疲劳试验机型式评价大纲　第2部分：旋转纯弯曲疲劳试验机

1疲劳试验机型式评价大纲第2部分：旋转纯弯曲疲劳试验机本大纲适用于旋转纯弯曲疲劳试验机(以下简称为试验机)的型式评价。旋转纯弯GB5226.1—2008机械电气安全机械电气设备第1部分：通用技术条件(IEC60204-1:2005,Safetyofmachinery—Electricalequipmentofmachines—Part1:Generalrequirements,IDT)上述文件中的条款通过本大纲的引用而成为本大纲的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修改版均不适用于本大纲，然而，鼓L支点到加力点之间的距离(见图1)。对于四点受力式旋转疲劳试验机，L₁和L₂对应于规定循环次数，如10’或10⁸,是加到试样上而试样没有发生失效的应力23.2符号和说明本大纲使用的符号、单位与说明见表1。符号单位%第i个测量点时，试验机左右弯矩相对误差N均值，i=0,1,2,3,…背景噪声噪声修正值试验机工作时的噪声试验机工作时测量的最大噪声m试验机加力系统左、右力臂长度的标称值m试验机加力系统左、右力臂长度测量值的平均值M试验机的最大弯矩第i个测量点时，试验机加力系统左、右两边的弯矩值，i=0,第i个测量点时，试验机加力系统左、右两边的弯矩测量值的最大值，i=1,2,3,…第i个测量点时，试验机加力系统左、右两边的弯矩测量值的最小值，i=1,2,3,…第i个测量点时，试验机加力系统单边弯矩的标称值，i=0,1,2,…不加砝码时，由吊挂、托盘、夹具等引入的左、右两边的弯转试验机循环次数计数器显示的转数转转速表显示的转数3表1(续)符号单位%第i个测量点时，试验机加力系统左、右两边的弯矩测量值的重复性，i=1,2,3,…℃试验机温度测量系统指示装置显示的温度℃热电偶测得的相应温度算术平均值%试验机加力系统左、右力臂长度相对误差%试验机加力系统的初始弯矩(不加砝码时的弯矩)占试验机最大弯矩的百分比%第i个测量点时，试验机左、右两边弯矩示值相对误差，i=1,2,3,…%循环次数计数器的示值误差℃温度测量系统第i个温度测量点的示值误差4.2结构注：加温系统仅用于高温旋转弯曲疲劳试验机。5.1计量单位试验机应采用法定计量单位。力值的单位采用牛[顿](符号：N)及其单位；弯矩的单位采用牛[顿]米(符号：Nm)及其倍数或分数单位；长度的单位采用——制造计量器具许可证的标志和编号(试验样机应预留位置);——计量器具型式批准标志和编号(试验样机应预留位置，本项不是强制性规定);——产品合格印、证(此项可与试验机本体分开设置)。45.2.2计量器具标识的内容包括：5.3申请单位应提交的技术资料和试验样机5.3.1申请单位应提交的技术资料如下： ——产品标准(含检测方法);——制造单位或技术机构所做的试验报告。5.3.2试验样机按单一产品申请的，样机数量为(1～3)台；按系列产品申请的，每个系列产品中抽取三分之一具有代表性的规格产品(由承担试验的技术机构根据申请单位提供的技术资料确定，原则上应包括该系列产品中标称弯矩最大和最小、试验温度最高和最低的几种规格);每种规格的样机数量，按单一产品的原则执行。若按以上原则，抽样数量太多时，可适当减少样机数量。在技术机构的实验室安装、试验有困难的，可由技术机构提出，经委托的政府计量行政部门同意后，技术机构可以派技术人员到申请单位的生产现场或者使用现场进行6计量要求6.1加力系统6.1.1一般性能6.1.1.1试验机机架应具有足够的刚性和试验空间，应能方便地进行各种试验，并要便于试样、试样夹持装置和试验机附件的装卸以及校准装置的安装与使用。6.1.1.2试验机的夹头与弯矩施加机构等应标明相应的编号或记号，附件应齐全，且无影响技术性能的缺陷。6.1.1.3试验机的加荷过程应平稳而无冲击，从开机至达到额定转速的过程中不应出6.1.1.4试验机可移动部件动作应灵活，各紧固件在试验中应无松动。