目次

前言

1 范圍

2 規范性引用文件

3 術語和定義、符號

4 可靠性指標

5 試驗方法

6 可靠性驗證試驗方案及試驗程序

7 試驗記錄與試驗報告

附錄A(資料性附錄) 推薦的機床電器元件可靠性試驗報告

前言

本指導性技術文件代替GB/T10962-1989《機床電器可靠性通則》，本指導性技術文件與GB/T10962-1989相比主要變化如下：

——“1 范圍”中明確了本指導性技術文件適用于機床用接觸器式繼電器、機床用接觸器、機床用行程開關、機床用按鈕等帶有觸頭的機床電器元件；

——將原標準中“4 分類和特性參數”和“5 技術要求”改為“4 可靠性指標”；

——將原標準試驗方法的序號6改為5，刪除了原標準試驗方法中與可靠性無關的內容，增加了試品的檢測與失效判據等內容；

——刪除了原標準中與可靠性無關的“7 檢驗規則”和“8 制造廠提供的文件、資料”及“附錄A”等內容，增加了“6 可靠性驗證試驗方案及試驗程序”和“7 試驗記錄與試驗報告”等內容。

本指導性技術文件的附錄A為資料性附錄。

本指導性技術文件由中國電器工業協會提出。

本指導性技術文件由全國低壓電器標準化技術委員會(SAC/TC 189)歸口。

本指導性技術文件負責起草單位：河北工業大學、上海電器科學研究所(集團)有限公司。

本指導性技術文件主要起草人：陸儉國、季慧玉、蘇秀蘋、陳曉東。

本指導性技術文件所代替標準的歷次版本發布情況為：

——GB/T 10962-1989。

1 范圍

本指導性技術文件規定了機床電器元件(簡稱機床電器)的可靠性指標及可靠性驗證試驗的一般要求和方法，包括機床電器元件的可靠性等級、試驗方法、可靠性驗證試驗方案及試驗程序等。

本指導性技術文件適用于機床用接觸器式繼電器、機床用接觸器、機床用行程開關、機床用按鈕等帶有觸頭的機床電器元件，也可供機床用微動開關等其他帶有觸頭的機床電器元件進行可靠性驗證試驗時參照使用。

2 規范性引用文件

下列文件中的條款通過本指導性技術文件的引用而成為本指導性技術文件的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內容)或修訂版均不適用于本指導性技術文件，然而，鼓勵根據本指導性技術文件達成協議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本指導性技術文件。

GB/T 2900.18-2008 電工術語 低壓電器

GB/T 3187-1994 可靠性、維修性術語(idt IEC 60191-1：1991)

GB/T 5080(所有部分) 設備可靠性試驗(idt IEC 60605)

GB 14048.1-2006 低壓開關設備和控制設備 總則(IEC 60947-1：2001，MOD)

GB14048.4-2003 低壓開關設備和控制設備 機電式接觸器和電動機控制器(IEC 60947-4-1：2000，IDT)

GB 14048.5-2008 低壓開關設備和控制設備 第5-1部分：控制電路電器和開關元件 機電式控制電路電器(IEC 60947-5-1：2003，MOD)

GB 14048.6-1998 低壓開關設備和控制設備 接觸器和電動機起動器 第2部分：交流半導體電動機控制器和起動器(idt IEC 60947-4-2：1995)，附正件1：1997

GB/T 19334-2003 低壓開關設備和控制設備的尺寸 在成套開關設備和控制設備中作電器機械支承的標準安裝軌(IEC 60715：1981，IDT)

