JB
中华人民共和国机械行业标准
JB/T13813.2—2020
滚动功能部件可靠性与寿命 第2部分：
滚动丝杠副功能可靠性试验规范
Rolling functional unit reliability and life-Part 2: Ball screw reliability
functional test specification
2021-01-01实施
2020-04-16发布 目 次
前言 1范围 2规范性引用文件 3术语和定义.. 4试验方式.
4.1试验分类. 4.2符合性试验 4.3测定试验. 5试验要求 5.1环境温度 5.2润滑... 5.3试验用轴承. 5.4被测样本支承方式. 5.5 批量试验要求 6试验条件. 6.1加载方向. 6.2 加载条件.. 6.3 试验终止条件 7试验准备... 7.1 样本准备. 7.2 试验台检查. 8试验过程. 8.1 总则. 8.2 试验台启动及加载， 8.3 试验监测. 8.4 试验终止. 8.5 结果处理.... 9评定方法. 9.1 单水平定数截尾试验或定时截尾试验平均故障间隔转数 9.2 两水平加速定时截尾试验平均故障间隔转数。 9.3 平均故障间隔时间计算 9.4结果判定. 9.5 评定案例. 附录A（资料性附录）x分布分位数附录B（资料性附录） 滚珠丝杠副功能可靠性试验样本记录. 附录C（资料性附录） 滚珠丝杠副故障加权、编号、分类
- E.1 单水平可靠性试验案例 E.2 两水平可靠性试验案例
14 15
表1 单水平可靠性试验加载方式表2 两水平可靠性试验加载方式表3试验终止条件.. 表A.1x分布分位数. 表 B.1 滚珠丝杠副功能可靠性试验样本记录表 C.1 滚珠丝杠副故障加权表C.2 滚珠丝杠副编号规则. 表 C.3 滚珠丝杠副故障分类. 表 D.1 滚珠丝杠副单件功能可靠性试验故障统计表D.2 滚珠丝杠副单件功能可靠性试验记录表 D.3 滚珠丝杠副批次试件功能可靠性试验故障结果处理表表E.1 故障处理一览表I 表E.2 故障处理一览表Ⅱ 表E.3 故障处理一览表Ⅲ
2
9
D
10 11 12 13 14 15 .16 前言
JB/T13813《滚动功能部件可靠性与寿命》分为七个部分：一第1部分：术语和符号：一第2部分：滚动丝杠副功能可靠性试验规范；一第3部分：滚动直线导轨副功能可靠性试验规范
一第4部分：滚珠丝杠副精度保持性试验规范；第5部分：滚动直线导轨副精度保持性试验规范：一一第6部分：滚珠丝杠副额定动载荷及疲劳寿命试验规范；一第7部分：滚动直线导轨副额定动载荷及疲劳寿命试验规范。 本部分为JB/T13813的第2部分。 本部分按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。 本部分由中国机械工业联合会提出。 本部分由全国金属切削机床标准化技术委员会（SACTC22）归口。 本部分起草单位：南京理工大学、国家机床质量监督检验中心、陕西汉江机床有限公司、南京工艺
装备制造有限公司、山东博特精工股份有限公司、大连高金数控集团有限公司。
本部分主要起草人：冯虎田、欧屹、汪满新、周长光、王继坤、张维、宋瑜、张海栋、张柏林、杜伟，王兆坦、刘建佐、石德福
本部分为首次发布。 滚动功能部件可靠性与寿命第2部分：滚动丝杠副功能
可靠性试验规范
1范围
JB/T13813的本部分规定了滚珠丝杠副在滚珠丝杠副可靠性试验装置上进行功能可靠性试验的规范。 本部分适用于公称直径为25mm～63mm有效行程≤2000mm的滚珠丝杠副的功能可靠性试验。
其他滚珠丝杠副亦可参照执行。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是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。
GB/T17587.1一2017滚珠丝杠副第1部分：术语和符号 GB/T17587.3一2017滚珠丝杠副第3部分：验收条件和验收检验 GB/T23568.1一2009机床功能部件可靠性评定第1部分：总则 JB/T13813.1一2020滚动功能部件可靠性与寿命第1部分：术语和符号 JB/T13814-2020滚珠丝杠副动态预紧转矩测试规范
3术语和定义
GB/T17587.1—2017、GB/T17587.3—2017、GB/T23568.1-2009、JB/T13813.1-2020界定的术语和定义、符号适用于本文件。
4试验方式
4.1试验分类
