(高清版)GB∕T 38206.3-2019 气动元件可靠性评估方法 第3部分：带活塞杆的气缸VIP

ICS23.100.01GB/T38206.3—2019气动元件可靠性评估方法第3部分：带活塞杆的气缸Part3:Cylinderswithpistonrodreliabilitybytesting—Part3:Cylinderswithpistonrod,MOD]国家市场监督管理总局中国国家标准化管理委员会GB/T38206.3—2019 I Ⅱ 2规范性引用文件 3术语和定义 4符号与单位 2 6 7 910测试报告 911标注说明 9附录A(资料性附录)侧向负载质量的计算方法和相关尺寸 附录B(资料性附录)测试数据表 IGB/T38206.3—2019GB/T38206《气动元件可靠性评估方法》分为5个部分：——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；本部分为GB/T38206的第3部分。本部分按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本部分使用重新起草法修改采用ISO19973-3:2015《气压传动元件可靠性的试验评价第3部本部分与ISO19973-3:2015的技术性差异及其原因如下：——在范围中，删除了关于气缸寿命表示方法的说明(见第1章);●用等同采用国际标准的GB/T786.1代替ISO1219-1(见第4章);●用等同采用国际标准的GB/T2900.13代替IEC60050-191(见第3章);●用等同采用国际标准的GB/T17446代替ISO5598(见第3章);●用修改采用国际标准的GB/T38206.1—2019代替ISO19973-1(见第3章和6.1等)。——修改了图1,增加了编号9和关于消声器的说明(见图1)。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3部分：带活塞杆的气缸》;——删除了ISO19973-3:2015中表4括号内的单位bar及括号内数值。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。ⅡGB/T38206.3—2019是各种类型机器和设备的重要组成部分。高效、经济的生产需要高度可靠的机器设备。本部分用于提生产者有必要了解其设备中气动系统元件的可靠性。元件的可靠性可由实验室试验确定，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、备件库存以及今后改进等方面作出决定。在确定元件可靠性方面有三个基本层次：a)初步设计分析：有限元分析(FEA)、失效模式与后果分析(FMEA);b)实验室试验和建立可靠性模型每一层次在元件寿命期内各有其应用。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。在得到元件样品时，可在实验室进行可靠性试验并能确定初始可靠性。可靠性试验作为对元件可靠性的持续评价常延续到初期生产中，且贯穿其生产的整个过程。在1GB/T38206.3—2019气动元件可靠性评估方法第3部分：带活塞杆的气缸GB/T38206的本部分规定了评估带活塞杆的气缸(包括单作用和双作用)可靠性的试验设备、试本部分适用于遵照GB/T8102、GB/T28781、GB/T32336或JB/T7377的带活塞杆的气缸；但是，对于虽未遵照这些国家标准和行业标准但在相同运行条件范围内使用的带活塞杆的气缸，可按照本部分表1和表2中确定的等级之一进行试验。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GB/T786.1流体传动系统及元件图形符号和回路图第1部分：用于常规用途和数据处理的图形符号(GB/T786.1—2009,ISO1219-1:2006,IDT)GB/T2900.13电工术语可信性与服务质量(GB/T2900.13—2008,IEC60050-191:1990,IDT)GB/T17446流体传动系统及元件词汇(GB/T17446—2012,ISO5598:2008,IDT)GB/T23252—2009气缸成品检验及验收(ISO10099:2001,IDT)GB/T38206.1—2019气动元件可靠性评估方法第1部分：一般程序(ISO19973-1:2015,MOD)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/T17446和GB/T38206.1界定的术语和定义适用于本文件。