3 術語和定義、符號

3.1 術語和定義

GB/T 2900.18-2008、GB/T 3187-1994、GB/T 5080、GB 14048.1-2006、GB 14048.4-2003、

GB 14048.5-2008和GB 14048.6-1998中確立的有關術語和定義適用于本指導性技術文件。

本指導性技術文件中，有關可靠性量值的“時間”單位，可用“次數”替代。

3.2 符號

Ac——合格判定數(允許失效數)；

n——試品數；

r——相關失效數；

rc——截尾失效數(rc=Ac+1)；

T——累積相關試驗時間；

Tc——截尾時間(全部試品要達到的試驗總時間)；

tz——(單臺試品)試驗截止時間；

Uf——觸頭分斷時觸點間的電壓；

Uj——觸頭接通時其兩引出端間的電壓降；

λ——失效率；

λmax——規定失效率等級的最大失效率。

4 可靠性指標

機床電器元件采用失效率λ為其可靠性特征量，并按其最大失效率的數值分為亞四級、四級、亞五級、五級、亞六級、六級、亞七級和七級等八個失效率等級。失效率等級的名稱、符號和最大失效率列于表1。

表1 失效率等級名稱、符號和最大失效率

5 試驗方法

5.1 試驗條件

5.1.1 環境條件

試驗在GB 14048.1-2006規定的正常使用條件下進行：

——溫度：－5℃~+40℃，且24 h內的平均溫度不超過+35℃；

——相對濕度：最高溫度為+40℃，空氣的相對濕度不超過50%，在較低溫度下可以允許有較高的相對濕度，20℃時可達90%。

或按被試產品標準或技術條件規定的使用環境條件下進行。

5.1.2 安裝條件

a) 試品應按正常使用的位置安裝；

b) 試品應安裝在無顯著搖動和沖擊振動的地方；

c) 試品的安裝面與垂直面的傾斜度應符合產品標準或技術條件的規定；

d) 對于采用安裝軌安裝的機床電器元件，安裝軌應符合GB/T 19334-2003的規定。

5.1.3 試驗電源條件

a) 波形：正弦波，波形畸變因數不大于5%；

b) 頻率：50 Hz或60 Hz，允許偏差為±5%。

5.1.4 觸頭回路條件

a) 為檢測觸頭是否正常工作，可將觸頭接入檢測線路，成為觸頭回路；

b) 觸頭回路的電源可采用直流24 V(或12 V)，也可采用產品標準規定的工作電壓，相應的觸頭回路的電流為1 A(或0.1 A)；

c) 觸頭回路的負載可采用阻性負載；

d) 試驗中，當觸頭接通負載時，觸頭回路電源電壓的波動相對于空載電壓而言應不大于5%。

5.1.5 操作條件

5.1.5.1 操作

具有電磁線圈的機床用接觸器式繼電器、機床用接觸器等機床電器元件試驗時，試品應以輸入激勵量的額定值進行激勵；而對于機床用按鈕、機床用行程開關等機床電器元件則用手或操作機構進行操作。

