jbt50093-1997 滚动轴承 寿命及可靠性试验评定方法

'J11JB/T50093－1997滚动轴承寿命及可靠性试验评定方法（内部使用）1997-06-20发布1998-01-01实施中华人民共和国机械工业部发布 JB/T50093－1997前言本标准是对JB/CQ37—91的修订，主要修订了检验风险、判定方法；补充了参数图估计及可靠度估计的评定方法。作为行业标准为首次发布。本标准由全国滚动轴承标准化技术委员会提出并归口。本标准起草单位：机械工业部洛阳轴承研究所。本标准主要起草人：张洪友、单服兵。 中华人民共和国机械行业标准滚动轴承JB/T50093－1997寿命及可靠性试验评定方法（内部使用）1范围本标准规定了滚动轴承基本额定寿命及可靠性的试验评定方法。本标准适用于对滚动轴承寿命可靠性有要求的订户验收。本标准也适用于轴承行业考核评定及制造厂内部考核评定。2引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB/T307.3—1996滚动轴承通用技术规则GB/T6391—1995滚动轴承额定动载荷和额定寿命3符号定义L：滚动轴承寿命，hL10：基本额定寿命，hL10t：基本额定寿命的试验值，hL：被考核轴承平均寿命的预估计值，hLi：以试验时间表示的第i个轴承的实际寿命，hL10tK：寿命比，K=L10−(L)b−TVbVbR：可靠度，R=e；当T=L时，R=eL10b−()R：与L相应的L时的可靠度试验值，R=eve10t10eb：韦布尔分布斜率，表示寿命数据的离散程度V：韦布尔分布的特征寿命nb∑Lii=1T：伪试验时间，T=，第i个轴承失效时，n个参试轴承试验时间之和除以E的商的biiEn次方。其中，∑Li为总的轴承试验时间i=1E：有替换同时上机试验的轴承套数Z：质量系数，与轴承加工工艺、材料有关的值机械工业部1997-06-20批准1998-01-01实施1 JB/T50093－1997μα：接受门限系数μβ：拒绝门限系数α：合格风险或显著水平，1—α为置信度β：不合格风险b−1bLλ（L）：失效率函数，λ（L）=·VV4基本要求4.1依据GB/T307.3，L10t应不小于按GB/T6391预测出的L10，即Re不小于0.90。4.2产品批寿命可靠度水平的评定4.2.1按要求的K值，确定门限，检验判定达到与否。4.2.2通过调整K值，判定实际达到的质量水平。4.2.3可靠性评估：依据试验达到的K值，由表3查出相应的Re。4.2.4通过估计参数b、V，由图求L10t及Re。4.2.5预测L时刻的可靠度RL。5试验的一般规定5.1试验条件、试验准备、试验过程、试验轴承失效分析均应符合有关标准的规定。5.2试验中由于非产品本身的质量（如设备原因、人为原因、意外事故等）造成的样品失效，不计入寿命考核数据。5.3试验采用有替换试验序贯检验。按失效顺序逐次进行检验判定。当有5套轴承失效时停试，并做出合格与否的判定结论。试验中，替换轴承的失效数据，也参与考核判定。5.4E的取值，一般应不小于8。要求检验周期短时，可加大E值；试验设备少时，可采用分段试验法，以保持足够的E值。6检验判定参数6.1质量系数：球轴承Z=1.05，滚子轴承及调心球轴承Z=1。6.2韦布尔分布斜率：b=1.5。6.3检验水平：一般订户验收取水平1或2，行业考核取水平2或3，制造厂内部试验取水平3或4，如表1所示。表1检验水平水平1234α0.30.30.30.2风险β0.20.30.50.77检验判定依据7.1t1i及t2i的计算（式中μα、μβ值见表2）t1i=（L/E）μα（i=0，1，…，5）第i个轴承失效时的接受门限。t2i=（L/E）μβ（i=0，1，…，5）第i个轴承失效时的拒绝门限。