ГОСТ 30630.1.2-99

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ НА СТОЙКОСТЬ
К МЕХАНИЧЕСКИМ ВНЕШНИМ
ВОЗДЕЙСТВУЮЩИМ ФАКТОРАМ
МАШИН, ПРИБОРОВ И ДРУГИХ
ТЕХНИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ

Испытания на воздействие вибрации

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ
ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ

Минск

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Техническим комитетом по стандартизации ТК 341 «Внешние воздействия»

ВНЕСЕН Госстандартом России

2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол № 15-99 от 28 мая 1999 г.)

За принятие проголосовали:

Наименование государства	Наименование национального органа по стандартизации
Азербайджанская Республика	Азгосстандарт
Республика Армения	Армгосстандарт
Республика Беларусь	Госстандарт Беларуси
Республика Казахстан	Госстандарт Республики Казахстан
Киргизская Республика	Киргизстандарт
Республика Молдова	Молдовастандарт
Российская Федерация	Госстандарт России
Республика Таджикистан	Таджикгосстандарт
Республика Узбекистан	Узгосстандарт

3 Настоящий стандарт соответствует (с дополнениями и уточнениями в соответствии с потребностями экономики страны) международным стандартам:

МЭК 60068-2-6: 1982 Испытания на воздействие внешних факторов. Часть 2. Испытания. Глава 6. Испытание Fc и руководство. Вибрация (синусоидальная).

МЭК 60068-2-64: 1994 Испытания на воздействие внешних факторов. Часть 2. Испытания. Глава 64. Испытание Fn и руководство. Широкополосная случайная вибрация (цифровое управление).

ИСО 10055: 1996 Вибрация. Требования к вибрационным испытаниям судового оборудования и узлов машин

4 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 13 апреля 2000 г. № 104-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 30630.1.2-99 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 января 2001 г.

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

СОДЕРЖАНИЕ

1 Область применения. 3 2 Нормативные ссылки. 3 3 Определения. 4 4 Испытание на виброустойчивость (испытание 102) 4 5 Испытание на вибропрочность (испытание 103) 9 6 Испытание на воздействие синусоидальной вибрации с повышенным значением амплитуды ускорения (испытание 114) 16 Приложение А. Порядок введения настоящего стандарта в действие. 17 Приложение Б. Метод расчета резонансной балки. 17 Приложение В. Информационные данные о соответствии настоящего стандарта стандартам МЭК и ИСО.. 18

Введение

Настоящий стандарт устанавливает методы испытаний на воздействие вибрации, применяемые для подтверждения требований к изделиям, а также для определения границ их виброустойчивости.

Настоящий стандарт является частью комплекса стандартов «Методы испытаний на стойкость к внешним воздействующим факторам машин, приборов и других технических изделий». Комплекс стандартов состоит из следующих частей:

Методы испытаний на стойкость к внешним воздействующим факторам машин, приборов и других технических изделий. Общие требования (ГОСТ 30630.0.0-99).

Методы испытаний на стойкость к механическим внешним воздействующим факторам машин, приборов и других технических изделий (группа стандартов ГОСТ 30630.1¹⁾).

Методы испытаний на стойкость к климатическим внешним воздействующим факторам машин, приборов и других технических изделий (группа стандартов ГОСТ 30630.2¹⁾).

Методы испытаний на стойкость к воздействию специальных сред машин, приборов и других технических изделий (группа стандартов ГОСТ 30630.3).

Группа ГОСТ 30630.1 состоит из следующих стандартов:

ГОСТ 30630.1.1-99 Методы испытаний на стойкость к механическим внешним воздействующим факторам машин, приборов и других технических изделий. Определение динамических характеристик конструкции.

ГОСТ 30630.1.2-99 Методы испытаний на стойкость к механическим внешним воздействующим факторам машин, приборов и других технических изделий. Испытания на воздействие вибрации.

