一种轴承试验结果评价方法与流程

[0001]
本发明涉及航空发动机轴承试验方法研究，属于轴承运行测试领域。


背景技术：

[0002]
轴承试验是指轴承在一定的使用工况条件下运转，验证轴承是否达到预期的性能和使用寿命要求。以往由于国内航空轴承专用试验器资源的限制，轴承承制单位普遍缺乏必要的试验验证手段，航空发动机轴承产品的性能评价和定寿主要依赖于主机单位发动机台架试车和飞机试飞来实现，不仅造成了资源及经费的极大浪费，也给飞机飞行安全带来了很大隐患。近年来，随着国家对国防军工的重视，航空轴承国产化替代已势在必行。因此通过国家研制保障建设、生产能力建设等项目，已陆续建设完成几十台航空轴承专用试验器用于航空轴承的研制和生产中，在航空轴承研制过程中现已完成几十万小时的轴承试验验证，由于以往轴承试验的缺失导致航空轴承试验的评价标准空白，轴承试验后没有统一的标准衡量，因此需要通过试验研究制定航空轴承的试验器试验评价方法。
[0003]
目前国内民品轴承试验主要依据gb/t 24607《滚动轴承寿命与可靠性试验及评定》进行，试验方法以大量样件的寿命统计方法进行，试验结果以轴承是否发生失效和零件损坏为评判标准，着重试验轴承是否发生功能失效，试验通过的标准为寿命可靠度≥92％，允许少量轴承有失效存在。而军品轴承做为重要零件应用于航空航天等国防军工应用中，要求轴承寿命可靠度为100％，况且由于航空轴承研制批量小，费用成本高等特点，试验样本数量较小，不适宜用寿命统计的方法进行试验结果评价，gb/t 24607不适用航空轴承试验考核评价，因此，针对航空轴承的特点需研制开发航空轴承试验专用标准，以满足航空轴承试验考核要求。


技术实现要素：

[0004]
本发明基于目前国内没有专门的轴承试验结果评价方法，无法满足航空轴承试验考核要求的问题，而提供一种轴承试验结果评价方法。
[0005]
一种轴承试验结果评价方法包括试验前的步骤、试验中的步骤和试验后的步骤；
[0006]
步骤一：试验前的步骤包括：
[0007]
步骤一一：试验轴承检查；
[0008]
步骤一二：试验设备检查；
[0009]
步骤一三：安装调试；
[0010]
步骤二：试验中的步骤包括：
[0011]
步骤二一：试验过程中监测轴承转速、载荷、温度、供油压力、进回油温度和试验机主体振动；
[0012]
步骤二二：试验人员按规定进行巡检和记录，做好设备检查和维护，确保设备各系统状态完好；
[0013]
步骤二三：试验中发现异常需停机检查，查找原因或拆机检查轴承，并对试验轴承
进行评估；
[0014]
步骤二四：试验过程中对润滑油进行光谱检查，判断轴承运转状态；
[0015]
步骤三：试验后的步骤包括：
[0016]
步骤三一：试验完成后对试验记录和全部原始数据进行收集整理、处理和分析，对试验轴承进行判定；
[0017]
①
、判定试验轴承质量指标异常的标准为：
[0018]
试验前后轴承尺寸精度、旋转精度或游隙指标大于合格公差范围的50％时，则判定试验轴承质量指标异常；试验前后轴承尺寸精度、旋转精度或游隙指标小于等于合格公差范围的50％，则判定试验轴承质量指标无异常；
[0019]
②
、判定试验轴承未失效的标准为：
[0020]
试验轴承通过试验后外观无明显异常，运转功能良好，且试验运行参数谱线波动正常，设备运行稳定，试验各过程受控，则判定试验轴承未失效；
[0021]
③
、判定试验轴承失效的标准为：
[0022]
(a)如果轴承套圈或滚动体表面基体金属出现肉眼可见的疲劳剥落，则判定试验轴承失效；
[0023]
(b)如果发现试验轴承零件散套、断裂、卡死；密封件变形，润滑脂泄漏、干结，则判定试验轴承失效；
[0024]
步骤四：判断轴承是否通过试验考核：
[0025]
①
、试验轴承未失效且轴承质量指标无异常，则判定轴承通过性能试验考核，通过断油试验考核；
[0026]
②
、试验轴承未失效且轴承质量指标异常时，结合轴承安装、运转、检测进行分析，找出指标异常原因，如非轴承质量问题，则判定轴承通过性能试验考核，通过断油试验考核；
[0027]
③
、试验轴承未失效，则判定轴承通过耐久性试验考核；
[0028]
④
、试验轴承失效，则判定轴承未通过耐久性试验考核。
[0029]
本发明的优点：
[0030]
