《全断面隧道掘进机主轴承试验规范》

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CSCMA

长沙市工程机械行业协会团体标准

T/CSCMAXXXX—XXXX

全断面隧道掘进机主轴承试验规范

Testcodeformainbearingoffull-facetunnelboringmachine

（征求意见稿）

（本草案完成时间：20240407）

在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上。

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

长沙市工程机械行业协会  发布

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全断面隧道掘进机主轴承试验规范

1范围

本文件规定了全断面隧道掘进机主轴承（以下简称主轴承）的基本要求、试验设备要求、试验方法、

试验流程、型式检验、判定规则和试验报告等内容。

本文件适用于全断面隧道掘进机主轴承的试验，其他类型轴承试验可参照本文件执行。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB5903-2011工业闭式齿轮油

GB/T7811滚动轴承参数符号

GB/T34354—2017全断面隧道掘进机术语和商业规格

JB/T14575-2023滚动轴承盾构机主轴承

3术语和定义

GB/T34354界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

主轴承mainbearing

主驱动单元中用于支撑刀盘旋转并传递掘进推力的轴承。

[来源：GB/T34354—2017，2.38]

3.2

设计载荷谱designloadspectrum

主轴承设计时承受理论载荷的统计表示。

3.3

主试单元mainpart

用于测试主轴承性能的部分。

3.4

陪试单元deputypart

用于模拟刀盘工作配合主试单元测试的部分。

3.5

加载单元loadpart

用于给主轴承施加试验载荷的部分。

3.6

测量单元measurepart

用于监测主轴承运行状态参数的部分。

4符号

GB/T7811给出的以及下列符号适用于本文件。

：设计载荷参数的轴向载荷；

：设计载荷参数的径向载荷；

�i

�：设计载荷参数的倾覆力矩；

�i

�：设计载荷参数的驱动扭矩载荷；

��i

�i

�1

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：试验用等效驱动扭矩载荷，根据设计驱动扭矩载荷和试验启用驱动数量确定；

