内容简介
JB中华人民共和国机械行业标准
JB/T13827—2020
机械主轴 可靠性试验规范
Mechanical spindle units-Reliability 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故障判定
.I
4.1故障的判定原则。 4.2故障的计数原则.. 5抽样. 5.1抽样原则 5.2抽样数量。 6试验分类和试验方式... 7试验要求.. 7.1 预检. 7.2 试验环境条件. 7.3 预防性维护 7.4 试验安全 8试验方法 8.1试验内容 8.2试验过程， 9故障记录.. 10可靠性评定指标 11结果判定. 11.1可靠性测定试验 11.2可靠性验证试验. 附录A（规范性附录） 可靠性记录
......
B.
3
表 1 抽样数量表2可靠性试验项目一览表表3可靠性循环加载. 表4负载系数选取. 表A.1预检记录表A.2 可靠性试验运行记录表A.3故障分类，表A.4 故障记录
专迎通步出话3
3 前言 言
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准由中国机械工业联合会提出。 本标准由全国金属切削机床标准化技术委员会（SAC/TC22）归口。 本标准起草单位：山东博特精工股份有限公司、国家机床质量监督检验中心、吉林大学。 本标准主要起草人：秦鹏、季红丽、朱继生、李鄄、王美娟、张维、张云峰、王继坤、陈菲。 本标准为首次发布。 机械主轴可靠性试验规范
1范围
本标准规定了机械主轴在进行可靠性测定、评定时的故障判断原则、抽样原则、试验方法、数据处理和结果判定。
本标准适用于滚动轴承支承的机械主轴，基于轴向加载、径向加载和转矩加载的可靠性测定试验和可靠性验证试验。
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/T5226.12019机械电气安全机械电气设备第1部分：通用技术条件 GB/T23568.1一2009机床功能部件可靠性评定第1部分：总则
3术语和定义
GB/T23568.1一2009界定的术语和定义适用于本文件。
4故障判定
4.1故障的判定原则 4.1.1如果有若干功能丧失或性能指标超过了规定界限，而且它们是由同一个原因引起的，则判为机械主轴只产生了一个故障。 4.1.2如果有一项功能丧失或性能指标超过了规定界限，而且它是由两个或更多独立的故障原因引起的，则每一个独立的故障均判为机械主轴的一个故障。 4.1.3如果在同一部位多次出现故障模式相同的间歇故障，则只判机械主轴产生了一个故障。 4.1.4故障模式相同，由同一个原因引起的重复发生的故障，则只判机械主轴产生了一个故障。 4.2故障的计数原则 4.2.1计数原则 4.2.1.1在计算机械主轴的可靠性指标时，只计关联故障。 4.2.1.2发生一次关联故障或符合4.1规定的故障应判定为一个故障次数。 4.2.1.3停机监测或试验中止、结束时发生的故障，应计入故障数中。 4.2.1.4凡是不符合规定程序进行的任何维修和保养，均作为关联故障计数。 4.2.2不计数原则 b）误用故障； c）误操作故障； d）维修不当引起的故障： e）试验装置故障引起的故障： f）试验条件超过设计规定所造成的故障； g）其他外界因素引起的故障。
4.2.2.2按规定程序进行的预防性维修不作为故障计数，包括：
a）按使用说明书的规定更换易损件； b）必要的调整和调校。
4.2.2.3在规定考核期截止以外的故障不计数。
5抽样
5.1# 抽样原则 5.1.1样本应具有合格的性能和功能，或具有出厂合格证。 5.1.2样本应为新产品或符合正常生产条件下生产的批量产品。 5.2抽样数量
根据抽样原则，在产品中随机抽样。抽样数量应符合表1的规定。
表1抽样数量新产品 ≥1
单位为台
正常生产条件下生产的批量产品
产品类型抽样数量
批量≥50 ≥5%
批量<50 ≥2
6 试验分类和试验方式
6.1可靠性试验按目的可分为：