5.1.5.2 每小時操作循環次數

試驗時試品每小時的操作循環次數不低于產品標準中規定的額定值。為縮短試驗時間，在不影響試品正常動作及不改變試品失效機理的條件下，允許提高每小時操作循環次數。

5.1.5.3 通電持續率

對于機床用接觸器式繼電器、機床用接觸器等機床電器元件的通電持續率應根據產品標準選取，或從下列推薦數值中選取：15%，25%，40%，60%。

5.2 試品的抽取

a) 試品應從穩定的工藝條件下批量生產的并經出廠檢驗合格的產品中隨機抽取；

b) 試品數n由試驗方案決定[見6.2.1中e)項的公式(1)]；

c) 供抽樣的產品應不少于被抽取試品數的10倍。

5.3 試品的檢測

5.3.1 試驗前檢測

試驗前先對試品進行檢測，檢查試品的零部件有無損壞、變形、斷裂等，剔除零部件損壞、變形、斷裂者，并按規定補足試品數，剔除掉的試品不計入相關失效數r內。

5.3.2 試驗中檢測

試驗中，應對試品的觸頭在每次操作循環的“接通”期的40%時間內與“分斷”期的40%時間內，監測觸頭接通時其兩引出端間的電壓降與觸頭分斷時觸點間的電壓。

試驗中不允許對試品進行清理和調整。

對于機床用接觸器式繼電器、機床用接觸器等機床電器元件，試驗中當某試品出現下列任一種情況時，即認為該試品失效。

a) 觸頭接通時其兩引出端間的電壓降Uj超過觸頭回路電源電壓的10%，即2.4 V(或1.2 V)；

b) 觸頭分斷時觸頭間的電壓Uf低于觸頭回路開路電壓的90%，即21.6 V(或10.8 V)；

c) 線圈通電時不吸合；

d) 線圈斷電后不釋放；

e) 零部件有破壞性損壞，零部件松動；

f) 機械運動阻滯、卡死；

g) 有明顯的噪聲(噪音是因為短路環、鐵芯等損壞性故障引起的)；

h) 觸頭發生熔焊或其他形式的粘接。

對于機床用按鈕、機床用行程開關等機床電器元件，試驗中當某試品出現下列任一種情況時，即認為該試品失效。

a) 觸頭接通時其兩引出端間的電壓降Uj超過觸頭回路電源電壓的10%，即2.4 V(或1.2 V)；

b) 觸頭分斷時觸頭間的電壓Uf低于觸頭回路開路電壓的90%，即21.6 V(或10.8 V)；

c) 零部件有破壞性損壞，零部件松動；

d) 機械運動阻滯、不靈活、其可動部分卡住或停留在中間位置；

e) 觸頭發生熔焊或其他形式的粘接。

5.3.3 試驗后檢測

對于機床用接觸器式繼電器、機床用接觸器等機床電器元件，在試驗后應檢測下列項目：

a) 零部件有無破損、斷裂；

b) 吸合電壓；

c) 釋放電壓。

對于機床用按鈕、機床用行程開關等機床電器元件，在試驗后僅需檢查零部件有無破損、斷裂。

試品在試驗后檢測中，任一項目的檢測結果不符合產品標準的規定，即認為該試品失效。其失效時間按試驗結束時的循環次數計算，失效數為1。

5.4 試驗裝置

應采用合適的可靠性試驗裝置，它應滿足以下要求：

a) 能實現逐次監測；

b) 當試品失效時，試驗裝置應具有自動停機、記錄失效試品編號及失效時間(失效發生時的試驗次數)及記錄輸出功能。

推薦采用微機進行控制、檢測的可靠性試驗裝置，也可采用其他合適的試驗裝置。

6 可靠性驗證試驗方案及試驗程序

6.1 可靠性驗證試驗方案

機床電器元件的可靠性驗證試驗又可稱為失效率試驗，失效率試驗分為失效率定級試驗，維持試驗和升級試驗。定級試驗是指首次確定產品的失效率等級而進行的試驗，或在某一失效率等級的維持試驗或升級試驗失敗后，對產品重新確定其失效等級而進行的試驗；維持試驗是指為證明產品的失效率等級仍不低于定級試驗或升級試驗后所確定的失效率等級而進行的試驗；升級試驗是指為證明產品的失效率等級比原定的失效率等級更高而進行的試驗。

定級試驗和升級試驗的試驗方案見表2(置信度即置信水平為0.9)；維持試驗的試驗方案見表3(置信度為0.6)。

表2 定級試驗和升級試驗方案

表3 維持試驗方案

6.2 可靠性驗證試驗的程序

6.2.1 定級試驗

定級試驗按下列程序進行：

a) 選定失效率等級，首次定級試驗一般應選失效率等級為四級、亞五級或五級；

b) 選定允許失效數Ac和截尾失效數rc(rc=Ac+1)，推薦在2~5的范圍內選擇Ac，不推薦選擇Ac=0；

c) 根據選定的失效率等級和Ac，由表2查出截尾時間Tc；

d) 選定試品的試驗截止時間tz，tz一般不應低于105次；

e) 根據Tc、Ac及tz，由式(1)確定試品數n(用進一法取整)：

應注意，試品數n一般不得小于10；

f) 按5.2的規定隨機抽取n個試品；

g) 按5.3的規定進行試驗檢測及判斷試品是否失效；

h) 統計相關失效數r及各失效試品的相關試驗時間(失效時間)；

i) 統計累積相關試驗時間T；

j) 試驗結果判定：

當累積相關試驗時間T達到或超過了截尾時間Tc，而相關失效數r未達到截尾失效數rc(即r≤Ac)，則判為試驗合格(接收)，當累積相關試驗時間T未達到截尾時間Tc，而相關失效數r達到了截尾失效數rc(即r＞Ac)，則判為試驗不合格(拒收)。