：设计载荷参数的转速。

��i��i

�i

5基�本要求

主轴承试验是为了验证主轴承采用的设计方法、制造工艺能否保证主轴承产品满足设计使用要求。

有下列情况之一时，应进行试验或评估是否应进行试验。

a)主轴承的设计方法、制造工艺未能通过验证或未进行验证；

b)主轴承的设计方法、制造工艺发生重大变化，可能影响主轴承的性能时；

c)主轴承的设计结构、原材料、润滑等发生重大变化，可能影响主轴承的性能时；

d)国家质量监督管理部门提出试验要求时。

6试验设备要求

6.1试验台

6.1.1试验台类型的选择应与试验对象及试验目的相适应，可以采用各种类型的开式试验台和封闭式

试验台，大功率时应优先考虑能耗较低的封闭式试验台，试验台的结构可参考图1。

标引序号说明：

1-主轴承；2-主试单元；3-轴向加载单元；

4-径向加载单元；5-测量单元；6-陪试单元。

图1试验台结构示意图

6.1.2试验台应尽可能模拟主轴承实际工作时的运行状态。

6.1.3试验台主试单元和陪试单元应保证主轴承在规定的试验工况内正常运转。

6.1.4试验台加载单元应能可靠地施加上规定的加载载荷，符合试验载荷要求。

6.1.5试验台测量单元应具有对主轴承运行状态参数的实时监测能力。

6.2试验精度

6.2.1测量过程的稳定精度应符合以下要求：

a)轴向载荷波动值不大于±1%；

b)径向载荷波动值不大于±2%；

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c)倾覆力矩波动值不大于±2%；

d)扭矩波动值不大于±2%；

e)转速波动值不大于±0.02r/min。

6.2.2试验所使用的仪器仪表精度应符合以下要求：

a)仪器仪表的规格、量程、准确度应与测试范围相适应；

b)仪器仪表应经过第三方校准、标定并在有效使用期限内；

c)压力传感器的精度不低于+4%；

d)振动传感器精度非线性不低于1%；

e)温度传感器精度不低于±0.3℃。

6.3试验参数

委托单位应提供表1所示的试验技术参数以及与扭矩载荷相对应的驱动配置。

表1全断面隧道掘进机主轴承设计载荷参数表

典型工况轴向载荷径向载荷倾覆力矩扭矩载荷转速

Ⅰ

（正常掘进）

Ⅱ��1��1��1��1��1

（高速低扭）

Ⅲ�2�2�2

�����2��2

（刀盘脱困）

Ⅳ�3�3�3

�����3��3

（极限静载）0

�4�4�4

���0

7试验方法

7.1磨合试验

7.1.1空载试验

主轴承在不高于3r/min的转速下进行正反转空载试验，单向试验时间不少于1h。

7.1.2逐步加载试验

7.1.2.1试验载荷

轴向载荷、径向载荷、倾覆力矩和扭矩载荷分别取正常掘进工况Ⅰ载荷、、、和高速

低扭工况Ⅱ载荷、、、载荷的20%、40%、60%、80%、100%。

�1�1�1�1

7.1.2.2试验转速FFMP

�2�2�2�2

试验转速分别F取正F常掘M进工况PⅠ转速和高速低扭工况Ⅱ转速。

7.1.2.3试验时间

�1�2

单向试验时间应符合表2的规定，推荐�每间隔10min记录主轴承�运转状态参数，见附录B。

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表2主轴承逐步加载试验时间

工况Ⅰ（正常掘进）工况Ⅱ（高速低扭）

试验载荷试验时间/min试验载荷试验时间/min

20%6020%60

40%6040%60

60%12060%120

80%12080%120

100%120100%120

7.2型式试验

7.2.1试验载荷

轴向载荷、径向载荷、倾覆力矩和扭矩载荷分别顺序取正常掘进工况Ⅰ、高速低扭工况Ⅱ和刀盘脱

困工况Ⅲ的载荷、、,。

7.2.2试验转速��i��i��i��i

试验转速分别取正常掘进工况Ⅰ、高速低扭工况Ⅱ和刀盘脱困工况Ⅲ的转速。

7.2.3试验时间��i

7.2.3.1设计工况试验循环加载次数不小于3次。

7.2.3.2设计工况试验单次循环时间不少于100h，各工况应符合表3的规定。

表3主轴承设计工况试验时间

典型工况试验时间/min

Ⅰ（正常掘进）75

Ⅱ（高速低扭）20

Ⅲ（刀盘脱困）5

7.2.3.3推荐每间隔60min记录主轴承运转状态参数。

7.3可靠性试验

7.3.1试验载荷

7.3.1.1轴向载荷、径向载荷和倾覆力矩取刀盘脱困工况Ⅲ载荷、、。

7.3.1.2试验驱动扭矩载荷根据主驱动单元的额定功率和试验转速计算确定。

�3�3�3

7.3.1.3试验载荷应保证滚动体与滚道的法向接触力不大于3300�MPa。��

7.3.2试验转速

试验转速取不低于正常掘进工况Ⅰ转速。

7.3.3试验时间��1

7.3.3.1试验时间应符合JB/T14575-2023的规定，等效寿命不低于10000h，可靠性试验时间也可由

制造厂与用户协商确定。

7.3.3.2推荐每间隔60min记录主轴承运转状态参数。

7.4疲劳寿命试验

7.4.1试验载荷

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试验载荷按照7.3.1的规定。

