確定；

：設計載荷參數(shù)的轉速。

??i??i

?i

5基?本要求

主軸承試驗是為了驗證主軸承采用的設計方法、制造工藝能否保證主軸承產(chǎn)品滿足設計使用要求。

有下列情況之一時，應進行試驗或評估是否應進行試驗。

a)主軸承的設計方法、制造工藝未能通過驗證或未進行驗證；

b)主軸承的設計方法、制造工藝發(fā)生重大變化，可能影響主軸承的性能時；

c)主軸承的設計結構、原材料、潤滑等發(fā)生重大變化，可能影響主軸承的性能時；

d)國家質量監(jiān)督管理部門提出試驗要求時。

6試驗設備要求

6.1試驗臺

6.1.1試驗臺類型的選擇應與試驗對象及試驗目的相適應，可以采用各種類型的開式試驗臺和封閉式

試驗臺，大功率時應優(yōu)先考慮能耗較低的封閉式試驗臺，試驗臺的結構可參考圖1。

標引序號說明：

1-主軸承；2-主試單元；3-軸向加載單元；

4-徑向加載單元；5-測量單元；6-陪試單元。

圖1試驗臺結構示意圖

6.1.2試驗臺應盡可能模擬主軸承實際工作時的運行狀態(tài)。

6.1.3試驗臺主試單元和陪試單元應保證主軸承在規(guī)定的試驗工況內正常運轉。

6.1.4試驗臺加載單元應能可靠地施加上規(guī)定的加載載荷，符合試驗載荷要求。

6.1.5試驗臺測量單元應具有對主軸承運行狀態(tài)參數(shù)的實時監(jiān)測能力。

6.2試驗精度

6.2.1測量過程的穩(wěn)定精度應符合以下要求：

a)軸向載荷波動值不大于±1%；

b)徑向載荷波動值不大于±2%；

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c)傾覆力矩波動值不大于±2%；

d)扭矩波動值不大于±2%；

e)轉速波動值不大于±0.02r/min。

6.2.2試驗所使用的儀器儀表精度應符合以下要求：

a)儀器儀表的規(guī)格、量程、準確度應與測試范圍相適應；

b)儀器儀表應經(jīng)過第三方校準、標定并在有效使用期限內；

c)壓力傳感器的精度不低于+4%；

d)振動傳感器精度非線性不低于1%；

e)溫度傳感器精度不低于±0.3℃。

6.3試驗參數(shù)