本发明通过对轴承试验全过程的活动研究，确定试验结果评价的内容，以及试验后轴承质量指标的量化标准，为航空轴承新产品定型及改进改型试验提供标准依据，加快航空轴承国产化替代进程。
[0031]
通过本发明准规定方法进行航空轴承试验结果评价，准确可靠，客观公正。本发明已在某型号轴承试验评价中进行了应用，试验结论和试验评价依据标准开展，具有可操作性。同时在后续开展的各型号轴承试验中继续应用并不断完善，使标准内容更加完整，合理可行，并尽快在轴承行业中推广应用。
[0032]
本发明的制定为航空轴承试验提供了技术依据，可应用于航空轴承的鉴定试验、例行试验、故障分析和质量改进试验，对新产品定型及后续的改进改型提供了试验验证，提高航空轴承产品研发水平，加快实现航空轴承国产化替代，具有显著的军事、经济效益和推广应用价值。
[0033]
本发明适用于判断轴承质量。
具体实施方式
[0034]
具体实施方式一：本实施方式一种轴承试验结果评价方法，包括试验前的步骤、试验中的步骤和试验后的步骤；
[0035]
步骤一：试验前的步骤包括：
[0036]
步骤一一：试验轴承检查；
[0037]
步骤一二：试验设备检查；
[0038]
步骤一三：安装调试；
[0039]
步骤二：试验中的步骤包括：
[0040]
步骤二一：试验过程中监测轴承转速、载荷、温度、供油压力、进回油温度和试验机主体振动；
[0041]
步骤二二：试验人员按规定进行巡检和记录，做好设备检查和维护，确保设备各系统状态完好；
[0042]
步骤二三：试验中发现异常需停机检查，查找原因或拆机检查轴承，并对试验轴承进行评估；
[0043]
步骤二四：试验过程中对润滑油进行光谱检查，判断轴承运转状态；
[0044]
步骤三：试验后的步骤包括：
[0045]
步骤三一：试验完成后对试验记录和全部原始数据进行收集整理、处理和分析，对试验轴承进行判定；
[0046]
①
、判定试验轴承质量指标异常的标准为：
[0047]
试验前后轴承尺寸精度、旋转精度或游隙指标大于合格公差范围的50％时，则判定试验轴承质量指标异常；试验前后轴承尺寸精度、旋转精度或游隙指标小于等于合格公差范围的50％，则判定试验轴承质量指标无异常；
[0048]
②
、判定试验轴承未失效的标准为：
[0049]
试验轴承通过试验后外观无明显异常，运转功能良好，且试验运行参数谱线波动正常，设备运行稳定，试验各过程受控，则判定试验轴承未失效；
[0050]
③
、判定试验轴承失效的标准为：
[0051]
(a)如果轴承套圈或滚动体表面基体金属出现肉眼可见的疲劳剥落，则判定试验轴承失效；
[0052]
(b)如果发现试验轴承零件散套、断裂、卡死；密封件变形，润滑脂泄漏、干结，则判定试验轴承失效；
[0053]
步骤四：判断轴承是否通过试验考核：
[0054]
①
、试验轴承未失效且轴承质量指标无异常，则判定轴承通过性能试验考核，通过断油试验考核；
[0055]
②
、试验轴承未失效且轴承质量指标异常时，结合轴承安装、运转、检测进行分析，找出指标异常原因，如非轴承质量问题，则判定轴承通过性能试验考核，通过断油试验考核；
[0056]
③
、试验轴承未失效，则判定轴承通过耐久性试验考核；
[0057]
④
、试验轴承失效，则判定轴承未通过耐久性试验考核。
[0058]
本实施方式的优点：
[0059]
本实施方式通过对轴承试验全过程的活动研究，确定试验结果评价的内容，以及试验后轴承质量指标的量化标准，为航空轴承新产品定型及改进改型试验提供标准依据，加快航空轴承国产化替代进程。
[0060]
通过本实施方式准规定方法进行航空轴承试验结果评价，准确可靠，客观公正。本实施方式已在某型号轴承试验评价中进行了应用，试验结论和试验评价依据标准开展，具有可操作性。同时在后续开展的各型号轴承试验中继续应用并不断完善，使标准内容更加完整，合理可行，并尽快在轴承行业中推广应用。
[0061]
本实施方式的制定为航空轴承试验提供了技术依据，可应用于航空轴承的鉴定试验、例行试验、故障分析和质量改进试验，对新产品定型及后续的改进改型提供了试验验证，提高航空轴承产品研发水平，加快实现航空轴承国产化替代，具有显著的军事、经济效益和推广应用价值。
[0062]
本实施方式适用于判断轴承质量。
[0063]
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同点是：步骤一一中检查试验轴承的标准为：
①
、试验轴承状态应与轴承图样相符；