6.2.2 維持試驗

定級試驗合格的產品，可按表3中規定的維持周期進行該等級的維持試驗，維持試驗按下列程序進行：

a) 選定允許失效數Ac；

b) 根據產品已試驗合格的失效率等級及選定的允許失效數，由表3查出截尾時間Tc；

c) 選定試品的試驗截止時間tz[同6.2.1中d)項]；

d) 確定試品數n[同6.2.1中e)項的式(1)]；

e) 抽取試品[同6.2.1中f)項]；

f) 按5.3的規定進行試驗檢測及判斷試品是否失效；

g) 統計相關失效數r及各失效試品的相關試驗時間[同6.2.1中b)項]；

h) 統計累積相關試驗時間T；

i) 試驗結果判定[同6.2.1中j)項]；

j) 若維持試驗合格，則應繼續按規定的維持周期進行下一次維持試驗；若維持試驗不合格，則應重新進行定級試驗，以確定其失效率等級；

k) 重新確定失效率等級時，應將該產品從首次定級試驗起的全部試驗數據(包括維持試驗不合格的數據)進行累積，根據累積的相關失效數及累積的相關試驗時間由表2確定產品的失效率等級。

6.2.3 升級試驗

定級試驗合格的產品可繼續進行升級試驗。升級試驗的數據可從定級試驗和維持試驗的試品進行延長試驗以及為升級試驗投入的試品進行試驗得出。升級試驗按下列程序進行：

a) 選定待升的失效率等級(一般比原定的等級高一級)；

b) 選定允許失效數Ac；

c) 根據選定的失效率等級及允許失效數，由表2查出截尾時間Tc；

d) 根據Tc確定延長試驗的時間以及為升級試驗投入的試品數和試驗時間；

e) 抽取試品[同6.2.1中f)項]；

f) 按5.3的規定進行試驗檢測及判斷失效；

g) 統計相關失效數r及累積相關試驗時間T；

h) 試驗結果判定[同6.2.1中j)項]；

i) 若升級試驗合格，則應按規定的維持周期進行該等級的維持試驗；若升級試驗不合格，則應重新進行定級試驗，以確定其失效率等級；

j) 重新確定失效率等級時，應將該產品的全部試驗數據進行累積，根據累積的相關失效數及累積的相關試驗時間由表2確定產品的失效率等級。

7 試驗記錄與試驗報告

7.1 試驗記錄

每臺試品都要有試驗記錄，并按失效時間先后順序將失效試品進行試驗數據登記，記錄內容為：

a) 試品名稱、型號、規格；

b) 制造單位；

c) 試品制造日期；

d) 試驗日期及試品數；

e) 試驗條件；

f) 失效試品編號，失效時間及失效現象；

g) 失效分析與判斷；

h) 試驗人員。

7.2 試驗報告

試驗報告應寫明試驗依據和要求，失效試品編號，失效時間及失效原因，作出試驗是否合格的判定(見附錄A)。

附錄A

(資料性附錄)

推薦的機床電器元件可靠性試驗報告

推薦的機床用接觸器式繼電器可靠性試驗報告見表A.1。

表A.1 機床用接觸器式繼電器可靠性試驗報告 文檔編號：

推薦的機床用接觸器可靠性試驗報告見表A.2

表A.2 機床用接觸器可靠性試驗報告 文檔編號：

推薦的機床用按鈕可靠性試驗報告見表A.3。

表A.3 機床用按鈕可靠性試驗報告 文檔編號：

推薦的機床用行程開關可靠性試驗報告見表A.4。

表A.4 機床用行程開關可靠性試驗報告 文檔編號：