ГОСТ Р 51371-99²⁾ Методы испытаний на стойкость к механическим внешним воздействующим факторам машин, приборов и других технических изделий. Испытания на воздействие ударов.

ГОСТ 30630.1.4³⁾ Методы испытаний на стойкость к механическим внешним воздействующим факторам машин, приборов и других технических изделий. Испытания на воздействие линейных ускорений.

ГОСТ 30630.1.5³⁾ Методы испытаний на стойкость к механическим внешним воздействующим факторам машин, приборов и других технических изделий. Испытания на воздействие акустического шума.

ГОСТ 30630.1.6³⁾ Методы испытаний на стойкость к механическим внешним воздействующим факторам машин, приборов и других технических изделий. Испытания на воздействие крутящего момента, растягивающей силы изгиба.

ГОСТ 30630.1.7³⁾ Методы испытаний на стойкость к механическим внешним воздействующим факторам машин, приборов и других технических изделий. Испытания на стойкость к воздействию падения, опрокидывания, свободного падения, качки и длительных наклонов.

ГОСТ Р 51499-99²⁾ Методы испытаний на стойкость к механическим внешним воздействующим факторам машин, приборов и других технических изделий. Испытания на воздействие вибрации с воспроизведением заданной акселерограммы процесса.

ГОСТ Р 51502-99²⁾ Методы испытаний на стойкость к механическим внешним воздействующим факторам машин, приборов и других технических изделий. Испытания на воздействие случайной широкополосной вибрации с использованием цифровой системы управления испытаниями.

ГОСТ 30630.1.10³⁾ Методы испытаний на стойкость к механическим внешним воздействующим факторам машин, приборов и других технических изделий. Испытания на воздействие ударов по оболочке изделия.

¹⁾ В стадии разработки.

²⁾ Действует на территории Российской Федерации.

³⁾ Намечен к разработке.

Нормирование методов испытаний на стойкость к внешним воздействующим факторам для всей группы технических изделий в международной стандартизации отсутствует: в ИСО таких стандартов нет, стандарты МЭК распространяются только на группу изделий, курируемых МЭК.

Настоящий стандарт соответствует стандартам МЭК серии 60068, указанным в предисловии. Однако при рассмотрении вопросов о его соответствии стандартам МЭК в части внешних воздействующих факторов должно быть учтено указанное ниже.

Стандарты МЭК, устанавливающие общие положения и методы испытаний изделий на стойкость (устойчивость, прочность), объединены Публикацией МЭК 60068 Испытание на воздействие внешних факторов, состоящей из трех частей:

60068-1 - общие положения и руководство;

60068-2 - испытания;

60068-3 - основополагающая информация.

Части 60068-2 и 60068-3, в свою очередь, состоят из ряда стандартов, нормирующих конкретные методы испытаний или (и) устанавливающих руководство по применению этих методов. Указанные стандарты МЭК содержат технически отработанные методы испытаний изделий на стойкость, однако обладают рядом недостатков, самый существенный из которых заключается в том, что методы (режимы испытаний) и условия (сроки эксплуатации изделий) не увязаны между собой.

Эти недостатки являются одной из причин того, что указанные стандарты МЭК пока не использованы многими техническими комитетами МЭК для введения в стандарты МЭК на группы изделий (например, стандарты МЭК серии 60068 практически не введены в стандарты МЭК на сильноточные и крупногабаритные изделия).

Таким образом, в настоящее время невозможно полное использование публикации МЭК по внешним воздействиям в качестве межгосударственных стандартов. Информационные данные о соответствии методов, установленных настоящим стандартом, методам, установленным МЭК серии 60068, приведены в приложении В.