②
、试验轴承质量证明文件应齐全，并与实物相符；
③
、试验轴承外观清洁，无卡碰伤、锈蚀。其它步骤与具体实施方式一相同。
[0064]
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同点是：步骤一二中检查试验设备的标准为：
①
、试验设备应经鉴定验收，并进行定期的保养和维护，保证试验设备处于完好状态；
②
、试验用测量设备应经检定或校准，满足测试要求，并在有效期内；
③
、试验设备转速、载荷、供油温度和供油压力控制精度是否符合要求，即要求转速误差不大于
±
1％f.s，载荷误差不大于
±
2％f.s，供油温度误差不大于
±
2％f.s，供油压力误差不大于
±
5％f.s。其它步骤与具体实施方式一或二相同。
[0065]
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点是：步骤一三：安装调试的标准为：
①
、试验轴承安装配合精度应与主机要求相符；
②
、试验轴承润滑方式和润滑流量应与主机要求相符；
③
、试验轴承装配后盘轴检查，主轴应旋转灵活、无卡滞。其它步骤与具体实施方式一至三相同。
[0066]
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同点是：步骤二三中所述的异常包括以下方面：
①
、轴承温度、回油温度、试验机主体振动参数显示异常；
②
、运转声音异常；
③
、其他原因造成的设备报警。其它步骤与具体实施方式一至四相同。
[0067]
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同点是：步骤二四中对润滑油进行抽样检查的具体方法为：
①
、检查润滑油酸值、粘度和机械杂质，根据检查结果判断润滑油性能，是否需要更换润滑油；
②
、检查润滑油金属含量，根据光谱分析结果判断轴承是否发生磨损、早期失效。其它步骤与具体实施方式一至五相同。
[0068]
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同点是：步骤四
②
中所述的异常原因为设备原因、人为原因或意外事故。其它步骤与具体实施方式一至六相同。
[0069]
采用以下实施例验证本发明的有益效果：
[0070]
实施例一：一种轴承试验结果评价方法，包括试验前的步骤、试验中的步骤和试验后的步骤；
[0071]
步骤一：试验前的步骤包括：
[0072]
步骤一一：试验轴承检查；
[0073]
步骤一二：试验设备检查；
[0074]
步骤一三：安装调试；
[0075]
步骤二：试验中的步骤包括：
[0076]
步骤二一：试验过程中监测轴承转速、载荷、温度、供油压力、进回油温度和试验机主体振动；
[0077]
步骤二二：试验人员按规定进行巡检和记录，做好设备检查和维护，确保设备各系统状态完好；
[0078]
步骤二三：试验中发现异常需停机检查，查找原因或拆机检查轴承，并对试验轴承进行评估；
[0079]
步骤二四：试验过程中对润滑油进行光谱检查，判断轴承运转状态；
[0080]
步骤三：试验后的步骤包括：
[0081]
步骤三一：试验完成后对试验记录和全部原始数据进行收集整理、处理和分析，对试验轴承进行判定；
[0082]
①
、判定试验轴承质量指标异常的标准为：
[0083]
试验前后轴承尺寸精度、旋转精度或游隙指标大于合格公差范围的50％时，则判定试验轴承质量指标异常；试验前后轴承尺寸精度、旋转精度或游隙指标小于等于合格公差范围的50％，则判定试验轴承质量指标无异常；
[0084]
②
、判定试验轴承未失效的标准为：
[0085]
试验轴承通过试验后外观无明显异常，运转功能良好，且试验运行参数谱线波动正常，设备运行稳定，试验各过程受控，则判定试验轴承未失效；
[0086]
③
、判定试验轴承失效的标准为：
[0087]
(a)如果轴承套圈或滚动体表面基体金属出现肉眼可见的疲劳剥落，则判定试验轴承失效；
[0088]
(b)如果发现试验轴承零件散套、断裂、卡死；密封件变形，润滑脂泄漏、干结，则判定试验轴承失效；
[0089]
步骤四：判断轴承是否通过试验考核：
[0090]
①
、试验轴承未失效且轴承质量指标无异常，则判定轴承通过性能试验考核，通过断油试验考核；
[0091]
②