2 JB/T50093－1997bbLLb1010其中，L=KZV=KZ×=KZ×10.10536ln0.9判定计算格式如下：i012345ttttttt1i101112131415t2it21t22t23t24t25表2与α、β对应的门限系数μα、μβ值i0123450.21.6042.9944.2795.5156.7217.906α0.31.2042.4393.6164.7625.8907.0060.20.8241.5352.2973.0903.9040.31.0981.9152.7653.6354.515β0.51.6782.6743.6724.7615.6700.72.4393.6164.7625.8907.0067.2判定式若：0≤i＜5当T＞t，合格。i1i当T＜t，不合格。i2i当t≤T≤t，继续试验。2ii1i若：i=5当t–T≤T–t，合格。155525当t–T＞T–t，不合格。1555258判定程序及判定例8.1判定程序a)确定判定参数：Z、K、E及检验水平；b)计算t及t各数值；1i2ic)按序贯检验，依失效顺序逐次判定，以确定所达到的指标K；d)由K查表3，求出R。e表3K与R对应值eK11.523451020Re9094969898.59999.999.99％8.2判定例例1：圆锥滚子轴承30208，按K=1，检验水平1，E=12考核。1.5150取L10=150h，由L=1×1×0.10536t1i=（L/12）μα=1453μ0.33 JB/T50093－1997t2i=（L/12）μβ=1453μ0.2算出t及t，其判定格式为：1i2ii012345t1i1749354452546919855810180t2i119722303338449056731.5当L=150h，T=150=1837，因t＜T＜t，继续试。11211111.5当L=100h，且为替换轴承，则T=（L+L）=2953，继续试。22121.5当L=364h，T=L=6945＞t，合格，停试。33313判定该批产品达到了指标K=1的要求，查表3得R=0.90。e例2：6205轴承，按K=2，检验水平2，E=12考核。1.5100由于Z=1.05，取L=100h，L=2×1.05×100.10536t1i=1661μαt2i=1661μβ算出t1i及t2i，其判定格式为：i012345t20004051600679109783116371it182431814593603874992ib1.5当试至159h，尚无失效轴承出现，因T0=L0=159=2005＞t10，合格停试。判定该批轴承寿命达到了指标K=2的要求，且Re=0.96。9比较检验需方要求知道产品批的实际寿命水平时，可用第8章的判定程序，通过试算来估计。对不同的产品批，也可进行比较。例：甲乙两厂均生产6205轴承，以L=72h，E=20，检验水平2进行比较检验。甲厂产品在30510h时，失效1套，其余19套全部超过550h；乙厂分别在427h和503h时，各失效1套，其余18套全部超过550h，试比较两厂的R。e甲厂：L=305h，视L=550h12乙厂：L=427h，L=503h，视L=550h123试取K=10t1i=3044μαt2i=3044μβi1234t1i7424110071449617929t2i334258298417110651.51.5甲厂：T1=305=5327T2=550=12899＞t121.5乙厂：T1=427=8824＞t11均达到K=10要求当取K=11时t1i=3348μαt2i=3348μβi123454 JB/T50093－1997t8166121061594319720234561it36766411925712170151162i1.5甲厂：T=550＞t，达到K=11要求。2121.5乙厂：T=427=8824＞t，达到K=11的要求。111由于两厂R均超过0.999，可以认为两厂可靠度相当。e10图估计参数，检验L及R10teLb−()1轴承寿命服从两参数韦布尔分布F=1–R=1–ev，写成对数形式lglg=blgL–A时，在韦布1−F尔概率纸（见图1）上（纵坐标为F，横坐标为L）是以b为斜率，以V为特征寿命［F（V）=0.632］的一条直线，A=blgV—lglgV为常数，求出参数V及b。直线可唯一确定。10.1一般的图估计i−0.3对于失效数据一般不少于10个的试验评定，可用概率纸作图估计。通常按纵坐标F（L）=，in+0.4横坐标L在图上描点，然后依各点的位置，配置分布直线B。