一种燃气轮机主轴承损伤扩展试验方法与流程

本发明涉及损伤扩展试验，属于轴承试验。

背景技术：

1、损伤扩展试验，是燃气轮机主轴承研制过程中的一项可靠性强化试验，对主轴承的设计、材料、制造质量等起到考核评估作用，也对研制长寿命、高可靠性轴承具有基础支撑作用。燃气轮机主轴承损伤扩展试验目前尚处于发展阶段，主要采用两种方法，第一种以大应力疲劳试验为主，通过增加转速或提高载荷。大幅降低轴承疲劳寿命，从而提前引发轴承的疲劳剥落，第二种以预制缺陷试验为主，通过人为制造轴承零件上的缺陷，在试验中引发轴承运转中损伤失效。以上两种方法中，大应力疲劳试验法存在运转周期长，失效模式单一，试验时间不可控的问题；预制缺陷试验法则只能模拟轴承运转中损伤急剧破坏过程，无法模拟实际工作中轴承初始损伤出现及扩展过程。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有的燃气轮机主轴承损伤试验，无法模拟实际工作中轴承初始损伤出现及扩展过程的问题，提出了一种燃气轮机主轴承损伤扩展试验方法。

2、一种燃气轮机主轴承损伤扩展试验方法，所述方法包括以下内容：

3、步骤1、根据燃气轮机主轴承参数，建立燃气轮机主轴承打滑状态特征指标模型，其中，燃气轮机主轴承参数包括保持架转速、内圈转速、滚动体直径和轴承节径；

4、步骤2、将每个工况点内不同的内圈转速值带入到燃气轮机主轴承打滑状态特征指标模型中，得到每个工况点对应的保持架转速标准值；

5、利用动力学仿真模型对每个工况点内的参数进行仿真，得到每个工况点对应的保持架参考值；

6、选取保持架转速标准值大于保持架参考值所对应的工况点，将选取的所有工况点按照保持架参考值由小到大的顺序排列成工况谱；

7、步骤3、采用工况谱对燃气轮机主轴承进行打滑试验，实时监控试验过程中燃气轮机主轴承的损伤信息。

8、优选地，步骤1中，燃气轮机主轴承打滑状态特征指标模型，表示为：

9、

10、式中，nc为保持架转速，ni为内圈转速，d为滚动体直径，d为轴承节径。

11、优选地，步骤3中，采用试验器实时监控试验过程中燃气轮机主轴承的损伤信息。

12、优选地，每个工况点内包括内圈转速、外圈转速、径向载荷、轴向载荷、装配间隙和工作温度中任意多个参数。

13、本发明的有益效果是：

14、本发明利用保持架转速、内圈转速、滚动体直径和轴承节径建立燃气轮机主轴承打滑状态特征指标公式，对每个工况点分别求取保持架转速标准值和保持架转速参考值，通过比较保持架转速标准值和保持架转速参考值，找出对燃气轮机主轴承影响显著的参数，采用这些显著的参数对燃气轮机主轴承进行试验，更能加快轴承的疲劳试验，达到高效试验的目的。从而能够尽快的得到燃气轮机主轴承的损伤信息以及损伤扩展过程的全部信息。

15、本发明的主轴承损伤扩展试验方法，能够解决现有试验方法的不足，可以通过工况谱调整控制加速或稳定试验轴承的损伤扩展过程，能够充分利用试验器数据采集能力获取失效数据，满足主轴承损伤扩展试验需求。本发明可以用于开展主轴承基本设计参数的工况适应性考核，也可以用于动力机械系统的可靠性摸底试验考核，从而建立轴承—系统级，完整的动力机械轴承损伤扩展评价技术条件。

技术特征：

1.一种燃气轮机主轴承损伤扩展试验方法，其特征在于，所述方法包括以下内容：

2.根据权利要求1所述的一种燃气轮机主轴承损伤扩展试验方法，其特征在于，步骤1中，燃气轮机主轴承打滑状态特征指标模型，表示为：

3.根据权利要求1所述的一种燃气轮机主轴承损伤扩展试验方法，其特征在于，步骤3中，采用试验器实时监控试验过程中燃气轮机主轴承的损伤信息。

4.根据权利要求1所述的一种燃气轮机主轴承损伤扩展试验方法，其特征在于，每个工况点内包括内圈转速、外圈转速、径向载荷、轴向载荷、装配间隙和工作温度中任意多个参数。

技术总结
一种燃气轮机主轴承损伤扩展试验方法，属于轴承试验技术领域。本发明为了解决现有的燃气轮机主轴承损伤试验，无法模拟实际工作中轴承初始损伤出现及扩展过程的问题。步骤1、根据主轴承参数，建立主轴承打滑状态特征指标模型；步骤2、将每个工况点内不同的内圈转速值带入到主轴承打滑状态特征指标模型中，得到对应的保持架转速标准值；利用动力学仿真模型对每个工况点内的参数进行仿真，得到每个工况点对应的保持架参考值；选取保持架转速标准值大于保持架参考值所对应的工况点，将选取的所有工况点按照保持架参考值由小到大的顺序排列成工况谱；步骤3、采用工况谱对燃气轮机主轴承进行试验，监控主轴承损伤信息。本发明用于监测轴承损伤信息。

技术研发人员：刁庆,王淼,麻健鹏,于庆杰,张静静,牛凯岑
受保护的技术使用者：中国航发哈尔滨轴承有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17