可靠性测定试验，用于新材料、新结构、重大工艺改进的鉴定或质量对比试验；可靠性验证试验，用于用户验收试验或可靠性指标等验证。
6.2机械主轴可靠性试验采用无替换的定时截尾试验方法。
7试验要求
7.1预检 7.1.1试验前，按机械主轴使用说明书或技术文件进行检查，并按表A.1记录。确认合格后，方可进行试验。 7.1.2试验前，不允许对机械主轴进行任何质量方面的特殊处理。 7.2试验环境条件 7.2.1室温。 7.3预防性维护
试验过程中允许按规定程序进行预防性维护（如必要的更换、调整、润滑等）。 7.4试验安全 7.4.1 由于试验涉及甩出危险、机械危险，电气危险等，应采取安全预防措施，防止意外事故发生。 7.4.2试验安全要求应符合GB/T5226.1—2019的规定。
8试验方法
8.1试验内容
机械主轴可靠性试验项目见表2。
表2 2可靠性试验项目一览表
试验项目空运转试验加载试验
简要说明
暴露早期故障的空运转模拟试验
暴露早期故障的模拟试验
8.2试验过程 8.2.1空运转试验
空运转试验时间应至少为4h。 8.2.2加载试验 8.2.2.1试验方法 8.2.2.1.1对机械主轴进行轴向加载、径向加载转矩加载试验。轴向加载力的方向应与机械主轴回转轴线重合，径向加载力的方向应与机械主轴回转轴线垂直，且尽量靠近前轴承轴伸部位，如果不能在靠近轴伸端加载，载荷应进行换算，径向加载位置应记录。 8.2.2.1.2试验转速不应超过最高转速的80%，轴向载荷和径向载荷不应超过额定载荷的30%。 8.2.2.1.3加载分4个阶段循环进行，见表3。前3个阶段为变负载及转速加载阶段，第4阶段为机械主轴空载停止阶段。转速高时选择较小的加载载荷，转速低时选择较大的加载载荷。转速及加载载荷与设定值差值不应大于5%
表3可靠性循环加载第1阶段
试验阶段主轴转速径向加载轴向加载转矩加载
第2阶段 50%Umax 20%SF 20%SFs 30%ST
第3阶段 80%Umax 5%SFf 5%SFs 30%ST
第4阶段
30%0max 30%SFf 30%SFs 30%ST
0 0 0 0
注：Umax——最高转速，单位为转每分（r/min）：S——负载系数，1≤S≤2；F—— 额定径向载荷，单位为牛（N》： 8.2.2.2负载系数选取
负载系数选取见表4。
表4负载系数选取
试验类型常规可靠性试验加速可靠性试验
负载系数选取
1 1
试验台启动和加载程序如下： a）启动润滑等辅助系统； b）启动加载装置，按8.2.2.1和8.2.2.2的规定实施加载： c）启动拖动装置带动被测样本，按8.2.2.1规定的当量转速运转。
8.2.2.4运行条件监测
试验台一般应连续运转，监测试验载荷和转速，并控制在要求范围内。 8.2.2.5故障监测
故障监测与计数试验过程中应监测被测样本运行状态，按4.1的规定判断有无故障发生，记录故障发生现象、时间、次数、类别。
故障可以通过振动、回转精度进行监测或定时监测。 8.2.2.6故障分类
故障分类按表A.3。
9故障记录
观察机械主轴故障情况，一旦发现故障，应根据故障判定和计数原则，识别故障，并按表A.4记录。
10可靠性评定指标
平均故障间隔时间MTBF按公式（1）和公式（2）计算。
2 2r
(1)
m=h
j=l k-53
(2)
式中： mMTBF的估计值，单位为小时（h）： —可靠性修正系数； j——评定周期内第j台机械主轴的累积关联故障数，单位为个； S——负载系数，见表4。
11 结果判定
11.1 可靠性测定试验 11.1.1 试验进行到规定时间，即可结束。 11.1.2 当评定期内出现故障且样本量较大时，按公式C1）计算可靠性MTBF的值。 11.2 2可靠性验证试验 11.2.1试验进行到规定时间，即可结束。 11.2.2验证试验用于暴露缺陷时，验证采取措施的有效性。 11.2.3验证试验用于验证样本是否达到规定可靠性MTBF指标时，评定期内出现故障且样本量较大时，按公式（1）计算可靠性MTBF的值。