JB
中华人民共和国机械行业标准
JB/T13828-2020
机械主轴 精度保持性试验规范
Mechanical spindle units--Test specifications of accuracy stability
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精度失效的判定原则 5抽样.
I
5.1抽样原则. 5.2抽样数量 6试验方式. 7试验要求. 7.1 预检.. 7.2 试验环境及条件.
7.3 预防性维护 8试验方法和失效判定 8.1试验方法 8.2试验停止及失效的判定， 9精度失效记录 10精度保持性评定指标. 附录A（资料性附录）精度保持性记录
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表1抽样数量表2精度保持性循环加载，表3负载系数S的选取表A..预检记录表A.2精度保持性试验运行记录表A.3精度保持性试验数据分析. 前言 言
本标准按照GB/T1.1-2009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、北京工业大学、国家机床质量监督检验中心。 本标准主要起草人：朱继生、秦鹏、季红丽、李鄄、赵晶晶、王民、张维、陈妍言、张云峰。 本标准为首次发布。 机械主轴精度保持性试验规范
1范围
本标准规定了机械主轴在进行精度保持性测定、评定时的精度失效判断原则、抽样原则、试验方法、数据处理、结果评定。
本标准适用于滚动轴承支承的机械主轴单元（以下简称机械主轴），基于轴向加载、径向加载的精度保持性试验。
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/T2900.13一2008电工术语可信性与服务质量 GB/T17421.7一2016机床检验通则第7部分：回转轴线的几何精度 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/T2900.13—2008GB/T23568.1—2009、GB/T17421.7—2016界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1
精度失效accuracyfault 产品不能完成要求的精度功能的状态，包括精度退化、精度丧失的状态。
3.2
精度失效原因 accuracy fault cause 设计、制造或使用期间导致精度失效的因素。
3.3
精度失效机理 accuracy fault mechanism 引起精度失效的物理、化学或其他过程。
3.4
精度保持时间 accuracy of the holding time Tmk 保持机械主轴有效精度工作时间的数学期望。
3.5
加速试验accelerated test 为缩短产品观测应力响应所需的持续时间或放大给定持续时间内的响应，施加的应力水平选取超过
在基准条件下规定的应力水平进行的一种试验。 4精度失效的判定原则
被测样本精度指标达不到标称精度指标，则判定为精度失效，精度失效应通过精度测量来判定。 精度失效模式如下： a）径向跳动、径向运动误差超出规定的精度公差； b）轴向窜动、轴向运动误差超出规定的精度公差。
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。
单位为台
表1抽样数量
新产品 ≥1
产品类型抽样数量
正常生产条件下生产的批量产品批量<50
批量≥50 ≥5%
>2
6试验方式
机械主轴精度保持性试验采用模拟工况的加载试验方式。
7试验要求
7.1预检 7.1.1机械主轴应经过充分跑和试验，温升稳定后方可进行精度保持性试验 7.1.2试验前，按机械主轴使用说明书或技术文件进行检查，并参照表A.1进行记录，确认合格后方可进行精度检验。 7.2试验环境及条件 7.2.1环境温度为20℃～22℃。 7.2.2空气相对湿度不超过85%。 7.2.3测控设备远离电磁场干扰与机械振动，避免腐蚀性气体的侵蚀。 7.2.4试验时应根据机械主轴实际应用及精度失效机理、精度失效原因，模拟机械主轴的实际使用工况对机械主轴进行轴向及径向加载试验。 7.2.5机械主轴安装及润滑应符合其技术要求及使用说明书的规定。 7.3预防性维护 8试验方法和失效判定
8.1试验方法
8.1.1 极限负载
试验过程中加载不应大于极限负载，极限负载为60%额定动载。 8.1.2 2试验加载的方法
在模拟工作状态下进行轴向加载、径向加载试验。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。径向加载位置参照表A.2 进行记录。 8.1.3 试验参数的设置 8.1.3.1试验转速不应超过最高转速的80%，轴向载荷不应超过额定轴向载荷的30%径向载荷不应超过额定径向载荷的30%。 8.1.3.2加载分4个阶段循环进行，见表2。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%。将加载转速、载荷、时间参照表A.2记录。 8.1.3.3各阶段加载时间根据机械主轴具体类型及工况确定。
表2精度保持性循环加载第1阶段
第4阶段
试验阶段主轴转速径向加载轴向加载
第3阶段 80%Umax 5%SF. 5%SF,
第2阶段 50%Umax 20%SF.
30%0max 30%SF. 30%SFs
0 0
20%SF,
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)：
Fs—额定轴向载荷，单位为牛（N)。
8.1.4负载系数选取
负载系数选取见表3。
表3负载系数S的选取
试验阶段第1阶段第2阶段第3阶段
负载系数S
试验时间 T/3 T/3 T/3
1.2 1.6 2
注：T- 变负载及转速加载试验总时间。 选取原则：第1阶段稍高于正常负载水平，第2阶段和第3阶段在机械主轴额定负载水平内尽量选
取较大的系数：以提高试验效率。 加载时间的增加，加载条件按照表3的规定进行循环。 8.1.6试验台启动和加载
试验台启动和加载如下： a）启动润滑等辅助系统： b）启动加载装置，按8.1.3的规定实施加载； c）启动拖动装置带动被测样本，按8.1.3规定的当量速度运行。
8.1.7精度保持性监测与计数
试验过程中监测被测样本运行状态，对机械主轴动态回转精度、温升进行监测，并参照表A.3进行记录。 8.2试验停止及失效的判定 8.2.1所有样本精度损失达到第4章规定的精度失效条件时，停止试验。 8.2.2样本精度指标不能达到标称的精度指标要求即判定机械主轴失效。失效与否应通过离线测量来判定。
9精度失效记录
参照表A.3进行记录。
10精度保持性评定指标
精度保持时间Tmk按公式（1）和公式（2）计算。
Tmk=GTi G-s3
(1) (2)
式中： Tmk—-被测机械主轴精度保持时间，单位为小时（h);
G—一加速试验的加速系数； Ti一一机械主轴某一精度失效模式下精度保持时间，单位为小时（h）； S-负载系数。 附录A （资料性附录）精度保持性记录
A.1机械主轴预检记录见表A.1
表A.1预检记录
机械主轴类型最高转速
机械主轴型号
直径 mm
r/min
前轴承规格及组合方式
后轴承规格及组合方式
额定轴向载荷
额定径向载荷
N
N 机械主轴驱动方式
机械主轴接口型式
机械主轴初始值
序号
样本编号
温升 ℃
振动 mm/s
径向运动误差
mm