试验机应水平安装在稳固的基础上，其机座安装水平度不应超过0.5/1000,具有6.1.3试样夹持装置6.1.3.1左右主轴同轴度5夹持在左右夹头中间的校验棒，静态径向跳动量不超过0.02mm。6.1.3.2左右夹头高度差夹紧试样时，左右夹头的高度差不应超过0.1mm。6.1.3.3主轴箱动态径向跳动量试验机夹紧试样(不加砝码)运转时，主轴箱施力部位的动态径向跳动量不应超过夹头应保证夹持可靠，在夹持部分的全长内应均匀地夹紧试样，并应能对试样施加试验机的最大力。在卸除力后，夹头各部位应无损伤。6.1.4弯矩施加机构试验机弯矩施加机构的力臂长度相对误差的最大允许值为±0.3%。6.1.4.2砝码试验机配用砝码的质量相对误差的最大允许值为±0.1%。6.1.4.3初始弯矩试验机的初始弯矩应尽可能小，初始弯矩不应大于试验机最大弯矩的10%。6.1.4.4弯矩示值重复性从试验机最大弯矩的10%至试验机最大弯矩，在此范围内的弯矩示值重复性不应6.1.4.5弯矩示值相对误差从试验机最大弯矩的10%至试验机最大弯矩，在此范围内的弯矩示值相对误差的最大允许值为±1%。6.1.4.6左右弯矩相对误差施加于左右两边的弯矩应相等，其相对误差的最大允许值为单边弯矩标称值的6.2驱动系统6.2.1一般性能6.2.1.1试验机驱动电机在启动及运转过程中应平稳而无冲击，并能够达到额定转速。6.2.1.2电机与加力系统之间的连杆与夹槽之间配合应良好且活动灵活。试验机最高转速一般不低于3000r/min。6.2.3主轴箱表面温升试验机在工作过程中，主轴箱表面温升不应超过30℃。6.3循环次数计数器6.3.1.容量试验机配置的循环次数计数器容量不应低于9×10*次。6.3.2示值误差6计数器的示值误差的最大允许值为±1%。6.3.3功能试验过程中，计数器工作应连续、可靠。在预置循环次数的工作状态下，当循环次数达到预置的规定值时，试验机应自动停机。试样破断后应立即停止计数，并保留其所计的循环次数。6.4加温系统6.4.1一般性能试验机高温炉应有足够的空间并方便试样的拆装，试样工作部分应在炉膛长度内。6.4.2温度控制系统6.4.2.1温度控制系统的温度波动应符合表2的规定。6.4.2.2试验机高温炉隔热性能应良好，在试样工作部分的炉膛内温度差不应大于6.4.2.3在环境温度发生变化时，温度控制应能稳定在±1℃。6.4.2.4温度仪表的最低分辨力为0.5℃。6.4.2.5温度仪表的温度示值误差的最大允许值为±1℃。试验温度t℃℃7通用技术要求7.1外观质量试验机的外观质量应符合GB/T2611—2007中第10章的规定。7.2性能7.2.1试验机可移动部件(如夹头、砝码吊挂机构等)应动作灵活且能良好定位。7.2.2试验机各紧固件在试验中不应松动。7.2.3试验机各开关、旋钮，全部监控、报警、安全停机装置等应动作灵敏、可靠。7.3安全保护装置试验过程中当试样断裂后，试验机应自动停机或按设定模式返回后停机。7.4电气设备7.4.1电器设备应安全可靠无漏电现象，其电源线与机壳间绝缘电阻应大于2MΩ。7.4.2在动力电路导线和保护联结电路之间施加最大试验电压1s时间，不应出现击穿放电现象。7试验机工作时噪声声级不应超过75dB(A计权网络)。7.6耐运输颠簸性能试验机在包装条件下，应能承受运输颠簸试验而无损坏。试验后，试验机不经调修(不包括操作程序准许的正常调整),仍应符合本大纲的全部计量要求和通用技术要求。7.7装配及机械安全试验机的装配质量及机械安全等，应符合GB/T2611—2007中第4章的规定。8型式评价检测项目试验机的型式评价项目见表3。