4符号与单位计量单位应符合ISO80000-1的规定，图形符号应符合GB/T786.1的规定。5试验设备5.1典型的试验设备包括气源、换向阀以及调速用可调节流阀。试验回路图见图1。图1所示的基本回路，未包括必要的安全装置。负责测试的人员务必充分考虑人身与设备的安全。2GB/T38206.3—20195.2被测气缸应水平安装并可靠固定以减少振动。被测气缸可采用一个伸出而另一个缩回的运动形式。6.1一般试验条件所有被测气缸应按照GB/T23252—2009验收合格。一般试验条件应符合GB/T38206.1的规定。6.2初始条件被测气缸泄漏量不应超过GB/T23252—2009表1规定的值。6.3耐久性试验条件被测气缸应水平安装。6.3.2.1对于单作用气缸不应施加侧向负载。试验结果只与试验行程相关。3GB/T38206.3—2019a)侧向负载应施加在活塞杆轴肩接近理论参考点(TRP)位置[见图2a]]。此为首选安装类型。b)侧向负载质量和从理论参考点至侧向负载重心的距离应符合表1的规定。c)当需要安装锁紧螺母时，侧向负载到TRP可留安装间隙为LN(见图2b)]。同时，距离LT应符合表1的规定。IMIMLM/2TTRP表1侧向负载质量和从理论参考点至侧向负载重心的距离缸径mm侧向负载Hmm等级1-轻型等级2-中等等级3-重型84GB/T38206.3—2019缸径mm侧向负载mm等级1-轻型等级2-中等等级3-重型23±0.534695±0.5(大)一档缸径32mm选择负载。被测气缸的行程应符合表2的规定，若不符合，则按气缸的实际行程测试，计算侧向负载质量与被测气缸行程关系的方法参见附录A。表2被测气缸行程缸径行程mm等级1(GB/T28781)等级2(GB/T8102)等级3(GB/T32336或JB/T7377)双作用单作用双作用单作用双作用85GB/T38206.3—2019缸径mm行程mm等级1(GB/T28781)等级2(GB/T8102)等级3(GB/T32336或JB/T7377)双作用单作用双作用单作用双作用6.3.4测试运行时间应按照图3验证气缸往复两个方向的工作行程时间。被测气缸工作行程时间(trsr)的设置应少于控制阀半工作周期时间(trcr)。测试停顿时间(t,)应少于半工作周期的20%,但应大于0。如式(1):对于无缓冲气缸，可用式(2)计算半工作周期时间。对于有缓冲气缸，可用式(3)计算半工作周期时间。 (1) (2) (3)气缸的行程用S表示，平均行程速度用Vm表示。计算半工作周期时间应包含停顿时间。作为参考，所有气缸的平均行程速度Vm宜为(500±250)mm/s。无缓冲气缸宜设置在较低的速度。最大测试频的确定应符合GB/T38206.1的规定。6GB/T38206.3—2019V——控制阀信号；t.测试停顿时间；ta——延迟时间。图3测试行程时间波形6.4运行调整6.4.2在循环开始时，运行被测气缸以确保测试行程时间不超过6.3.4规定的要求。应充分考虑为防止行程末端冲击加装的各种可调缓冲设备对测试行程时间的影响。7试验程序7.1过程检查和测量a)按照7.2.1的规定进行功能检查；b)按照7.2.2的规定测量泄漏；c)按照7.2.3的规定测量最小工作压力；7GB/T38206.3—2019d)按照7.2.4的规定测量测试行程时间。7.1.2按照GB/T38206.1的规定确定测试间隔。7.2检查和测量的类型范围气缸和控制阀是否正常运行。7.2.3最小工作压力测量(用于双作用气缸)应按照6.3.2.2施加侧向负载，以确定被测气缸循环运行5～10次后的最小工作压力。逐渐增加被测气缸的压力直至气缸作双向平稳运动。记录达到此状态时的压力作为最小工作压力。7.2.4测试行程时间测量被测气缸应在半测试周期时间内在任一方向上到达末端位置。当切换换向阀时记录被测气缸是否到达末端位置。由于特殊设计结构(孔、摩擦等),气缸未在半测试周期时间内到达任一末端位置，应在测试报告中和气缸样本数据中注明偏离测试条件。8失效模式和阈值被测气缸如果超出8.2～8.5所规定的任何一项阈值或出现灾变故障时，则应认作已失效。