ICS 23.100.01 J 20
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T38206.1—2019
气动元件可靠性评估方法
第1部分：一般程序
Methods to assess the reliability of pneumatic components-
Part 1:General procedures
[ISO19973-1:2015PneumaticfluidpowerAssessmentof component reliabilityby testing-Part1:General procedures,MOD
2019-10-17发布
2020-05-01实施
国家市场监督管理总局
中国国家标准化管理委员会 发布 GB/T38206.1—2019
目 次
前言引言
范围规范性引用文件
2
3 术语和定义
符号和计量单位可靠性概述
-
5
6 试验策划
统计分析试验条件样本数和选择准则
7
8 9 10 试验终止 11 由试验数据评估可靠性特征·
12 测试报告· 13 标注说明· 附录A（资料性附录） 处理试验数据中的异常值附录B（规范性附录） 终止寿命的确定附录C（资料性附录） 泄漏量阅值的确定附录D（资料性附录） 在规定可靠度和单侧置信度下的最小寿命验证附录E（资料性附录） 无搁置元件的截尾试验数据的估算程序附录F（资料性附录） 有搁置单元的截尾试验数据的估算程序附录G（资料性附录） 试验结果的示例参考文献
S
14
18 23 27 29 32 37
- GB/T38206.1—2019
前言
GB/T38206《气动元件可靠性评估方法》分为5个部分：
第1部分：一般程序；第2部分：换向阀；第3部分：带活塞杆的气缸；第4部分：调压阀；第5部分：止回阀、梭阀、双压阀（与阀）、单向节流阀及快排阀。
本部分为GB/T38206的第1部分。 本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本部分使用重新起草法修改采用IS019973-1：2015《气压传动 元件可靠性的试验评价 第1部
分：一般程序》。
本部分与ISO19973-1：2015的技术性差异及其原因如下：
关于规范性引用文件，本部分做了具有技术性差异的调整，以适应我国的技术条件，调整的情况集中反映在第2章“规范性引用文件”中，具体调整如下： ·用等同采用国际标准的GB/T2900.13代替了IEC60050-191（见第3章）； ·用等同采用国际标准的GB/T3358.1代替了ISO3534-1（见第3章）； ·用等同采用国际标准的GB/T17446代替了ISO5598（见第3章）。 修改了部分术语和定义（见3.2、3.5、3.7、3.8和3.11)。
本部分还做了下列编辑性修改：
将标准名称改为《气动元件可靠性评估方法 第1部分：一般程序》；将量的名称改为量的符号[见式（A.3)、式（A.5)]。
本部分由中国机械工业联合会提出。 本部分由全国液压气动标准化技术委员会（SAC/TC3)归口。 本部分起草单位：国家气动产品质量监督检验中心、无锡气动技术研究所有限公司、宁波星箭航天
机械有限公司、北京航空航天大学、上海交通大学、浙江亿日气动科技有限公司、宁波佳尔灵气动机械有限公司、星宇电子（宁波）有限公司、宁波利达气动成套有限公司、乐清市恒一气动有限公司、宁波市华益气动工程有限公司、浙江星辰气动有限公司。
本部分主要起草人：路波、任志胜、杨燃然、高泽普、石岩、叶骞、任车利、单军波、曹建波、夏家永、 朱乐飞、蒋浩狄、钱存良。
I GB/T 38206.1—2019
引言
在气动系统中，通过回路中的压缩空气来传递和控制能量。气动系统由多种元件组成，是机器和设备的重要组成部分。高可靠性的机器和设备又是高效、经济生产的重要保证。
因此，生产者有必要了解设备中气动元件的可靠性。通过试验掌握了元件的可靠性特征，生产者就能够建立系统模型并对服务间隔期、备件库存以及产品优化等方面作出决策。
确定元件的可靠性主要有三个阶段：
初步设计分析：有限元分析（FEA)、失效模式与后果分析（FMEA）；
a)