ГОСТ 30630.1.2-99

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ НА СТОЙКОСТЬ К МЕХАНИЧЕСКИМ ВНЕШНИМ ВОЗДЕЙСТВУЮЩИМ ФАКТОРАМ МАШИН, ПРИБОРОВ И ДРУГИХ ТЕХНИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ

Испытания на воздействие вибрации

Mechanical environment stability test methods for machines, instruments and other industrial products. Tests for influences of vibration

Дата введения¹⁾

для вновь разрабатываемых и модернизируемых изделий 2001-01-01

для разработанных до 2001-01-01 изделий 2004-01-01

¹⁾ Порядок введения стандарта в действие - в соответствии с приложением А.

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на машины, приборы и другие технические изделия всех видов (далее - изделия) и устанавливает методы их испытаний на воздействие вибрации, в частности для проверки соответствия изделий техническим требованиям, указанным в стандартах и технических условиях на изделия, в том числе в соответствии с ГОСТ 30631.

Стандарт применяют совместно с ГОСТ 30630.0.0.

Все требования настоящего стандарта являются обязательными (за исключением установленных как рекомендуемые или допустимые) как относящиеся к требованиям безопасности.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 15150-69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды

ГОСТ 24346-80 Вибрация. Термины и определения

ГОСТ 26883-86 Внешние воздействующие факторы. Термины и определения

ГОСТ 28220-89 (МЭК 68-2-34-73) Основные методы испытаний на воздействие внешних факторов. Часть 2. Испытания. Испытание Fd: Широкополосная случайная вибрация. Общие требования

ГОСТ 30630.0.0-99 Методы испытаний на стойкость к внешним воздействующим факторам машин, приборов и других технических изделий. Общие требования

ГОСТ 30630.1.1-99 Методы испытаний на стойкость к механическим внешним воздействующим факторам машин, приборов и других технических изделий. Определение динамических характеристик конструкции

ГОСТ 30631-99 Общие требования к машинам, приборам и другим техническим изделиям в части стойкости к механическим внешним воздействующим факторам при эксплуатации

3 Определения

В настоящем стандарте применяют термины с соответствующими определениями, относящиеся к областям:

- общих понятий внешних воздействующих факторов (далее - ВВФ) - по ГОСТ 15150 и ГОСТ 26883;

- требований к изделиям по механическим ВВФ - по ГОСТ 30631;

- испытаний на стойкость к ВВФ - по ГОСТ 30630.0.0;

- вибрации - по ГОСТ 24346.

4 Испытание на виброустойчивость (испытание 102)

4.1 Испытание проводят с целью:

- проверить способность изделий выполнять функции и сохранять значения параметров в пределах, указанных в стандартах и технических условиях (далее - стандартах и ТУ) на изделия и программах испытаний (далее - ПИ) в условиях воздействия вибрации в заданных режимах (методы 102-1, 102-2, 102-3);

- определения границ виброустойчивости (метод 102-4).

4.2 Испытание проводят одним из следующих методов:

102-1 - испытание на виброустойчивость при воздействии синусоидальной вибрации методом качающейся частоты;

102-2 - испытание на виброустойчивость при воздействии широкополосной случайной вибрации. Испытание указанным методом проводят, если это установлено в стандартах и ТУ на изделия. Рекомендуется применять этот метод для изделий, имеющих в заданных диапазонах частот не менее четырех резонансов;

102-3 - испытание на виброустойчивость при воздействии синусоидальной вибрации методом фиксированных частот во всем диапазоне частот требований¹);

¹⁾ В диапазоне частот, соответствующем техническим требованиям к изделиям конкретной группы механического исполнения по ГОСТ 30631.

102-4 - испытание для определения границы виброустойчивости;

102-4.1 - испытание при воздействии синусоидальной вибрации;

102-4.2 - испытание при воздействии широкополосной случайной вибрации.

Определение резонансных или критических частот изделий проводят по ГОСТ 30630.1.1.

4.3 Метод 102-1 - испытание на виброустойчивость при воздействии синусоидальной вибрации методом качающейся частоты

4.3.1 Вибрационная установка должна обеспечивать получение в контрольной точке синусоидальной вибрации, параметры которой соответствуют указанным в стандартах и ТУ на изделия.