、试验轴承未失效且轴承质量指标异常时，结合轴承安装、运转、检测进行分析，找出指标异常原因，如非轴承质量问题，则判定轴承通过性能试验考核，通过断油试验考核；
[0092]
③
、试验轴承未失效，则判定轴承通过耐久性试验考核；
[0093]
④
、试验轴承失效，则判定轴承未通过耐久性试验考核。
[0094]
步骤一一中检查试验轴承的标准为：
①
、试验轴承状态应与轴承图样相符；
②
、试验轴承质量证明文件应齐全，并与实物相符；
③
、试验轴承外观清洁，无卡碰伤、锈蚀。
[0095]
步骤一二中检查试验设备的标准为：
①
、试验设备应经鉴定验收，并进行定期的保养和维护，保证试验设备处于完好状态；
②
、试验用测量设备应经检定或校准，满足测试要求，并在有效期内；
③
、试验设备转速、载荷、供油温度和供油压力控制精度是否符合要求，即要求转速误差不大于
±
1％f.s，载荷误差不大于
±
2％f.s，供油温度误差不大于
±
2％
f.s，供油压力误差不大于
±
5％f.s。
[0096]
步骤一三：安装调试的标准为：
①
、试验轴承安装配合精度应与主机要求相符；
②
、试验轴承润滑方式和润滑流量应与主机要求相符；
③
、试验轴承装配后盘轴检查，主轴应旋转灵活、无卡滞。
[0097]
步骤二三中所述的异常包括以下方面：
①
、轴承温度、回油温度、试验机主体振动参数显示异常；
②
、运转声音异常；
③
、其他原因造成的设备报警。
[0098]
步骤二四中对润滑油进行抽样检查的具体方法为：
①
、检查润滑油酸值、粘度和机械杂质，根据检查结果判断润滑油性能，是否需要更换润滑油；
②
、检查润滑油金属含量，根据光谱分析结果判断轴承是否发生磨损、早期失效。
[0099]
步骤四
②
中所述的异常原因为设备原因、人为原因或意外事故。
[0100]
采用实施例1的方法对各种轴承进行试验并通过主机用户使用的轴承试验数据进行统计，试验项目主要包括性能试验、断油试验和耐久性试验，试验前后轴承各参数指标的检测合格情况见表1。
[0101]
表1
[0102]
[0103]
[0104]
[0105]
[0106][0107]
注：表中超差量为试验后测量值超差量与指标合格公差范围之比，变化量指试验后与试验前测量值之差与指标合格公差范围之比。
[0108]
从表1中数据统计可知：
[0109]
性能试验共33项，其中试验后轴承各参数指标合格24项，占73％，不合格9项，占27％。
[0110]
断油试验共10项，其中试验后轴承各参数指标合格6项，占60％，不合格4项，占40％。
[0111]
耐久性试验共13项，其中试验后轴承各参数指标合格5项，占38％，不合格8项，占62％。
[0112]
由于以上轴承已通过用户使用，试验后轴承不能只以轴承“合格”检测标准来判定轴承是否通过考核，尤其是对于试验时间超过首翻期的耐久性试验，轴承经过主机首翻期飞行后进行检查维护中要更换轴承，所以对于首翻期后轴承本身的质量考核意义不大。
[0113]
根据表1统计情况，针对不合格的指标超差情况做了进一步分析，由于试验后轴承参数超差量与变化量基本相当，差距不大，为客观反映轴承试验前后的变化，以试验前后指标变化量来衡量试验后轴承质量指标。根据数据统计和观察，以试验后指标变化量不超过合格指标范围的50％为标准进行了统计，见表2。
[0114]
表2
[0115][0116]
对于性能试验和断油试验共43项，试验后轴承指标变化量超过合格指标范围的50％只有2项，占5％，因此可将试验后轴承指标变化量不超过合格指标范围的50％作为轴承通过试验考核的指标。
[0117]
对于耐久性试验，试验后大部分轴承指标变化量超过50％，鉴于发动机首翻期后需要进行检查，更换轴承，所以对于耐久性试验(时间≥首翻期)后的轴承不考核质量指标要求，只要轴承外观良好，未发生疲劳失效或零件损坏等异常，可满足轴承运转功能要求，则判定轴承通过试验考核。
[0118]
本发明是在大量的试验数据统计基础上，并在多次开展讨论会集中讨论的基础编制而成的。已在公司开展的某型号轴承试验评价中进行了应用，试验结论和试验评价依据标准开展，具有可操作性。
[0119]
本发明在编制过程中积极吸取了国内外先进技术内容，充分借鉴了国内轴承行业的试验实践经验，标准技术内容系统、全面，并且创新制定了试验后轴承质量指标的量化标准，为今后航空轴承各类试验考核评价提供了理论依据。