《全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)主軸承試驗(yàn)規(guī)范》

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CSCMA

長(zhǎng)沙市工程機(jī)械行業(yè)協(xié)會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/CSCMAXXXX—XXXX

全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)主軸承試驗(yàn)規(guī)范

Testcodeformainbearingoffull-facetunnelboringmachine

（征求意見稿）

（本草案完成時(shí)間：20240407）

在提交反饋意見時(shí)，請(qǐng)將您知道的相關(guān)專利連同支持性文件一并附上。

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實(shí)施

長(zhǎng)沙市工程機(jī)械行業(yè)協(xié)會(huì)??發(fā)布

T/CSCMAXXXX—XXXX

全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)主軸承試驗(yàn)規(guī)范

1范圍

本文件規(guī)定了全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)主軸承（以下簡(jiǎn)稱主軸承）的基本要求、試驗(yàn)設(shè)備要求、試驗(yàn)方法、

試驗(yàn)流程、型式檢驗(yàn)、判定規(guī)則和試驗(yàn)報(bào)告等內(nèi)容。

本文件適用于全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)主軸承的試驗(yàn)，其他類型軸承試驗(yàn)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(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)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(duì)應(yīng)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(dòng)軸承參數(shù)符號(hào)

GB/T34354—2017全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)術(shù)語和商業(yè)規(guī)格

JB/T14575-2023滾動(dòng)軸承盾構(gòu)機(jī)主軸承

3術(shù)語和定義

GB/T34354界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

主軸承mainbearing

主驅(qū)動(dòng)單元中用于支撐刀盤旋轉(zhuǎn)并傳遞掘進(jìn)推力的軸承。

[來源：GB/T34354—2017，2.38]

3.2

設(shè)計(jì)載荷譜designloadspectrum

主軸承設(shè)計(jì)時(shí)承受理論載荷的統(tǒng)計(jì)表示。

3.3

主試單元mainpart

用于測(cè)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(cè)試的部分。

3.5

加載單元loadpart

用于給主軸承施加試驗(yàn)載荷的部分。

3.6

測(cè)量單元measurepart

用于監(jiān)測(cè)主軸承運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)的部分。

4符號(hào)

GB/T7811給出的以及下列符號(hào)適用于本文件。

：設(shè)計(jì)載荷參數(shù)的軸向載荷；

：設(shè)計(jì)載荷參數(shù)的徑向載荷；

?i

?：設(shè)計(jì)載荷參數(shù)的傾覆力矩；

?i

?：設(shè)計(jì)載荷參數(shù)的驅(qū)動(dòng)扭矩載荷；

??i

?i

?1

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：試驗(yàn)用等效驅(qū)動(dòng)扭矩載荷，根據(jù)設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)扭矩載荷和試驗(yàn)啟用驅(qū)動(dòng)數(shù)量確定；

：設(shè)計(jì)載荷參數(shù)的轉(zhuǎn)速。

??i??i

?i

5基?本要求

主軸承試驗(yàn)是為了驗(yàn)證主軸承采用的設(shè)計(jì)方法、制造工藝能否保證主軸承產(chǎn)品滿足設(shè)計(jì)使用要求。

有下列情況之一時(shí)，應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)或評(píng)估是否應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)。

a)主軸承的設(shè)計(jì)方法、制造工藝未能通過驗(yàn)證或未進(jìn)行驗(yàn)證；

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

c)主軸承的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、原材料、潤(rùn)滑等發(fā)生重大變化，可能影響主軸承的性能時(shí)；

d)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督管理部門提出試驗(yàn)要求時(shí)。

6試驗(yàn)設(shè)備要求

6.1試驗(yàn)臺(tái)

6.1.1試驗(yàn)臺(tái)類型的選擇應(yīng)與試驗(yàn)對(duì)象及試驗(yàn)?zāi)康南噙m應(yīng)，可以采用各種類型的開式試驗(yàn)臺(tái)和封閉式

試驗(yàn)臺(tái)，大功率時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮能耗較低的封閉式試驗(yàn)臺(tái)，試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)可參考圖1。

標(biāo)引序號(hào)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(cè)量單元；6-陪試單元。