功能可靠性试验按目的可分为符合性试验和测定试验：按方法可分为定时截尾试验和定数截尾试验。 4.2符合性试验
对于验收或验证的符合性试验，宜采用定时截尾试验方法，试验以设定的转数截止。 4.3 测定试验
对于新材料、新结构、重大工艺改进的测定试验，宜采用定数截尾试验方法。
5试验要求 5.2润滑 5.2.1总则
试验过程中被测产品的润滑条件，包括润滑剂牌号等应按产品说明书的规定执行。试验过程中应定期加注润滑剂并记录。 5.2.2油润滑
应按照样本要求加注润滑油，宜采用32号油或优于其性能的油品。 5.2.3脂润滑
应保证良好润滑，宜每2×10°r加注润滑脂，试验用脂量应为容积空腔的1/3。 5.3试验用轴承
试验用轴承应根据被测样本安装要求选取并应正确安装。 5.4 被测样本支承方式
应采用两端固定方式或一端固定、一端支承的支承方式。 5.5# 批量试验要求
同一批试验样本，应在同一试验条件下、性能相同的试验台上进行试验。
6试验条件
6.1加载方向
沿滚珠丝杠副的轴向加载。 6.2加载条件 6.2.1加载方式
试验加载包含转数占比、当量转速、当量载荷三个因素，单水平可靠性试验加载方式见表1，两水平可靠性试验加载方式见表2。
表1单水平可靠性试验加载方式
轻载
中载
重载
工作状态
35
50
15
试验运行转数占设定目标转数百分比%
300 15%Ca
当量转速nmI/min 当量载荷Fmi
700
500
5%Ca
10%Ca
注1：Ca为轴向额定动载荷。 表2两水平可靠性试验加载方式
加速试验阶段
轻载 35 700 5%Ca 35 700 5%C,S
中载 50 500 10%Ca 50 500 10%C,S
重载 15 300 15%Cg 15 300 15%C,S
工作状态
试验运行转数占设定目标转数百分比%
第1应力水平
当量转速nm,r/min
当量载荷Fmi
试验运行转数占设定目标转数百分比%
当量转速 nm,i /min
第2应力水平
当量载荷Fmj
对于定位滚珠丝杠副（P型），1≤S≤2：对于传动滚珠丝杠副（T型）1≤S≤10/3 对于特殊情况，可根据具体需求规定最大加载载荷。 注1：S为负载系数。 注2：两水平可靠性试验加载方式适用于定时截尾试验。
6.2.2加载循环
以2.4×105r为一个加载循环周期。 6.3试验终止条件
试验终止条件应符合表3的规定。
表3试验终止条件
试验类别
试验方法单水平定时截尾试验
试验终止条件
达到设定转数Ni或出现不可修复故障达到转数N/2或出现不可修复故障达到转数N/2或出现不可修复故障出现不可修复故障或累计故障数达到预设数
符合性试验 两水平加速定时截尾 第1应力水平阶段
试验
第2应力水平阶段
测定试验第i个样本设定转数N按公式（1）计算。
单水平定数截尾试验
N-- MRBF" x(2)
(1)
1+ $3
式中：
N 试验设定的转数，单位为转（r)； MRBF* 预期平均无故障工作转数，单位为转（r)：
置信水平，推荐采用90%；
P
xp (2) 自由度为2的22分布的P分位数理论值，参见表A.1：
负载系数，当采用单水平定时截尾试验时，S=1。
S
7试验准备 7.1样本准备 7.1.2样本容量
样本容量≥3套。 注：当一套滚珠丝杠副含多个完整、独立的滚珠螺母时，样本容量以滚珠螺母的个数计。
7.1.3样本编号
在被测样本的非工作表面上编号，编号应清晰、唯一。 7.1.4样本检验
按JB/T138142020的规定，对样本动态预紧转矩进行检测，参照本部分表B.1记录。 7.2试验台检查
试验台应运转正常、安全可靠。
8试验过程
8.1总则 8.1.1故障分类和加权
故障加权、编号、分类参照C.1～C.3的规定。 8.1.2故障计数原则 8.1.2.1计入故障
对于关联故障参照C.3的规定，参照表D.1记录。 对于周期故障在故障排除之前记录为一个故障，参照C.3的规定，参照表D.1记录。 对于从属故障不重复计入。
8.1.2.2不计入故障
对于误用故障、误操作故障，不计入故障数据中。对于非滚珠丝杠副引发的关联故障不应计入故障数据，例如，联轴器故障、轴承故障、支承单元故障等。 8.1.3故障处理
判断所出现故障的可维修性，若属于可修复故障，应及时维修后继续试验，修复时间不计入试验时间。若属于不可维修故障，中止该被测样本的试验，记录试验中止时间。 8.2试验台启动及加载 8.2.1启动润滑、冷却等辅助系统。 8.2.2启动加载装置，按6.2的规定进行加载。 8.2.3启动拖动装置带动被测样本，按6.2规定的当量转速运行。 8.3试验监测 8.3.1试验台一般应连续运转，监测试验载荷、转速，参照表D.2记录。