序号项目类别型式评价项目项目属性1观察项目法制管理要求主要单项2准确度要求主要单项3计量法制标志和计量器具标识主要单项4提交的技术资料和试验样机主要单项5试验项目计量要求加力系统一般性能非主要单项6安装非主要单项7主要单项8力加载机构力臂主要单项砝码主要单项初始弯矩主要单项弯矩示值重复性主要单项弯矩示值相对误差主要单项左右弯矩相对误差主要单项9驱动系统一般性能主要单项驱动电机额定转速主要单项主轴箱表面温升主要单项循环次数计数器容量主要单项示值误差主要单项功能主要单项加温系统一般性能主要单项温度控制系统主要单项8表3(续)序号项目类别型式评价项目项目属性试验项目通用技术要求外观质量外观质量主要单项性能性能主要单项安全保护装置安全保护装置主要单项电气设备绝缘电阻主要单项耐电压主要单项噪声噪声主要单项耐运输颠簸性能耐运输颠簸性能主要单项装配及机械安全装配及机械安全非主要单项注1:如果某种规格的试验样机体积或重量较大，不易进行耐运输颠簸性能试验时，可选择同一系列其他规格体积或重量较小的试验样机进行试验，试验结果适用于该规格试验样机。注2:“计量要求”中的试验项目可根据出厂技术要求确定。9.1.1室温在10℃~30℃范围内。9.1.2相对湿度不大于80%。9.1.4电源电压的变化在额定电压的±10%以内。b)同轴度检验用校验棒3根，其技术要求见表4。e)天平(质量测量最大允许相对误差为1×10-')。f)准确度等级不低于0.3级的标准测力仪(配合专用检具使用)。h)带计数功能的转速表(转速和计数测量最大允许相对误差为1×10~3)。i)测温系统(热电偶及温度采集系统)。温度大于900℃时，测量最大允许误差为±1.5℃。j)准确度等级不低于10级的绝缘电阻测量仪。1)2级声级计(A计权网络)。9表4同轴度校验棒技术要求序号直径长度表面粗糙度R.同轴度硬度1239.3.1.1在试验机上安装一个试样(规格尺寸应符合GB/T4337—2008中第6章的规定，且在试验机施加最大弯矩工作时，试样上的应力应小于其耐久极限应力),然后对试样施加弯矩直至试验机的最大弯矩再卸除，在加、卸弯矩的过程中目测检查6.1.1、6.1.3.4和6.2.1.2,其结果应满足要求。9.3.1.2观察试验机的安装状态，并用水平仪按6.1.2的要求进行检测，其结果应满a)按图2所示，将校验棒夹在两夹头中间，空载状态下，用手转动主轴，记录百分表在校验棒l=100mm长度上的左、中、右3个位置处的径向跳动量；图2左右主轴同轴度检测示意图b)调换夹头并改变校验棒与主轴的相对位置，测量位置数不小于5个，按c)测得的径向跳动量的所有结果中，应有不少于70%的数值满足6.1.3.1的9.3.1.4按图2所示，将校验棒夹在两夹头中间，空载状态下，不转动主轴，记录百分表在校验棒左右两端最高点的示值差，应满足6.1.3.2的要求。9.3.1.5按图3所示，将校验棒夹在两夹头中间，不加砝码，使试验机在最低和最高转速下运转，用百分表在主轴箱施力部位上方测其径向跳动量，应满足6.1.3.3的1一百分表；2—左主轴施力部位；3—右主轴施力部位；4—试样9.3.1.6用千分尺或工具显微镜分别测量左、右力臂的实际长度，测量次数不少于3次，其与标称值的偏差均应满足6.1.4.1的要求。左、右力臂长度相对误差分别按公式(1)和公式(2)进行计算。9.3.1.7用天平对试验机配用的全部砝码的质量进行称量，砝码质量与标称值的偏差，均应满足6.1.4.2的要求。9.3.1.8用标准测力仪按下述方法对试验机的弯矩进行检测，相应计量性能应满足6.1.4.3～6.1.4.6的要求：a)打开软轴或连轴节(不开电机),安装测力支架及标准测力仪。将主轴与加力杠杆均调至水平。b)从试验机初始弯矩开始，直至最大弯矩，尽量均匀分布，选择不少于5个测量点，每次施加弯矩后，应将主轴与加力杠杆均调至水平。c)先将右主轴调至水平，读取标准测力仪指示的左主轴处力值。再将左主轴调至水平，读取标准测力仪指示的右主轴处力值。每个力值点测量次数均不应少于3次。d)分别按公式(3)～公式(10)对初始弯矩、弯矩示值重复性、弯矩示值相对误差和左右弯矩相对误差进行计算。9.3.2驱动系统的检测9.3.2.1启动试验机驱动电机，逐渐提高驱动电机转速，通过标准转速表检测电机输出轴的转速，其结果应满足6.2.1.1及6.2.2的要求。