圖1試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖

6.1.2試驗(yàn)臺(tái)應(yīng)盡可能模擬主軸承實(shí)際工作時(shí)的運(yùn)行狀態(tài)。

6.1.3試驗(yàn)臺(tái)主試單元和陪試單元應(yīng)保證主軸承在規(guī)定的試驗(yàn)工況內(nèi)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

6.1.4試驗(yàn)臺(tái)加載單元應(yīng)能可靠地施加上規(guī)定的加載載荷，符合試驗(yàn)載荷要求。

6.1.5試驗(yàn)臺(tái)測(cè)量單元應(yīng)具有對(duì)主軸承運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)能力。

6.2試驗(yàn)精度

6.2.1測(cè)量過程的穩(wěn)定精度應(yīng)符合以下要求：

a)軸向載荷波動(dòng)值不大于±1%；

b)徑向載荷波動(dòng)值不大于±2%；

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c)傾覆力矩波動(dòng)值不大于±2%；

d)扭矩波動(dòng)值不大于±2%；

e)轉(zhuǎn)速波動(dòng)值不大于±0.02r/min。

6.2.2試驗(yàn)所使用的儀器儀表精度應(yīng)符合以下要求：

a)儀器儀表的規(guī)格、量程、準(zhǔn)確度應(yīng)與測(cè)試范圍相適應(yīng)；

b)儀器儀表應(yīng)經(jīng)過第三方校準(zhǔn)、標(biāo)定并在有效使用期限內(nèi)；

c)壓力傳感器的精度不低于+4%；

d)振動(dòng)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(yàn)參數(shù)

委托單位應(yīng)提供表1所示的試驗(yàn)技術(shù)參數(shù)以及與扭矩載荷相對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)配置。

表1全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)主軸承設(shè)計(jì)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(zhuǎn)速

Ⅰ

（正常掘進(jìn)）

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(yàn)方法

7.1磨合試驗(yàn)

7.1.1空載試驗(yàn)

主軸承在不高于3r/min的轉(zhuǎn)速下進(jìn)行正反轉(zhuǎn)空載試驗(yàn)，單向試驗(yàn)時(shí)間不少于1h。

7.1.2逐步加載試驗(yàn)

7.1.2.1試驗(yàn)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(jìn)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(yàn)轉(zhuǎn)速FFMP

?2?2?2?2

試驗(yàn)轉(zhuǎn)速分別F取正F常掘M進(jìn)工況PⅠ轉(zhuǎn)速和高速低扭工況Ⅱ轉(zhuǎn)速。

7.1.2.3試驗(yàn)時(shí)間

?1?2

單向試驗(yàn)時(shí)間應(yīng)符合表2的規(guī)定，推薦?每間隔10min記錄主軸承?運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)參數(shù)，見附錄B。

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表2主軸承逐步加載試驗(yàn)時(shí)間

工況Ⅰ（正常掘進(jìn)）工況Ⅱ（高速低扭）

試驗(yàn)載荷試驗(yàn)時(shí)間/min試驗(yàn)載荷試驗(yàn)時(shí)間/min

20%6020%60

40%6040%60

60%12060%120

80%12080%120

100%120100%120

7.2型式試驗(yàn)

7.2.1試驗(yàn)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(jìn)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(yàn)轉(zhuǎn)速??i??i??i??i

試驗(yàn)轉(zhuǎn)速分別取正常掘進(jìn)工況Ⅰ、高速低扭工況Ⅱ和刀盤脫困工況Ⅲ的轉(zhuǎn)速。

7.2.3試驗(yàn)時(shí)間??i

7.2.3.1設(shè)計(jì)工況試驗(yàn)循環(huán)加載次數(shù)不小于3次。

7.2.3.2設(shè)計(jì)工況試驗(yàn)單次循環(huán)時(shí)間不少于100h，各工況應(yīng)符合表3的規(guī)定。

表3主軸承設(shè)計(jì)工況試驗(yàn)時(shí)間

典型工況試驗(yàn)時(shí)間/min

Ⅰ（正常掘進(jìn)）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(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)參數(shù)。

7.3可靠性試驗(yàn)

7.3.1試驗(yàn)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(yàn)驅(qū)動(dòng)扭矩載荷根據(jù)主驅(qū)動(dòng)單元的額定功率和試驗(yàn)轉(zhuǎn)速計(jì)算確定。

?3?3?3

7.3.1.3試驗(yàn)載荷應(yīng)保證滾動(dòng)體與滾道的法向接觸力不大于3300?MPa。??