委托單位應提供表1所示的試驗技術參數(shù)以及與扭矩載荷相對應的驅動配置。

表1全斷面隧道掘進機主軸承設計載荷參數(shù)表

典型工況軸向載荷徑向載荷傾覆力矩扭矩載荷轉速

Ⅰ

（正常掘進）

Ⅱ??1??1??1??1??1

（高速低扭）

Ⅲ?2?2?2

?????2??2

（刀盤脫困）

Ⅳ?3?3?3

?????3??3

（極限靜載）0

?4?4?4

???0

7試驗方法

7.1磨合試驗

7.1.1空載試驗

主軸承在不高于3r/min的轉速下進行正反轉空載試驗，單向試驗時間不少于1h。

7.1.2逐步加載試驗

7.1.2.1試驗載荷

軸向載荷、徑向載荷、傾覆力矩和扭矩載荷分別取正常掘進工況Ⅰ載荷、、、和高速

低扭工況Ⅱ載荷、、、載荷的20%、40%、60%、80%、100%。

?1?1?1?1

7.1.2.2試驗轉速FFMP

?2?2?2?2

試驗轉速分別F取正F常掘M進工況PⅠ轉速和高速低扭工況Ⅱ轉速。

7.1.2.3試驗時間

?1?2

單向試驗時間應符合表2的規(guī)定，推薦?每間隔10min記錄主軸承?運轉狀態(tài)參數(shù)，見附錄B。

3

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表2主軸承逐步加載試驗時間

工況Ⅰ（正常掘進）工況Ⅱ（高速低扭）

試驗載荷試驗時間/min試驗載荷試驗時間/min

20%6020%60

40%6040%60

60%12060%120

80%12080%120

100%120100%120

7.2型式試驗

7.2.1試驗載荷

軸向載荷、徑向載荷、傾覆力矩和扭矩載荷分別順序取正常掘進工況Ⅰ、高速低扭工況Ⅱ和刀盤脫

困工況Ⅲ的載荷、、,。

7.2.2試驗轉速??i??i??i??i

試驗轉速分別取正常掘進工況Ⅰ、高速低扭工況Ⅱ和刀盤脫困工況Ⅲ的轉速。

7.2.3試驗時間??i

7.2.3.1設計工況試驗循環(huán)加載次數(shù)不小于3次。

7.2.3.2設計工況試驗單次循環(huán)時間不少于100h，各工況應符合表3的規(guī)定。

表3主軸承設計工況試驗時間

典型工況試驗時間/min

Ⅰ（正常掘進）75

Ⅱ（高速低扭）20

Ⅲ（刀盤脫困）5

7.2.3.3推薦每間隔60min記錄主軸承運轉狀態(tài)參數(shù)。

7.3可靠性試驗

7.3.1試驗載荷

7.3.1.1軸向載荷、徑向載荷和傾覆力矩取刀盤脫困工況Ⅲ載荷、、。

7.3.1.2試驗驅動扭矩載荷根據(jù)主驅動單元的額定功率和試驗轉速計算確定。

?3?3?3

7.3.1.3試驗載荷應保證滾動體與滾道的法向接觸力不大于3300?MPa。??