Контрольную точку выбирают в соответствии с требованиями 5.9 ГОСТ 30630.0.0.

4.3.2 Испытание проводят с учетом требований разделов 4-6 ГОСТ 30630.0.0.

4.3.3 Визуальный осмотр и измерения параметров изделий проводят в соответствии с разделом 4 ГОСТ 30630.0.0. Начальную стабилизацию не проводят.

4.3.4 Испытание проводят под механической и (или) электрической нагрузкой, характер, параметры и метод контроля которой должны быть установлены в стандартах и ТУ на изделия и ПИ.

4.3.5 Крепление изделий осуществляют в соответствии с разделом 5 ГОСТ 30630.0.0.

4.3.6 Испытание проводят путем плавного изменения частоты в заданном диапазоне от низшей к высшей и обратно. Испытания изделий с линейными резонансными характеристиками проводят путем изменения частоты в одном направлении.

Значение скорости изменения частоты устанавливают равным одной-двум октавам в минуту. Если для контроля параметров изделий требуется большее время, чем обеспечиваемое при данной скорости изменения частоты, то допускается устанавливать скорость изменения частоты менее одной октавы в минуту.

При этом скорость изменения частоты должна быть максимальной, но достаточной для обеспечения контроля необходимых параметров.

Значение скорости изменения частоты в диапазоне частот 1-50 Гц допускается устанавливать равным 10 Гц/мин. В диапазоне частот ниже частоты перехода поддерживают постоянную амплитуду перемещения, а выше частоты перехода - постоянную амплитуду ускорения.

Рекомендуемая погрешность поддержания частоты перехода +2 Гц.

4.3.7 Испытательный режим устанавливают в контрольной точке по показаниям рабочих средств измерений со следующими допустимыми отклонениями:

- амплитуда перемещения ±15 %;

- амплитуда ускорения ±15 %;

- частота вибрации¹ ±0,5 Гц на частотах до 30 Гц;

¹⁾ При испытании методом фиксированных частот.

- продолжительность ±10 %;

- значение коэффициента нелинейных искажений по ускорению в диапазоне частот выше 20 Гц должно быть не более 25 %;

- значение амплитуды ускорения в направлении, перпендикулярном к основному направлению вибрации, измеренное в контрольной точке, должно быть не более 25 % значения амплитуды ускорения в основном направлении.

Примечания

1 Допускается значение коэффициента нелинейных искажений более 25 % в отдельных поддиапазонах частот, при этом частоты гармоник, создающие нелинейные искажения более 25 %, не должны приходиться на резонансную область частот изделия.

2 Допускается значение поперечных составляющих более 25 % в отдельных поддиапазонах частот, не приходящихся на резонансную область частот изделий.

4.3.8 В процессе испытаний контролируют параметры изделий.

Проверяемые параметры, их значения и методы проверки указывают в стандартах и ТУ на изделия и ПИ.

Для проверки виброустойчивости рекомендуется выбирать параметры, по изменению которых можно судить о виброустойчивости изделия в целом [например, для электрорадиоизделий (ЭРИ) - уровень виброшумов, искажение выходного сигнала или изменение его величины, целостность электрической цепи, нестабильность контактного сопротивления и т.д.].

При испытаниях для регистрации проверяемых параметров рекомендуется осуществлять запись их абсолютного значения или изменения по сравнению с первоначальным значением в функции от частоты вибрации с помощью самопишущих устройств.

При обнаружении частот, на которых наблюдается нестабильность работы или ухудшение параметров изделий, дополнительно проводят выдержку на этих частотах в течение времени, указанного в стандартах и ТУ на изделия и ПИ, но не менее 5 мин, если на вибропрочность изделия испытывают методом фиксированных частот.

4.3.9 Испытание проводят при воздействии вибрации в трех взаимно перпендикулярных направлениях по отношению к изделию, если другие условия не указаны в стандартах и ТУ на изделия и ПИ.