应注意，所配置的直线，需各点交错，i均匀地分布在直线两边且F（L）=0.3～0.7附近的数据点与分布直线的偏差应尽可能小。其中n为试验数据的个数，i=1，2，…，n。L10b−()由直线B求出b或V，再由F（L）=0.10，R=ev，分别求出L及R。10te10te10.2分组淘汰的图估计分组淘汰法可缩短试验周期。该方法只要得出了每组的最短寿命，即可停试。然后用各组的最短寿命数据在概率纸上描点，配置直线A，再由A求得产品批的分布直线B。通常分6～8组，每组2～4套。例：6205轴承，L=100，提供样本32套，分8组进行试验，每组4套同时上机。现试得每组10的最短寿命L分别为80，110，155，170，220，240，300，380，试用图估计参数b及V。i第一步：由8个短寿命数据，求直线A。i−0.3由于纵坐标上F（L）=对应的横坐标为L，故8个点的坐标值分别为：（0.083，80），ii8+0.4（0.202，110），…，（0.917，380），将其描在概率纸上，按10.1方法配置直线A。第二步：由A求分布直线B。1−0.31)由于每组有4套轴承，故将待求的直线B上点M的纵坐标记为F1（L）==0.159。4+0.42)作平行线三条：过F（L）=50％作横坐标轴平行线与直线A交于点C，过点C作纵坐标轴平行线与过F（L）=0.159的横坐标轴平行线交于点M。13)过点M作直线A的平行线为B。1第二步也可改由解析法求直线B：当n为每组套数时，B的特征寿命V=V·nb。BA第三步，由直线B求出的b、V、L及R分别为b=2，V=460，L=155及R=0.95。10te10te将上述值绘于示图，见图1。图估计法，适用于对参数b、V有明确要求的需方。特别对于试验周期长短不很计较，又付得起较多试验费用的需方，在选择估计方法时，应优先选择参数的一般图估计法。分组淘汰法，试验周期短，风险比一般的图估计法也相应大一点。5 JB/T50093－1997图1轴承用韦布尔分布图6 JB/T50093－199711估计L时刻的可靠度RL如果使用图估计参数，RL可直接在分布直线上查得。本标准只给出b已知时的两种解析方法。11.1当Re或L10t给定时：bLR=RLeL10bL或R=0.90LL10t11.2E套轴承同时上机试验，试至L0时出现r套轴承失效，求L时刻可靠度RL，由下式解出：rEL0bL0b()i()E−i∑()[1−RLL][RLL]=β或1–α。称α为生产方风险。i=0iL0b()E当r=0时，[RL]=β。称β为使用方风险。L例：4套轴承同时上机试验，若L0=200h无失效发生，求L分别为100h、200h时的RL值。由于b=1.5，β=0.3，E=4，r=0，代入上式可求得：RL=0.90、0.74。若其余条件不变，当E=12时，RL=0.96、0.90。可以看出，增加样本容量E能增加可靠度；试至t10（L0=L）时无失效发生，若要保证Re≥0.90，取β=0.3时，需要E≥12。当取α=0.3时，由于RL变大，E=4即可。11.3已知失效率λ（L）时：bln(1−α)11.3.1给定生产方风险α，则可接受的失效率（上限）λ0（L）=，相应的平均寿命−nL11bLb−1bbLb−1b11L0=·Γ(+1)，此时RL由等式LR=−•lnRL来估计。函数Γ(+1)的值可查《数λ0(L)bλ0(L)b学手册》。1bLb−1bblnβ11.3.2给定使用方风险β，则不可接受的失效率（下限）λ（1L）=，相应的平均寿命L1=−nLλ0(L)1bLb−1b1·Γ(+1)，此时RL由等式LR=−•lnRL来估计。bλ1(L)7 9971－50093/TBJ中华人民共和国机械行业标准滚动轴承寿命及可靠性试验评定方法（内部使用）JB/T50093－1997*机械科学研究院出版发行机械科学研究院印刷（北京首体南路2号邮编100044）*开本880×12301/16印张3/4字数16,0001997年12月第一版1997年12月第一次印刷印数1－500定价15.00元编号97－241机械工业标准服务网：http://www.JB.ac.cn'