b）实验室试验和可靠性模型建立：失效的物理机理、可靠性预测、产前评估； c) 现场数据收集：维修报告、质量分析报告在元件寿命期内每一阶段都有应用。初步设计分析有利于识别可能的失效模式并消除引起失效的
因素或减小失效对可靠性的影响。在试样阶段，在实验室进行可靠性试验并确定初始可靠性。在整个生产过程都需对元件进行可靠性试验。在元件应用阶段，可收集现场的失效数据。
具体的元件试验程序及其他事项见GB/T38206的第2部分～第5部分。
IV GB/T 38206.1—2019
气动元件可靠性评估方法
第1部分：一般程序
1范围
GB/T38206的本部分规定了用于评定气动元件可靠性的一般程序、一般试验条件、计算方法、数据评估方法以及测试报告的编写要求。这些程序和方法与元件的类型和设计本身无关。
注1：元件的使用寿命受诸多变量的影响因此需要通过统计分析来说明试验结果。 本部分适用于气动元件无维修条件下的首次失效。 注2：首次失效出现异常值时的处理方法参见附录A。
规范性引用文件
2
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电工术语 可信性与服务质量（GB/T2900.13—2008，IEC60050-191：1990， IDT)
GB/T3358.1统计学词汇及符号第1部分：一般统计术语与用于概率的术语（GB/T3358.1一 2009,ISO3534-1:2006.IDT)
GB/T17446流体传动系统及元件词汇（GB/T17446—2012.ISO5598：2008，IDT） ISO6358（所有部分）气压传动使用可压缩流体的元件的流量特性测定（Pneumaticfluidpow
erDetermination of flow-rate characteristics of components using compressible fluids)
ISO80000-1量和单位第1部分：总则（Quantitiesandunits—Part1：General)
3术语和定义
GB/T2900.13、GB/T3358.1和GB/T17446界定的以及下列术语和定义适用于本文件。为了便于使用，以下重复列出了GB/T2900.13、GB/T3358.1中的一些术语和定义 3.1
突变失效 catastrophic failure 使产品完全不能完成所有要求功能的突然失效。 [GB/T2900.13—2008，定义191-04-12]
3.2
置信度 confidencelevel 反映了在同一条件下大量重复随机抽样中，置信区间包含参数真值的比例。 注：GB/T3358.1给出了有关此术语和定义的注释。
3.3
置信界限 confidencelimit 双侧置信区间的界限，或单侧置信区间的界限。 注：GB/T3358.1给出了有关此术语和定义的注释。
1 GB/T38206.1—2019
3.4
失效failure 元件完成要求功能的能力的中断。 [GB/T2900.13—2008，定义191-04-01] 注：在GB/T38206（所有部分)中，按统计学计算达到阀值时也认为是统计学失效（见附录B)。
3.5
单侧置信区间 one-sided confidence interval 其中一个端点固定为十α，一或某个自然确定边界的置信区间。 [GB/T3358.1—2009.定义1.29]
3.6
关联失效 relevantfailure 在解释试验或运行结果或计算可靠性测量值时必须计人的失效 [GB/T2900.13—2008，定义191-04-13]
3.7
可靠性 生reliability 产品在给定的条件下和给定的时间区间内能完成要求功能的能力。 [GB/T2900.132008.定义191-02-06] 注：这种能力若以概率表示，即称为可靠度。
3.8
样本 sample 由一个或多个抽样单元构成的总体的子集。 [GB/T3358.1—2009,定义1.3] 注：样本可以作为对总体或对其制造过程决策的基础。
3.9
样本数 samplesize 样本中被测元件的数量。 注：在多阶段样本中，样本数是最后抽样阶段结束时被测元件的总数。
3.10