9.3.2.2试验机在最大弯矩和最高转速的条件下，选用一个合适的试样进行破断试验。分别用表面温度计测量试验机开始运转和连续运转2h或试验刚破断时主轴箱的表面温度，其结果应满足6.2.3的要求。9.3.3循环次数计数器的检测9.3.3.1试验机在最大弯矩和最高转速的条件下，选用一个合适的试样进行破断试验。观测检查循环次数计数器的工作情况，其结果应满足6.3.1、6.3.3和7.3的要求。9.3.3.2用标准转速表的计数功能，对循环次数计数器的计数误差进行检测，其结果应满足6.3.2的要求。a)选用一个合适的试样，并在最大弯矩和最高转速的试验条件下进行循环试验，循环次数不小于3000次。b)当试验机达到设定的循环次数并自动停止旋转时，分别读取试验机循环次数计数器和转速表显示的转数，按公式(11)计算试验机计数器示值误差。9.3.4加温系统的检测9.3.4.1将试样安装在夹具上，闭合高温炉，目测检查6.4.1并应满足要求。9.3.4.2将热电偶工作端紧密捆绑于试样表面，用温度测量装置检测高温炉内的温度波动和温度差。9.3.4.3在试验机的工作温度范围内选择低、中、高3个温度测量点，在试样标距中心位置进行温度测量。每次温度控制器跳开后迅速记录时间和温度，由于热惯性的影响，需继续测量和记录至温度上升(或下降)到最高(或最低)为止。其结果应满足6.4.2.1的要求。9.3.4.4在试验机的工作温度范围内选择低、中、高三个温度测量点，在试样两端及中心位置同步进行温度测量，其结果应满足6.4.2.2的要求。9.3.4.5在进行9.3.4.3～9.3.4.4的测量过程中，当外部环境温度变化时，目测检查高温炉温度仪表的示值，并应满足6.4.2.3的要求。9.3.4.6目测检查温度显示器的分辨力，并应满足6.4.2.4的要求。9.3.4.7在试验机的工作温度范围内选择低、中、高3个温度测量点，在试样两端进行温度测量。对每个温度点的检测时间不应少于2h,每隔(10～30)min记录一次温度测量装置的读数。对各个温度点，分别按公式(12)计算温度测量系统的示值误差，其结果应满足6.4.2.5的要求。9.3.5外观及性能的检测9.3.5.1在试验机停机和运行过程中分别对7.1、7.2.1、7.2.2和7.2.3进行目测检查，并应满足要求。9.3.5.2试验机在最大弯矩和最高转速的条件下，选用一个合适的试样(在试验机施加最大弯矩工作时，试样上的应力应小于其耐久极限应力)进行疲劳试验。设定连续旋转周数不少于1×10’,目测检查试验机的运行情况，其结果应满足7.2.4的要求。9.3.6电气设备的检测9.3.6.1绝缘电阻试验使用绝缘电阻测试仪检测试验机电气设备的绝缘电阻，检测方法如下：在动力电路导线和保护联结电路(如机壳)间施加500V直流电压时测得的绝缘电阻，应满足7.4.1的要求。绝缘电阻的检测可以在整台电气设备的单独部件上进行。9.3.6.2耐电压试验使用耐电压测试仪对试验机的电气设备进行耐电压试验，试验方法如下：在动力电路导线和保护联结电路(如机壳)之间施加最大试验电压(1000V,标称频率为50Hz或60Hz),施加时间近似1s,试验结果应满足7.4.2的要求。9.3.7噪声的检测用声级计按下述方法对7.5规定的项目进行检测，其结果应满足要求：9.3.7.1测量并记录背景(环境)噪声。9.3.7.2安装一根合适的试样，启动试验机，在不小于80%最大弯矩和不低于80%最大转速的条件下进行循环力试验。9.3.7.3将声级计的传声器面向声源水平放置，距试验机1.0m,距地面高度1.5m,绕试验机四周测量不应少于6点，6个测量点测得的最大值Lg,mx应满足7.5的要求。9.3.7.4背景(环境)噪声Lm的值应比试验机噪声Lpi,max声级至少低10dB。若相差小于3dB,则测量结果无效。若相差3dB～10dB时，应根据表5选取相应修正值并按公式(13)进行修正。3L321试验机噪声按公式(13)计算：9.3.8耐运输颠簸性能的检测试验方法：将试验机的包装件装到载重量不小于4