[发明专利]一种掘进机主轴承的加速试验方法

权利要求书

1.一种掘进机主轴承的加速试验方法，其特征在于，具体如下：

步骤S1：确定加速试验的条件为转速与载荷，并确定主轴承加速试验的转速；

步骤S2：基于监测获取的原始载荷数据，确定主轴承的载荷极大值，将其初选为预设试验载荷；

分析在预设试验载荷下各滚道内的最大接触应力σ_maxi，并与对应滚道内的许用接触应力σ_i进行对比；若σ_maxi＜σ_i，则将预设试验载荷作为实际试验载荷；若σ_maxi≥σ_i，则将预设试验载荷乘以调整系数后，重新对比直至输出实际试验载荷；

步骤S3：根据加速试验载荷条件下的主轴承损伤与实际工况下的主轴承损伤相等的原则，确定主轴承的加速试验时间；

步骤S4：在确定的加速试验时间和实际试验载荷下对主轴承进行加速试验，判断主轴承的可靠性。

2.根据权利要求1所述的掘进机主轴承的加速试验方法，其特征在于，将主轴承加速试验的转速确定为实际工况下主轴承的最高转速。

3.根据权利要求1所述的掘进机主轴承的加速试验方法，其特征在于，所述步骤S2中，原始载荷数据包括主轴承的轴向力、径向力和倾覆力矩。

4.根据权利要求3所述的掘进机主轴承的加速试验方法，其特征在于，所述载荷极大值为实际工况中发生概率为10^-6的载荷，具体获取方法为：通过雨流计数法对原始载荷数据进行处理获取载荷幅值、载荷均值及两者的作用频次，利用威布尔分布模型拟合载荷幅值与其作用频次之间的关系，并获取载荷幅值分布模型，进而根据载荷幅值分布模型求解发生概率为10^-6的幅值极大值，然后将其叠加至载荷均值的加权平均值之上获取主轴承各载荷极大值。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的掘进机主轴承的加速试验方法，其特征在于，所述步骤S2中通过工程计算方法或模拟仿真方法分析在预设试验载荷下各滚道内的最大接触应力σ_maxi。

6.根据权利要求5所述的掘进机主轴承的加速试验方法，其特征在于，所述工程计算方法具体如下：

将主轴承内圈和外圈作为刚体，建立预设试验载荷作用在主轴承上的合力P与主轴承结构参数之间的方程，如式1)所示：

P＝f(F_maxi,D_pwi,Z_i,ε_i) 式1)，

其中，i＝1、2、3，分别对应主推滚道、辅推滚道和径向滚道中的参数；F_maxi表示对应滚道内滚动体所受最大载荷，D_pwi表示对应滚道的分度圆直径；Z_i表示对应滚道内滚动体数量，ε_i表示对应滚道内载荷分布系数；

根据式1)分别计算主推滚道、辅推滚道和径向滚道内滚动体所受最大载荷F_maxi，根据式2)计算各滚道内的最大接触应力σ_maxi；

σ_maxi＝h(F_maxi,D_wi,L_i) 式2)，

其中，σ_maxi表示对应滚道内最大接触应力，D_wi表示对应滚道内滚动体直径，L_i表示对应滚道内滚动体的有效长度。

7.根据权利要求5所述的掘进机主轴承的加速试验方法，其特征在于，模拟仿真方法具体如下：先建立主轴承三维模型，并对三维模型进行简化处理，模拟输入参数为主轴承材料性能、结构参数和预设试验载荷，然后对主轴承进行柔性体仿真计算，获取主轴承各滚道内的最大接触应力σ_maxi。