Если известно наиболее опасное направление воздействия, то испытание проводят только в этом направлении воздействия.

4.3.10 Проводят визуальный осмотр изделий и измерения их параметров в соответствии с разделом 4 ГОСТ 30630.0.0. Конечную стабилизацию не проводят.

4.3.11 Оценка результатов испытаний - в соответствии с разделом 4 ГОСТ 30630.0.0.

4.3.12 Испытание проводят в диапазоне частот, установленном в технических требованиях на изделие в соответствии с ГОСТ 30631 (далее - диапазон частот требований), при этом значение низшей частоты диапазона испытаний устанавливают равным 10 Гц.

При наличии специального технического обоснования значение этой низшей частоты устанавливают менее 10 Гц, о чем должно быть указано в ТУ на конкретные изделия или в ПИ на изделия, к которым предъявлено требование по сейсмостойкости. В частности, при наличии в изделии низшей резонансной частоты, значение которой составляет свыше 10 до 20 Гц или менее, или 10 Гц, значение низшей частоты диапазона испытаний устанавливают соответственно 5 или 1 Гц.

Если значение низшей резонансной частоты конструкции изделия составляет более 200 Гц, то для степеней жесткости 18-34 испытание проводят, начиная со 100 Гц.

4.3.13 Испытания проводят при амплитуде перемещения, значение которой выбирают из ряда 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0 мм, и частоте перехода f_n, Гц, значение которой определяют по формуле

, (1)

где А - амплитуда перемещения, мм;

j - амплитуда ускорения, м · с^-2.

Амплитуду ускорения устанавливают в соответствии с техническими требованиями на изделия.

При этом выбор амплитуды перемещения определяют соотношением между частотой перехода и диапазоном частот требований к изделию в соответствии с таблицей 1.

Таблица 1

Амплитуда перемещения, мм	Частота перехода, Гц	Амплитуда ускорения, м · с-2 (g)	Амплитуда перемещения, мм	Частота перехода, Гц	Амплитуда ускорения, м · с-2 (g)
				87	150 (15)
-	-	1,2 (0,12)	1,0	61
-	-	2,5 (0,25)	1,5	50
-	-	5 (0,5)	2,0	43
-	-	10 (1,0)	2,5	39
	32	20 (2,0)		100	200 (20)
1,0	22		1,0	71
	39	30 (3,0)	1,5	58
1,0	27		2,0	50
1,5	22		2,5	45
	50	50 (5,0)	1,0	79	250 (25)
1,0	35		1,5	65
1,5	29		2,0	56
2,0	25		2,5	50
	63	80 (8,0)	1,0	87	300 (30)
1,0	45		1,5	71
1,5	36		2,0	61
2,0	32		2,5	55
2,5	28		1,5	82	400 (40)
	71	100 (10)	2,0	71
1,0	50		2,5	63
1,5	40		1,5	91	500 (50)
2,0	35		2,0	79
2,5	32		2,5	71
			3	64

4.3.14 Если в стандартах и ТУ на изделия установлена закономерность изменения амплитуды ускорения и амплитуды перемещения в зависимости от частоты, то значение амплитуды ускорения и амплитуды перемещения поддерживают в соответствии с этой закономерностью.

4.4 Метод 102-2 - испытание на виброустойчивость при воздействии широкополосной случайной вибрации

4.4.1 Вибрационная установка должна обеспечивать получение в контрольной точке широкополосной случайной вибрации, параметры которой соответствуют установленным для требуемой степени жесткости. Контрольную точку выбирают в соответствии с требованиями 5.9 ГОСТ 30630.0.0.

Погрешность измерения испытательной аппаратуры должна быть в пределах ±3 дБ.

4.4.2 Испытания проводят с учетом требований 4.3.2 настоящего стандарта и требований раздела 4 ГОСТ 30630.0.0.