7.4.2试验转速

试验转速按照7.3.2的规定。

7.4.3试验时间

7.4.3.1等效寿命不低于轴承设计寿命。

7.4.3.2推荐每间隔60min记录主轴承运转状态参数。

7.5极限静载试验

7.5.1试验载荷

7.5.1.1轴向载荷、径向载荷和倾覆力矩分别取极限静载工况Ⅳ载荷、、。

7.5.1.2试验载荷应保证滚动体与滚道的法向接触负荷最大。

��4��4��4

7.5.2试验时间

在极限静载荷作用下，推荐保持时间不少于20s。

7.6替代试验方法

主轴承试验应在专门台架上进行，当条件不具备时，也可随主机现场试验一起进行。

8试验流程

8.1一般规定

8.1.1试验前应拟定试验大纲，试验大纲应包含不限于试验载荷、试验时间等内容。

8.1.2试验数据应在每一工况稳定后进行测量，记录应准确可靠。

8.1.3试验后应编制试验报告。

8.2试验准备

8.2.1在检验合格的主轴承中随机抽取1套作为试验样本，检验项目应至少包括附录A中所列的项目。

8.2.2试验主轴承应按实际运用状态安装到试验装置上，安装后应进行调试运转。

8.2.3试验主轴承用润滑油符合GB5903-2011的规定，循环供油量应能保证充分润滑。

8.3试验顺序

试验顺序如表4所示。

表4主轴承试验项目说明表

序号试验项目试验方法所在位置说明

1磨合试验7.1

2型式试验7.2在磨合试验合格后，进行型式试验。

可靠性试验7.3试验项目可根据试验目的和要求选取，

3疲劳寿命试验7.4极限静载试验应在可靠性试验或疲劳寿

极限静载试验7.5命试验前进行。

8.4试验过程中检查

试验过程中应随时检查试验主轴承运行状态：

a)有无阻滞、冲击及异响；

b)密封状态及漏油情况；

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c)油液状态；

d)载荷的加载情况；

e)主轴承的旋转转速；

f)主轴承的振动、温度。

9型式检验

9.1概述

主轴承试验完成后应对主轴承进行型式检验，确定主轴承能否满足设计使用要求。

9.2成品

9.2.1游隙测量

游隙应符合设计要求。

9.2.2端面圆跳动的测量

内外圈的端面圆跳动应符合设计要求。

9.2.3径向圆跳动的测量

内外圈的径向圆跳动应符合设计要求。

9.2.4旋转性能

主轴承的旋转应运行平稳、无异响。

9.3套圈

9.3.1外观

9.3.1.1设计寿命内不应出现影响轴承使用性能的缺陷，如裂纹、疲劳剥落、点蚀等。

注1：小的外界颗粒造成的少量凹坑是不可避免的；

9.3.1.2表面应呈金属色，不应出现高温变色。

9.3.2配合尺寸

套圈不应出现明显的塑性变形，配合尺寸应符合设计要求。

9.3.3硬度

滚道、齿面接触区域的硬度不应低于初始状态。

9.3.4无损检测

所有淬火区域、热影响区域与磨加工区域进行100%磁粉探伤。

9.4滚动体

9.4.1外观

9.4.1.1设计寿命内不应出现影响轴承使用性能的缺陷，如裂纹、疲劳剥落、点蚀等。

注1：小的外界颗粒造成的少量凹坑是不可避免的；

9.4.1.2表面应呈金属色，不应出现高温变色。

9.4.2轮廓

滚动面母线轮廓、凸度应符合设计要求。

9.4.3硬度

硬度不低于初始状态。

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9.4.4无损检测

所有滚动体需进行100%无损探伤检测。

9.5保持架

9.5.1外观

设计寿命内不应出现影响轴承使用性能的缺陷，如裂纹、异常磨损等。

9.5.2尺寸

兜孔尺寸、内外径引导面尺寸应符合设计要求。

9.5.3无损检测

所有保持架需进行100%渗透检测。

9.6润滑油

9.6.1不应有铁屑、铜屑等较大的金属颗粒。

9.6.2润滑油的水分、运动粘度和光谱金属元素分析含量等项目应符合设计要求。

10判定规则

表A.1中标注“*”的检验项目应符合第9章型式检验的要求，其余项目为参考项目。

11试验报告

试验报告应至少包括以下内容：

a)前言，包括试验时间、试验地点、试验主轴承型号及主要技术数据；

b)试验目的；

c)试验台及仪器仪表的规格型号；

d)试验项目和试验方法；

e)试验结果，包括试验过程中出现的问题及处理情况，并附试验数据、型式检验照片记录。

f)试验结论和建议。

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A

附录A

（资料性）

主轴承型式检验项目记录表

A.1主轴承型式检验项目记录表

（主轴承编号______、检验日期______、检验人员______）

序号类别检验项目试验前试验后

1*轴向游隙

2*径向游隙

3*轴向圆跳动

成品

4*径向圆跳动

5*齿径向综合跳动

6*旋转灵活性

7*外观

8*内外径配合止口尺寸

9*滚道表面硬度

套圈

10*齿面表面硬度

11滚道粗糙度

12*无损检测

13*外观

14*外径尺寸

15*滚动体轮廓、凸度

16*