Q/DCH 003-2024 ← 返回测试库
可靠性测试 · Reliability

负载耐久测试 Load Endurance Test

在额定电压、额定负载条件下对电动工具进行长时间连续运行考核,累计运行240小时或更长,监测温升、转速、电流等关键参数的稳定性,验证产品在长期工作状态下的可靠性与耐久性。

标准:Q/DCH 003-2024 周期:≥240小时 样品数:3台
测试标准
Q/DCH 003-2024
测试设备
寿命测试机 / 测功机
测试周期
≥240h
判定依据
温升不超限、无故障
1测试概述
负载耐久测试是电动工具可靠性验证的核心试验之一,通过在额定电压和额定负载条件下长时间连续运行,评估电机、传动系统、轴承、开关及绝缘结构在持续应力下的耐久性能。

电动工具在长期使用过程中,绕组绝缘会因热应力累积逐渐老化,轴承润滑脂会因机械磨损流失,换向器和碳刷会因电弧烧蚀而损耗,传动齿轮会因疲劳磨损而失效。负载耐久测试通过模拟产品在额定工况下的长期运行,加速暴露这些潜在的失效模式,是型式试验与可靠性验证试验中不可或缺的环节。

本试验采用 额定电压 ±2%、额定负载 ±5% 的工况组合,使样机连续运行累计 240小时(10天)。运行期间以 1小时为间隔 自动记录输入功率、负载电流、绕组温度(电阻法或热电偶法)、外壳温度、输出转速等关键参数,监控参数漂移趋势。每24小时进行一次停机检查(≤30分钟),检查外观、轴承异响、碳刷长度、换向器烧蚀情况。

测试目的

  • 验证电机绕组绝缘在长期热应力下的稳定性,无明显老化、击穿或烧毁
  • 验证轴承、齿轮等传动系统在持续负载下的机械耐久性
  • 验证换向器与碳刷的耐磨损能力,磨损量在允许范围内
  • 验证开关、电源线、电容等辅件在长时间通电下的可靠性
  • 评估性能参数(功率、转速、电流)随运行时间的漂移趋势
2标准要求
Q/DCH 003-2024 第5.3条电动工具应能承受额定电压、额定负载条件下的连续运行耐久试验,累计运行时间不少于240小时。试验过程中工具应能正常工作,无停机故障、无异响、无异常温升。试验结束后,工具的输入功率、转速、电流相对试验前的变化不应超过±10%,绝缘电阻不应低于2MΩ,并应通过耐压试验。
QT-01-2020 第4.2条耐久试验应在环境温度20±5℃、相对湿度45%~75%的条件下进行。试验中允许每24小时停机检查一次,停机时间不超过30分钟。运行中电压波动应在额定电压的±2%以内,负载扭矩波动应在额定值的±5%以内。

试验条件要求

项目要求允差
试验电压额定电压±2%
试验频率额定频率±0.5Hz
负载扭矩额定负载对应扭矩±5%
环境温度20℃±5℃
相对湿度60%RH15%~75%
累计运行时间240小时不少于规定值
停机检查间隔24小时每次≤30分钟
3设备要求
⚙寿命测试机
型号:自制多工位寿命测试台
工位:8工位并行测试
计时:9999h99min 数字计时器
🔧磁粉测功机
型号:杭州竞达 ZC20K
扭矩:0~20N·m
稳压精度:±0.5% FS
🔋可编程交流电源
型号:艾普斯 ASR-2150
量程:0~300V AC
稳压精度:±0.1V
📊功率分析仪
型号:HIOKI PW3335
精度:±0.1% reading
采样:100ms
🌡多通道温度记录仪
型号:横河 MX100
通道:60通道 T型热电偶
采样:10s
📏转速转矩传感器
型号:湘仪 ZJ-20A
转速:0~20000r/min
精度:±0.1% FS
4测试步骤
试验前性能基线测试
样机在额定电压下空载运行5分钟预热,然后在额定负载下运行至热稳定,记录 输入功率P₀、负载电流I₀、输出转速n₀、绕组温度T₀ 作为基线参数。同时测量绝缘电阻(≥2MΩ)与冷态绕组电阻R₁。所有数据记入《耐久试验基线表》。
样机安装与负载配置
将样机固定于寿命测试台工位,输出轴通过联轴器连接磁粉测功机。调节测功机励磁电流至对应额定负载扭矩,用扭矩传感器核对实际扭矩值。电源连接至可编程交流电源,设置额定电压与额定频率。
温度测点布置
在样机定子绕组端部、外壳顶部、手柄中部、轴承外圈、开关端子等位置布置热电偶,连接至温度记录仪。如采用电阻法测绕组温度,需引出绕组测量端子至切换箱,便于运行中周期性断电测量。
起动连续运行
起动样机加载至额定负载,开始连续运行计时。数据采集系统以 1小时为间隔 自动记录输入功率、负载电流、输出转速、各测点温度、环境温度。运行中保持电源电压波动≤±2%、负载扭矩波动≤±5%。
24小时停机检查
每运行24小时停机一次进行例行检查,停机时间≤30分钟(不计入累计运行时间)。检查内容:外观有无变形变色、轴承有无异响、换向器火花等级、碳刷磨损量(每48小时测一次)、紧固件有无松动。如发现异常应记录并继续试验。
累计运行至240小时
样机累计运行时间达到 240小时(不含停机检查时间)。运行全程应无停机故障、无异常温升、无严重异响。如发生故障应记录故障时间、现象、原因并停机判定。如需分析失效模式可终止试验开盖检查。
试验后性能复测
达到240小时后停机冷却至室温,复测性能参数 P₁、I₁、n₁、T₁,并与基线参数对比,计算各参数相对变化率。同时测量绝缘电阻与冷态绕组电阻R₂,进行耐压试验(1250V/1min)。
拆检查验
对样机进行拆检:观察绕组绝缘有无变色脆化、换向器有无严重烧蚀、碳刷剩余长度、轴承滚道有无疲劳剥落、齿轮齿面有无磨损点蚀。记录拆检结果并拍照归档。
5测试指导书 (SOP)