7.3.2試驗(yàn)轉(zhuǎn)速

試驗(yàn)轉(zhuǎn)速取不低于正常掘進(jìn)工況Ⅰ轉(zhuǎn)速。

7.3.3試驗(yàn)時(shí)間??1

7.3.3.1試驗(yàn)時(shí)間應(yīng)符合JB/T14575-2023的規(guī)定，等效壽命不低于10000h，可靠性試驗(yàn)時(shí)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(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)參數(shù)。

7.4疲勞壽命試驗(yàn)

7.4.1試驗(yàn)載荷

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試驗(yàn)載荷按照7.3.1的規(guī)定。

7.4.2試驗(yàn)轉(zhuǎn)速

試驗(yàn)轉(zhuǎn)速按照7.3.2的規(guī)定。

7.4.3試驗(yàn)時(shí)間

7.4.3.1等效壽命不低于軸承設(shè)計(jì)壽命。

7.4.3.2推薦每間隔60min記錄主軸承運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)參數(shù)。

7.5極限靜載試驗(yàn)

7.5.1試驗(yàn)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(yàn)載荷應(yīng)保證滾動(dòng)體與滾道的法向接觸負(fù)荷最大。

??4??4??4

7.5.2試驗(yàn)時(shí)間

在極限靜載荷作用下，推薦保持時(shí)間不少于20s。

7.6替代試驗(yàn)方法

主軸承試驗(yàn)應(yīng)在專門臺(tái)架上進(jìn)行，當(dāng)條件不具備時(shí)，也可隨主機(jī)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)一起進(jìn)行。

8試驗(yàn)流程

8.1一般規(guī)定

8.1.1試驗(yàn)前應(yīng)擬定試驗(yàn)大綱，試驗(yàn)大綱應(yīng)包含不限于試驗(yàn)載荷、試驗(yàn)時(shí)間等內(nèi)容。

8.1.2試驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)在每一工況穩(wěn)定后進(jìn)行測(cè)量，記錄應(yīng)準(zhǔn)確可靠。

8.1.3試驗(yàn)后應(yīng)編制試驗(yàn)報(bào)告。

8.2試驗(yàn)準(zhǔn)備

8.2.1在檢驗(yàn)合格的主軸承中隨機(jī)抽取1套作為試驗(yàn)樣本，檢驗(yàn)項(xiàng)目應(yīng)至少包括附錄A中所列的項(xiàng)目。

8.2.2試驗(yàn)主軸承應(yīng)按實(shí)際運(yùn)用狀態(tài)安裝到試驗(yàn)裝置上，安裝后應(yīng)進(jìn)行調(diào)試運(yùn)轉(zhuǎn)。

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

8.3試驗(yàn)順序

試驗(yàn)順序如表4所示。

表4主軸承試驗(yàn)項(xiàng)目說明表

序號(hào)試驗(yàn)項(xiàng)目試驗(yàn)方法所在位置說明

1磨合試驗(yàn)7.1

2型式試驗(yàn)7.2在磨合試驗(yàn)合格后，進(jìn)行型式試驗(yàn)。

可靠性試驗(yàn)7.3試驗(yàn)項(xiàng)目可根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康暮鸵筮x取，

3疲勞壽命試驗(yàn)7.4極限靜載試驗(yàn)應(yīng)在可靠性試驗(yàn)或疲勞壽

極限靜載試驗(yàn)7.5命試驗(yàn)前進(jìn)行。

8.4試驗(yàn)過程中檢查

試驗(yàn)過程中應(yīng)隨時(shí)檢查試驗(yàn)主軸承運(yùn)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(zhuǎn)轉(zhuǎn)速；

f)主軸承的振動(dòng)、溫度。

9型式檢驗(yàn)