三点滑动平均 three-pointmovingaverage;3PMA 被测元件三个连续测量数据的算术平均值。
3.11
阅值thresholdlevel 用于与元件性能参数试验数据相比较的值。 注：该值作为性能比较的关键参数（如：泄漏、切换时间、行程时间等），通常是由专家定义的某个值，但不一定表示
元件工作终止。泄漏量阅值的确定参见附录C。
4 符号和计量单位
4.1 下列符号适用于本文件，见表1。
2 GB/T38206.1—2019
表1符号
符号· Bro (B1α ) g5%
含义
预期10%的样本发生失效的时间（寿命分布的10%） 95%单侧置信区间下的B1。寿命威布尔分布的尺度参数（特征寿命）失效概率，以百分比表示威布尔分布的形状参数(斜率）元件在时间t的可靠度，1-F(t) 寿命时间，以时间、循环次数或运行距离表示
F(t) B R(t) - 在其他文件或软件中也可以使用其他符号
4.2 计量单位按照ISO80000-1。
5 可靠性概述
关联失效发生的条件是：
用三点滑动平均（3PMA）确定的元件指标首次超过闽值（见10.2)；元件出现某种突变失效（破裂、疲劳或功能性失效等）。
GB/T38206（所有部分）规定的元件阅值均已在此国家标准的相关产品部分中加以说明。 基于统计方法分析一系列的试验结果可确定总体失效概率。有许多不同的统计分布可以描述由试
验结果得出的总体失效。
在规定的可靠性水平下通过单侧置信区间估计校验元件的最小寿命，示例参见附录D。
6 试验策划
6.1 前提条件
元件运行可靠性取决于诸多环境因素，包括压力、温度、压缩空气的露点和污染程度、外部施加载荷、工作周期等。因此，任何单个元件的可靠性预测，都应考虑以上所有因素的影响。
本部分是在规定的应力水平、试验条件和工作周期等典型试验工况下制定，它还包括保证一致性试验结果的其他条件。因此，结果可为其他任何条件下的试验提供参考。
在特殊应用场合下本部分要求可能需要修改.以适应特定的应力水平、试验条件或工作周期但应
遵循本部分针对测试方法和数据分析规定的所有其他要求。 6.2 试验台要求和参数测量
试验台和参数测量是影响可靠性试验的两个重要因素，试验台的设计应保证在预期环境条件下可靠地运行，其结构应不影响元件试验的结果，试验过程中对试验台的校验和维护也至关重要；参数测量的精确度和参数值的控制应在规定的误差之内以确保试验准确并获得可重复的结果。 6.3试验计划
为能精确评估元件在规定条件下的可靠性应制定合理的试验计划，并明确规定试验方案的目的和
任务。
3 GB/T 38206.1—2019
7 统计分析
应对试验数据结果进行处理以便评估元件的可靠性。 威布尔分析法是建立统计分析模型的一种通用性分析方法，也是处理数据最常用的方法之 一，应采用此方法分析试验数据以确保结果的可比性。应用威布尔分析法的示例参见附录E和附录F。
8 试验条件 8.1 试验应按照本部分中规定的条款实施，包括需要测量的试验参数及规定的阅值。 8.2 在可靠性试验中不准许对被测元件进行维修。 8.3 除本标准中的相应部分对被测元件另有规定或用户与制造商达成协议以外，所有试验均应按表2 中规定的条件实施。
表 2 一般试验条件
参数试验压力环境温度介质温度过滤精度
数值 630 kPa±30 kPa 23℃±10℃ 23℃±10℃
5 μm +7 ℃ 无
介质最大压力露点
润滑
在露点低于一20℃下试验寿命可能会缩短
8.4 初始运行期间，应考虑被测元件由于增压或减压的热力学过程而导致的温度变化。若初始运行时被测元件的温度变化超过20℃，应调整测试频率，且在后续试验中不得变更。 8.5 在耐久性试验期间，应保持被测元件连续运行，并根据经验来确定测量间隔。 8.6 除气缸外，工作气口容器的容积取决于元件的声速流导C，按照ISO6358（所有部分）确定。容器的容积应不小于表3中给出的值。
注：在测试过程中工作气口的容器可能变热，需要设置防护装置以保护人身安全。
表3 根据元件的声速流导确定工作气口容器的最小容积
声速流导C m"/(s · Pa)(ANR) C≤0.4×10 0.4×10* 工作气口容器的最小容积
cm 2 10 25 50 100 200
C>40×10-s
4