应按照GB/T38206.1的规定确定终止寿命测试。8.2功能性失效被测气缸如果不能满足7.2.1中规定的功能，则应认作已失效。8.3泄漏造成的失效按照7.2.2测量气缸泄漏量，如果超过表3规定的泄漏阈值，被测气缸应认作已失效。气缸泄漏量阈值的确定见GB/T38206.1—2019中的附录C。缸径mm最大泄漏量88GB/T38206.3—2019表3(续)缸径最大泄漏量注：阈值在行程两方向均有效，若被测气缸的缸径未在本表中列出，缸径选择最接近的下(大)一档，例如被测气缸缸径为28mm,则按下(大)一档缸径32mm选择最大泄漏量。缸径最小工作压力89GB/T38206.3—2019表4(续)缸径最小工作压力注：阈值在行程两方向均有效。若被测气缸的缸径未在本表中列出，缸径选择最接近的下(大)一档，例如被测气缸缸径为28mm,则按下(大)一档缸径32mm选择最小工作压力。8.6其他说明9数据分析试验数据应按照GB/T38206.1分析。测试数据表参见附录B。GB/T38206.3—2019(资料性附录)侧向负载质量的计算方法和相关尺寸若测试实验室或气缸制造商采用非本部分指定的测试行程，本附录提供了计算侧向负载质量以及侧向负载的相关尺寸和位置的方法。A.2符号本附录符号见表A.1。表A.1符号一览表符号说明SI单位和值AL活塞直径或气缸内径mmd圆形侧向负载的直径mmg重力加速度9.81m/s²符合GB/T32336的气缸长度mm侧向负载的纵向长度mm锁紧螺母可选空间mm理论参考点到重心之间的距离mmm侧向负载质量M侧向负载产生的力矩S气缸行程mmw方形侧向负载的宽度mmWF符合GB/T8102的气缸缸体到TRP之间的距离mmWH符合GB/T28781或GB/T32336的气缸缸体到TRP之间的距离mm符合GB/T8102气缸的支承轴心线到TRP之间的距离mm符合GB/T28781气缸的长度mmp侧向负载材料密度kg/dm³A.3侧向负载的相关计算A.3.1通用根据气缸的类型，基于各自的标准，使用式(A.1)、式(A.2)或式(A.3)来确定侧向负载。GB/T38206.3—2019符合GB/T28781的气缸基本尺寸，见图A.1。图A.1符合GB/T28781的气缸基本尺寸A.3.2.2力矩的计算力矩的计算按式(A.1):符合GB/T28781的气缸的力矩计算结果见表A.2。表A.2符合GB/T28781的气缸的力矩计算结果ALSWHMmmmmmmmm667788A.3.2.3负载计算测试实验室应确定行程SA.3.3.1基本尺寸和LT,使用式(A.2)计算负载：符合GB/T8102的气缸基本尺寸，见图A.2。1——理论参考点。图A.2符合GB/T8102的气缸基本尺寸A.3.3.2力矩的计算力矩的计算按式(A.3):符合GB/T8102的气缸力矩计算结果见表A.3。表A.3符合GB/T8102的气缸力矩计算结果Sm,M8GB/T38206.3—2019SMA.3.3.3负载计算测试实验室应确定行程S、LT和L,使用式(A.4)计算负载：符合GB/T32336的气缸基本尺寸，见图A.3。中bVDSWBGA图A.3符合GB/T32336的气缸基本尺寸A.3.4.2力矩的计算力矩的计算按式(A.5):…………符合GB/T32336的气缸力矩计算结果见表A.4。GB/T38206.3—2019表A.4符合GB/T32336的气缸力矩计算结果SM23469测试实验室应确定行程S和LT,使用式(A.6)计算负载：…………A.4侧向负载质量和相关尺寸A.4.1为简化计算，应使用圆形或方形侧向负载(见图A.4)。图A.4侧向负载的形状A.4.2使用式(A.7)和式(A.8)计算侧向负载质量m、。——圆形侧向负载：…………(A.7)——方形侧向负载：m,=w²·LM·p×10-⁶…………(A.8)p为侧向负载材料密度(见A.4.3)。A.4.3由钢或黄铜材料制成的侧向负载使用以下密度：A.5计算示例A.5.1示例参数对符合GB/T32336缸径32mm和行程250mm的双作用气缸进行测试时应符合本部分。方形侧向负载材料为钢。需考虑锁紧螺母的安装空间。所有参数，见表A.5。表A.5本例中使用的参数、符号和值参数符号值测试扭矩(见表A.4)M行程S尺寸尺寸锁紧螺母安装空间方形测试负载的轴向长度测试负载材料的密度(钢)pA.5.2侧向负载质量m、的计算侧向负载质量m、可使用式(A.9)计算，由式(A.6)转换而来。A.5.3