9.1概述

主軸承試驗(yàn)完成后應(yīng)對(duì)主軸承進(jìn)行型式檢驗(yàn)，確定主軸承能否滿足設(shè)計(jì)使用要求。

9.2成品

9.2.1游隙測(cè)量

游隙應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

9.2.2端面圓跳動(dòng)的測(cè)量

內(nèi)外圈的端面圓跳動(dòng)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

9.2.3徑向圓跳動(dòng)的測(cè)量

內(nèi)外圈的徑向圓跳動(dòng)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

9.2.4旋轉(zhuǎn)性能

主軸承的旋轉(zhuǎn)應(yīng)運(yùn)行平穩(wěn)、無異響。

9.3套圈

9.3.1外觀

9.3.1.1設(shè)計(jì)壽命內(nèi)不應(yīng)出現(xiàn)影響軸承使用性能的缺陷，如裂紋、疲勞剝落、點(diǎn)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(yīng)呈金屬色，不應(yīng)出現(xiàn)高溫變色。

9.3.2配合尺寸

套圈不應(yīng)出現(xiàn)明顯的塑性變形，配合尺寸應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

9.3.3硬度

滾道、齒面接觸區(qū)域的硬度不應(yīng)低于初始狀態(tài)。

9.3.4無損檢測(cè)

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

9.4滾動(dòng)體

9.4.1外觀

9.4.1.1設(shè)計(jì)壽命內(nèi)不應(yīng)出現(xiàn)影響軸承使用性能的缺陷，如裂紋、疲勞剝落、點(diǎn)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(yīng)呈金屬色，不應(yīng)出現(xiàn)高溫變色。

9.4.2輪廓

滾動(dòng)面母線輪廓、凸度應(yīng)符合設(shè)計(jì)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(cè)

所有滾動(dòng)體需進(jìn)行100%無損探傷檢測(cè)。

9.5保持架

9.5.1外觀

設(shè)計(jì)壽命內(nèi)不應(yīng)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(nèi)外徑引導(dǎo)面尺寸應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

9.5.3無損檢測(cè)

所有保持架需進(jìn)行100%滲透檢測(cè)。

9.6潤(rùn)滑油

9.6.1不應(yīng)有鐵屑、銅屑等較大的金屬顆粒。

9.6.2潤(rùn)滑油的水分、運(yùn)動(dòng)粘度和光譜金屬元素分析含量等項(xiàng)目應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

10判定規(guī)則

表A.1中標(biāo)注“*”的檢驗(yàn)項(xiàng)目應(yīng)符合第9章型式檢驗(yàn)的要求，其余項(xiàng)目為參考項(xiàng)目。

11試驗(yàn)報(bào)告

試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)至少包括以下內(nèi)容：

a)前言，包括試驗(yàn)時(shí)間、試驗(yàn)地點(diǎn)、試驗(yàn)主軸承型號(hào)及主要技術(shù)數(shù)據(jù)；

b)試驗(yàn)?zāi)康模?/p>

c)試驗(yàn)臺(tái)及儀器儀表的規(guī)格型號(hào)；

d)試驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)方法；

e)試驗(yàn)結(jié)果，包括試驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題及處理情況，并附試驗(yàn)數(shù)據(jù)、型式檢驗(yàn)照片記錄。

f)試驗(yàn)結(jié)論和建議。

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A

附錄A

（資料性）

主軸承型式檢驗(yàn)項(xiàng)目記錄表

A.1主軸承型式檢驗(yàn)項(xiàng)目記錄表

（主軸承編號(hào)______、檢驗(yàn)日期______、檢驗(yàn)人員______）

序號(hào)類別檢驗(yàn)項(xiàng)目試驗(yàn)前試驗(yàn)后

1*軸向游隙

2*徑向游隙

3*軸向圓跳動(dòng)

成品

4*徑向圓跳動(dòng)

5*齒徑向綜合跳動(dòng)

6*旋轉(zhuǎn)靈活性

7*外觀

8*內(nèi)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(cè)

13*外觀

14*外徑尺寸

15*滾動(dòng)體輪廓、凸度

16*