JB T 13687-2019 标准规范 ICS17.040.30 JB J42 中华人民共和国机械行业标准 JB/T136872019 光栅编码器 可靠性试验方法 GratingencodersReliabilitytestmethod 2019-08-02发布 2020-04-01实施 中华人民共和国工业和信息化部发布 JB/T136872019 目 次 前言 11 范围 1 规范性引用文件 3 术语和定义 4 可靠性指标.. 可靠性试验方法。 2 5.1 试验准备， 2 5.2 试验设备与应力 2 5.3 故障的判定和计数原则 2 5.4 抽样原则 2 5.5 试验应力 2 5.6 试验步骤 .3 可靠性特征量的评定 .3 6.1 MTBF观测值（点估计） .3 6.2 MTBF的区间估计 .3 评估结果判定 4 表1 试验应力及设备明细表 2 表2×分布分位数表， JB/T136872019 前言 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。 本标准由全国量具量仪标准化技术委员会（SAC/TC132）归口。 本标准负责起草单位：长春禹衡光学有限公司。 本标准参加起草单位：吉林大学机械学院、中国计量科学研究院、中科院光电技术研究所、国家机 床质量监督检验中心、华中科技大学、北京中科恒业中自技术有限公司、无锡市科瑞特精机有限公司、 吉林大学珠海学院、廊坊开发区菜格光电仪器有限公司、长春荣德光学有限公司、长春三峰光电仪器制 造有限公司。 本标准主要起草人：刘勇刚、马春玲、陈传海、张恒、曹学东、张建国、宋宝、周华聪、聂东君、 张传敏、许兴智、倪国栋、梅恒、于海洋、王洋、峰铭， 本标准为首次发布。 I JB/T13687—2019 光栅编码器 可靠性试验方法 1范围 本标准规定了光栅编码器可靠性试验方法的术语和定义、可靠性指标、可靠性试验方法、可靠性特 征量的评定、评估结果判定。 本标准适用于光栅编码器（以下简称编码器）的可靠性试验。 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/T5080.1—2012 可幕性试验 第1部分：试验条件和统计检验原理 GB/T5080.41985 设备可靠性试验 可靠性测定试验的点估计和区间估计方法（指数分布） JB/T11498—2013 光棚旋转编码器 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 可靠性试验 reliabilitytest 对产品可靠性量度或性质进行测量、定量或分类所实施的试验。 [GB/T5080.1—2012，定义3.1.26] 3.2 故障fault 产品不能执行规定功能的状态。 3.3 关联故障 relevant fault 在解释试验、运行结果或计算可靠性量值时必须计入的故障。 3.4 非关联故障 non-relevant fault 在解释试验、运行结果或计算可靠性量值时应予排除的故障。 3.5 平均故障间隔工作时间 mean operatingtimebetweenfailures,MTBF 相邻故障间工作时间的数学期望，也指相临两次故障之间的平均工作时间。 4 可靠性指标 以平均故障间隔工作时间作为可靠性指标。 1 JB/T13687—2019 5 可靠性试验方法 5.1 试验准备 5.1.1 试验设备经过定期校准并满足编码器试验条件的要求，即量程大于编码器的极限技术条件。 5.1.2 通用仪表应有计量合格的证明，专用设备需认定，测试精度不大于测试参数容差的1/3， 5.1.3 试验人员应熟知设备的操作及试验过程。 5.1.4 按照GB/T5080.1一2012中4.1的要求，参加试验的样品须选择本产品型号中具有代表性的规格： 同时，样品在本质上同一设计，建立了可靠性质量管理体系和连续生产的产品中一次随机抽取，且按照 技术标准检验合格。 5.2 试验设备与应力 编码器故障分为机械故障和电气故障，机械故障主要为轴承失效：电气故障主要为电器件的老化及 损坏，根据实际的应力状况，选择设备见表1。 表1 试验应力及设备明细表 试验应力 试验设备 参数值 失效模式 湿度 高低温箱 40℃~150℃ 电器件老化 相对湿度 加漫箱 (20~95) % 电器件老化 振动 报动台 (5~3000)Hz,980m/s2 结构件的松动、断裂及脱焊 转速 旋转装置 0~15000t/min 轴承磨损导效不能正带工作 电负载 直流电源 0~30V 电器件的指标衰减或损坏 5.3 故障的别定和计数原则 5.3.1 故障的判定 在试验过程中，编码器出现下列任何一种事件即应判断为故障： a）编码器的任一性能参数超出产品技术条件中允许的范围，例如：每转输出线数、输出波形、消 耗电流、绝对式编码器的准确度等。 b）编码器出现零部件、结构件或元器件的松动、断裂等损坏状态 5.3.2 故障的计数原则 计数：若为非关联故障不应计数，但应做记录便于进行可靠性的分析和判断。 5.4 抽样原则 5.4.1 样品通过早期故障排除试验及环境应力筛选试验。 5.4.2 抽样方式为一次抽样，抽样数量≥20台。 5.5 试验应力 影响编码器性能的主要应力为温度、相对湿度、转速、振动及电负载，转速及振动增大时对机械性能 影响明显，电器件的使用寿命受温度变化及电应力的影响，所以确定以上五种应力为可靠性试验时施加的 应力。本标准的试验环境条件为编码器正常使用情况下典型的工作环境条件，试验时同时施加5种应力： a）温度应力：使用技术标准规定的工作温度： 2 JB/T13687—2019 b）相对湿度应力：（4080）%（根据编码器实际使用的工况选取）： c）转速应力：使用额定转速的40%～80%（根据编码器实际使用的工况选取）： d）振动应力：按照JB/T11498一2013中8.2.1的规定，加速度为50m/s，频率范围为10Hz~500Hz， 动类型为正弦： e）电负载：使用技术标准规定的额定电压。 5.6 试验步媒 采用定时截尾的试验方法进行编码器的可靠性试验，主要步骤如下： a）搭建满足5.5试验应力的编码器可靠性试验系统。 b）按5.4规定的抽样原则抽取规定数量的编码器，投入编码器可靠性试验。 c）采取连续监测或间断监测的方式对编码器的特征信号进行检测，间断监测的时间间隔为 0.01mg电气信号的监测可采取连续监测，轴系及编码器准确度的监测可采取间断监测，m 为预计的平均故障间隔工作时间。 d）按试验过程记录运行时间。 e）技5.3规定的故障判定和计数原则判定产生故障的类型并记录。 f）根据统计的试验时间与故障数计算平均故障间隔工作时间。 6 可靠性特征量的评定 6.1 MTBF观测值（点估计） MTBF观测值按公式（1）计算。 MIBF (1) 式中： MTBF- 平均故障间隔工作时间： N。—在评定周期内编码器累计关联故障数： R——样本数： 一—在评定周期内第1台编码器累计工作时间，单位为小时（h）： 在评定期内第台编码器累计关联故障数。 如果到定时裁尾试验时间，编码器没有出现故障，则MTBF的点估计值为现有同类编码器产品 MTBF的3倍以上。 6.2MTBF的区间估计 置信水平为90%的双侧置信区间的估计（指数分布）按公式（2）计算。表2摘自GB/T5080.4一 1985中第7章。 2T' 27* MTBFsi <MTBF< -MTBF. (2) Xo.95(2r+2) Xa.0(2r) 式中： 平均故障间隔工作时间： MTBF - T一定时截尾总试验时间，单位为小时（h）： 故障发生次数； 3