4.4.3 Подготовку изделий к испытанию проводят в соответствии с 4.3.4, 4.3.5, 4.3.10.

4.4.4 Испытание проводят путем воздействия случайной широкополосной вибрации, параметры которой [спектральная плотность ускорения (СПУ) и (или) среднее квадратическое значение ускорения (СУ), а также диапазон частот] должны соответствовать требованиям, установленным в стандартах и ТУ на изделия в соответствии с ГОСТ 30631.

Продолжительность воздействия вибрации в каждом направлении воздействия определяется временем проверки работоспособности изделия.

Примечание - Обычно начальная часть испытательного диапазона частот при воздействии случайной вибрации 20-50 Гц. В этом случае в начальной части диапазона (до 20-50 Гц соответственно) проводят испытания на воздействие синусоидальной вибрации по методу 102-1 или 100-2.

4.4.5 Установлены три степени воспроизводимости испытаний, характеризующиеся различными значениями данных допустимых отклонений, СПУ или СУ в пределах установленных диапазонов частот (таблица 2). Рекомендации по выбору степени воспроизводимости - по ГОСТ 28220.

Таблица 2

Степень воспроизводимости	Допустимое отклонение, дБ
	спектральной плотности ускорения	среднего квадратического значения ускорения
Высокая	±3	±1,0
Средняя	±6	±1,5
Низкая	-1)	±2,0
1) Для низкой воспроизводимости допустимое отклонение спектральной плотности ускорения не устанавливают.

4.4.6 Испытательный режим устанавливают в контрольной точке по показаниям рабочих средств измерений со следующими допустимыми отклонениями:

- среднего квадратического значения ускорения ±2 дБ;

- спектральной плотности ускорения ±6 дБ.

4.4.7 В процессе испытания контролируют параметры изделий.

Проверяемые параметры, их значения и методы проверки указывают в стандартах и ТУ на изделия и ПИ.

Для проверки виброустойчивости рекомендуется выбирать параметры, по изменению которых можно судить о виброустойчивости изделия в целом (например, уровень виброшумов, искажения формы выходного сигнала или его значения, целостность электрической цепи, нестабильность контактного сопротивления и т.д.).

4.4.8 Выбор направлений воздействия - в соответствии с 4.3.9.

4.4.9 Визуальный осмотр и измерение параметров изделий - в соответствии с 4.3.10.

4.4.10 Оценка результатов испытаний - в соответствии с разделом 4 ГОСТ 30630.0.0.

4.5 Метод 102-3 - испытание на виброустойчивость при воздействии синусоидальной вибрации методом фиксированных частот во всем диапазоне частот требований

4.5.1 Метод применяют при использовании стендов с механическим приводом или других стендов, последние - при специальном техническом обосновании.

4.5.2 Вибрационная установка должна обеспечивать получение в контрольной точке синусоидальной вибрации с требуемыми параметрами. Контрольную точку выбирают в соответствии с требованиями 5.9 ГОСТ 30630.0.0.

4.5.3 Испытание проводят с учетом общих требований, установленных для метода 102-1.

4.5.4 Испытание проводят под механической и (или) электрической нагрузкой.

4.5.5 Диапазон частот, соответствующий предъявленным к изделию требованиям, разбивают на поддиапазоны с граничными частотами, значения которых выбирают из ряда: 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10; 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600; 2000 Гц. Если верхняя граничная частота диапазона не совпадает с одной из вышеуказанных граничных частот, то ее значение округляют до значения ближайшей большей граничной частоты.

4.5.6 При частотах, значение которых составляет более 10 Гц, испытание проводят путем плавного изменения частоты при поддержании в каждом поддиапазоне постоянной амплитуды перемещения А, мм, определяемой по формуле

, (2)

где f - средняя частота поддиапазона, Гц;

j - амплитуда ускорения, соответствующая частоте/, м · с^-2.

4.5.7;