7.3.2試驗轉速

試驗轉速取不低于正常掘進工況Ⅰ轉速。

7.3.3試驗時間??1

7.3.3.1試驗時間應符合JB/T14575-2023的規(guī)定，等效壽命不低于10000h，可靠性試驗時間也可由

制造廠與用戶協(xié)商確定。

7.3.3.2推薦每間隔60min記錄主軸承運轉狀態(tài)參數(shù)。

7.4疲勞壽命試驗

7.4.1試驗載荷

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試驗載荷按照7.3.1的規(guī)定。

7.4.2試驗轉速

試驗轉速按照7.3.2的規(guī)定。

7.4.3試驗時間

7.4.3.1等效壽命不低于軸承設計壽命。

7.4.3.2推薦每間隔60min記錄主軸承運轉狀態(tài)參數(shù)。

7.5極限靜載試驗

7.5.1試驗載荷

7.5.1.1軸向載荷、徑向載荷和傾覆力矩分別取極限靜載工況Ⅳ載荷、、。

7.5.1.2試驗載荷應保證滾動體與滾道的法向接觸負荷最大。

??4??4??4

7.5.2試驗時間

在極限靜載荷作用下，推薦保持時間不少于20s。

7.6替代試驗方法

主軸承試驗應在專門臺架上進行，當條件不具備時，也可隨主機現(xiàn)場試驗一起進行。

8試驗流程

8.1一般規(guī)定

8.1.1試驗前應擬定試驗大綱，試驗大綱應包含不限于試驗載荷、試驗時間等內容。

8.1.2試驗數(shù)據(jù)應在每一工況穩(wěn)定后進行測量，記錄應準確可靠。

8.1.3試驗后應編制試驗報告。

8.2試驗準備

8.2.1在檢驗合格的主軸承中隨機抽取1套作為試驗樣本，檢驗項目應至少包括附錄A中所列的項目。

8.2.2試驗主軸承應按實際運用狀態(tài)安裝到試驗裝置上，安裝后應進行調試運轉。

8.2.3試驗主軸承用潤滑油符合GB5903-2011的規(guī)定，循環(huán)供油量應能保證充分潤滑。

8.3試驗順序

試驗順序如表4所示。

表4主軸承試驗項目說明表

序號試驗項目試驗方法所在位置說明

1磨合試驗7.1

2型式試驗7.2在磨合試驗合格后，進行型式試驗。

可靠性試驗7.3試驗項目可根據(jù)試驗目的和要求選取，

3疲勞壽命試驗7.4極限靜載試驗應在可靠性試驗或疲勞壽

極限靜載試驗7.5命試驗前進行。

8.4試驗過程中檢查

試驗過程中應隨時檢查試驗主軸承運行狀態(tài)：

a)有無阻滯、沖擊及異響；

b)密封狀態(tài)及漏油情況；

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c)油液狀態(tài)；

d)載荷的加載情況；

e)主軸承的旋轉轉速；

f)主軸承的振動、溫度。

9型式檢驗

9.1概述

主軸承試驗完成后應對主軸承進行型式檢驗，確定主軸承能否滿足設計使用要求。

9.2成品

9.2.1游隙測量

游隙應符合設計要求。

9.2.2端面圓跳動的測量

內外圈的端面圓跳動應符合設計要求。

9.2.3徑向圓跳動的測量

內外圈的徑向圓跳動應符合設計要求。

9.2.4旋轉性能

主軸承的旋轉應運行平穩(wěn)、無異響。

9.3套圈

9.3.1外觀

9.3.1.1設計壽命內不應出現(xiàn)影響軸承使用性能的缺陷，如裂紋、疲勞剝落、點蝕等。

注1：小的外界顆粒造成的少量凹坑是不可避免的；

9.3.1.2表面應呈金屬色，不應出現(xiàn)高溫變色。

9.3.2配合尺寸

套圈不應出現(xiàn)明顯的塑性變形，配合尺寸應符合設計要求。

9.3.3硬度

滾道、齒面接觸區(qū)域的硬度不應低于初始狀態(tài)。

9.3.4無損檢測

所有淬火區(qū)域、熱影響區(qū)域與磨加工區(qū)域進行100%磁粉探傷。

9.4滾動體

9.4.1外觀

9.4.1.1設計壽命內不應出現(xiàn)影響軸承使用性能的缺陷，如裂紋、疲勞剝落、點蝕等。

注1：小的外界顆粒造成的少量凹坑是不可避免的；

9.4.1.2表面應呈金屬色，不應出現(xiàn)高溫變色。

9.4.2輪廓

滾動面母線輪廓、凸度應符合設計要求。

9.4.3硬度

硬度不低于初始狀態(tài)。

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9.4.4無損檢測

所有滾動體需進行100%無損探傷檢測。

9.5保持架

9.5.1外觀

設計壽命內不應出現(xiàn)影響軸承使用性能的缺陷，如裂紋、異常磨損等。

9.5.2尺寸

兜孔尺寸、內外徑引導面尺寸應符合設計要求。

9.5.3無損檢測

所有保持架需進行100%滲透檢測。

9.6潤滑油

9.6.1不應有鐵屑、銅屑等較大的金屬顆粒。

9.6.2潤滑油的水分、運動粘度和光譜金屬元素分析含量等項目應符合設計要求。

10判定規(guī)則

表A.1中標注“*”的檢驗項目應符合第9章型式檢驗的要求，其余項目為參考項目。

11試驗報告

試驗報告應至少包括以下內容：

a)前言，包括試驗時間、試驗地點、試驗主軸承型號及主要技術數(shù)據(jù)；

b)試驗目的；

c)試驗臺及儀器儀表的規(guī)格型號；

d)試驗項目和試驗方法；

e)試驗結果，包括試驗過程中出現(xiàn)的問題及處理情況，并附試驗數(shù)據(jù)、型式檢驗照片記錄。

f)試驗結論和建議。

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A

附錄A

（資料性）

主軸承型式檢驗項目記錄表

A.1主軸承型式檢驗項目記錄表

（主軸承編號______、檢驗日期______、檢驗人員______）

序號類別檢驗項目試驗前試驗后

1*軸向游隙

2*徑向游隙

3*軸向圓跳動

成品

4*徑向圓跳動

5*齒徑向綜合跳動

6*旋轉靈活性

7*外觀

8*內外徑配合止口尺寸

9*滾道表面硬度

套圈

10*齒面表面硬度

11滾道粗糙度

12*無損檢測

13*外觀

14*外徑尺寸

15*滾動體輪廓、凸度

16*