作业前准备

  • 核对样机铭牌:额定电压、额定功率、额定转速、额定负载、绝缘等级、工作制
  • 确认测功机、电源、功率分析仪均在计量有效期内,校验证书齐全
  • 检查寿命测试台冷却水循环、通风散热系统正常,环境温度控制在20±5℃
  • 试验台架应远离易燃物,配备灭火器、烟感报警器

安全注意事项

⚠
危险:长时间运行中样机外壳温度可达80℃以上,严禁徒手触摸。换向器火花可能引燃可燃气体,试验区域应保持通风良好。夜间无人值守时应开启烟感报警与远程监控,发现异常自动断电。
!
警告:试验周期长达10天以上,须制定值守排班表。每2小时巡检一次运行状态,发现电压波动、负载漂移、温度异常、异响异味应立即处理。停机检查时务必断电并等待10分钟以上使温度降至安全值。

操作规程

  1. 样机编号登记,记录铭牌参数与外观状态,拍照存档
  2. 额定电压空载运行5分钟预热,加载至额定负载至热稳定
  3. 记录基线参数P₀、I₀、n₀、T₀,测量绝缘电阻与冷态绕组电阻R₁
  4. 布置温度测点,连接数据采集系统并验证通道编号
  5. 起动连续运行,开始计时,开启自动数据采集(1小时间隔)
  6. 每24小时停机检查(≤30min),记录外观、轴承、换向器、碳刷状态
  7. 累计运行240小时后停机,冷却至室温
  8. 复测性能参数P₁、I₁、n₁,测量绝缘电阻与耐压试验
  9. 拆检查验绕组、轴承、齿轮、碳刷、换向器状态
  10. 填写试验报告,试验人、复核人、批准人签字归档
6测试大纲
序号测试项目测试条件参数值判定限值
1基线输入功率额定电压,额定负载,热稳定P₀ (W)记录值
2基线负载电流额定电压,额定负载,热稳定I₀ (A)记录值
3基线输出转速额定电压,额定负载,热稳定n₀ (r/min)记录值
4累计运行时间额定电压,额定负载t (h)≥240h
5温升监控运行全程ΔT (K)≤绝缘等级限值
6性能参数漂移试验前后对比ΔP/P₀, ΔI/I₀, Δn/n₀≤±10%
7绝缘电阻试验后500V兆欧表Riso (MΩ)≥2MΩ
8耐压试验试验后1250V/1min泄漏电流 (mA)≤0.5mA 无击穿
9碳刷磨损量试验前后对比ΔL (mm)≤原长30%
10故障停机次数全程N (次)0次
7测试报告
负载耐久测试报告
报告编号:__________ 日期:__________
样品名称:__________
型号规格:__________
额定电压/功率:220V/__W
绝缘等级:__级
累计运行时间:__h
起止日期:__至__
故障次数:__次
测试依据:Q/DCH 003-2024

试验前后性能对比

参数试验前(基线)试验后变化率限值结果
输入功率__W__W__%±10%□合格
负载电流__A__A__%±10%□合格
输出转速__r/min__r/min__%±10%□合格
绝缘电阻__MΩ__MΩ—≥2MΩ□合格
耐压试验—__mA—≤0.5mA 无击穿□合格

试验过程温升记录(每24小时)

运行时段(h)绕组温度(℃)外壳温度(℃)轴承温度(℃)环境温度(℃)备注
24________正常
48________正常
72________正常
..................
240________正常

拆检结果

检查项目状态描述判定
绕组绝缘__□合格
换向器__□合格
碳刷剩余长度__mm□合格
轴承滚道__□合格
齿轮齿面__□合格

测试结论

判定结果
□ 合格
判定结果
□ 不合格
备注
__________
8判定标准
项目限值判定依据
累计运行时间≥240小时Q/DCH 003-2024 §5.3
试验过程温升不超过绝缘等级限值GB/T 3883.1 表11
故障停机次数0次Q/DCH 003-2024 §5.3
输入功率变化率≤±10%Q/DCH 003-2024 §5.3.2
负载电流变化率≤±10%Q/DCH 003-2024 §5.3.2
输出转速变化率≤±10%Q/DCH 003-2024 §5.3.2
试验后绝缘电阻≥2MΩGB/T 3883.1 §12
试验后耐压试验1250V/1min 无击穿GB/T 3883.1 §13
碳刷磨损量≤原长30%QT-01-2020 §4.5
轴承/齿轮异常无疲劳剥落、点蚀QT-01-2020 §4.5
★
判定原则:所有项目均满足限值要求方可判定合格。任一项不合格即判定整机不合格。如发生故障停机,无论累计运行时间多少均判定不合格,并应进行失效分析。