工业机械的耐久性直接关系到设备运行寿命与生产安全性，环境试验中的耐久性测试通过模拟实际工况下的环境应力与负载，验证机械在长期使用中的性能稳定性。本文围绕该测试的具体流程与关键注意事项展开，为企业开展相关试验提供实操参考。

测试方案的制定：明确目标与边界条件

测试方案是耐久性试验的核心依据，需首先明确试验目标——是验证产品是否达到设计寿命（如“等效实际使用5000小时无故障”），还是定位设计或制造中的薄弱环节（如“找出超过额定负载后易失效的部件”）。目标不同，后续参数设定与评估重点会有差异。

方案需参考相关标准，如通用环境试验标准GB/T 2423系列、机械行业标准JB/T 7444（工业机器人耐久性试验），或企业自定义的内控标准。例如，针对工程机械中的挖掘机，常参考GB/T 16937《工程机械 可靠性试验方法》中的耐久性试验要求。

同时，需定义试验的时间周期与应力水平：时间周期通常通过“加速因子”换算，如采用2倍额定负载测试，将实际1000小时的寿命等效为500小时试验；应力水平需覆盖机械的“极限使用场景”，但不超出设计极限（如不能用3倍额定负载测试，否则结果无参考性）。

关键注意事项是方案需紧密贴合实际工况——若机械主要用于高温（40℃以上）、高湿（80%RH以上）的南方车间，方案中的环境参数需直接对应该场景，避免采用“实验室标准条件”（如25℃、50%RH），否则试验结果无法反映真实使用中的耐久性。

样品准备：确保代表性与初始状态一致性

样品选择需优先采用“量产阶段或接近量产”的机型，避免用未经验证的原型机——原型机的零部件公差、装配工艺可能与量产产品存在差异，试验结果无法推广至批量生产。若需测试原型机，需在报告中明确标注“仅针对原型机设计验证”。

样品需进行预处理：按照产品说明书完成“磨合”流程（如新出厂的齿轮箱需先运行50小时，以消除加工毛刺、调整配合间隙）；检查初始状态——拧紧所有紧固件（如螺栓扭矩需符合设计要求）、确认润滑剂加注量（如液压油液位在刻度线范围内）、测试初始性能（如空载转速下的振动值≤4.5mm/s，噪音≤75dB）。

预处理后需记录“初始状态报告”，包括样品编号、生产日期、零部件批次、初始性能数据等。例如，某输送机样品的初始报告需涵盖：输送带张力200N、电机电流15A、滚筒轴承温度35℃。

注意事项：严禁使用“已发生过故障”或“经过维修”的样品，此类样品的初始状态已被破坏，会导致试验结果偏差；预处理需严格遵循操作手册，如磨合时的负载需为额定负载的50%，不能用满负载磨合，否则会加剧早期磨损。

环境条件设定：模拟真实工况的应力组合

环境应力需覆盖机械使用场景中的“关键因素”：若机械用于港口（如集装箱起重机），需考虑盐雾（浓度5%NaCl溶液）、高温（夏季甲板温度可达60℃）与潮湿（相对湿度≥90%）；若用于矿山（如破碎机），需考虑粉尘（浓度10mg/m³的石英砂）、振动（加速度0.5g，频率10-50Hz）与低温（冬季井下温度-10℃）。

参数设定需采用“组合应力”而非“单一应力”——实际使用中，机械往往同时承受多种环境因素（如挖掘机在夏季施工时，同时承受45℃高温、振动与粉尘），因此试验需同步施加这些应力，而非单独测试高温或振动，否则无法复现真实的失效模式（如高温会降低润滑油粘度，同时振动会加剧轴承磨损，两者叠加的失效速度远快于单一因素）。

环境设备需提前校准：试验前需用标准传感器验证环境箱的参数准确性——如温度传感器的误差需≤±1℃，湿度传感器≤±3%RH，振动台的加速度误差≤±5%。例如，若设定温度为50℃，实际测量值需在49-51℃范围内，否则需调整设备。

注意事项：环境参数的“变化速率”需符合实际，如温度循环试验中，升温速率需≤5℃/min（模拟自然升温），不能用10℃/min的快速升温，否则会导致材料热胀冷缩不均，产生额外应力。

负载模拟：精准复现实际运行中的载荷

负载是耐久性试验的“核心应力”，需根据机械的工作类型设定：对于“连续负载”设备（如输送机），需采用“恒定额定负载”（如输送100kg/m的物料，连续运行）；对于“间歇负载”设备（如起重机），需采用“循环负载”（如起升额定载荷→移动5m→下降→空载返回，循环周期10分钟）；对于“冲击负载”设备（如锻压机），需采用“脉冲负载”（如瞬间施加1.5倍额定压力，持续0.5秒，每分钟1次）。

加载方式需匹配设备类型：液压机械（如液压缸）用液压泵站加载，通过调节压力阀控制负载；电动机械（如电机）用测功机加载，通过改变电阻模拟负载变化；简单机械（如手拉葫芦）用重物加载，直接悬挂额定重量的砝码。

加载控制需采用“闭环系统”——实时监测负载值（如用压力传感器测液压缸压力），并反馈至控制器调整输出，确保负载波动≤±5%（如额定压力10MPa，实际压力需在9.5-10.5MPa之间）。例如，某注塑机的负载试验中，闭环系统将锁模力稳定在1500kN，波动≤75kN。

注意事项：严禁“超负载”测试（如用1.2倍额定负载长期运行），除非试验目标是验证“极限寿命”；加载需“循序渐进”，如从0开始逐步增加至额定负载，避免瞬间加载导致零部件冲击损坏（如齿轮齿面崩裂）。

数据采集：全周期记录性能变化与异常

数据采集需覆盖“环境参数”“负载参数”与“样品性能参数”三大类：环境参数包括温度、湿度、盐雾浓度、振动加速度；负载参数包括压力、扭矩、电流、载荷重量；样品性能参数包括振动值、轴承温度、噪音、功耗、零部件磨损量。

采集频率需根据参数特性设定：高频参数（如振动、电流）需每秒采集1次，以捕捉瞬间异常（如轴承滚子剥落时，振动值会突然从5mm/s升至15mm/s）；低频参数（如磨损量、润滑油污染度）可每24小时采集1次。例如，某风机的耐久性试验中，振动数据每秒采集1次，轴承温度每10分钟采集1次，叶片磨损量每48小时测量1次。

数据需“实时监控”：通过软件（如LabVIEW、TestStand）实时显示参数曲线，当数值超出阈值（如振动值≥10mm/s）时，系统自动报警并记录时间点。例如，某电机试验中，当绕组温度超过120℃（阈值），系统立即触发报警，试验人员需检查冷却系统是否失效。

注意事项：数据采集需“连续无中断”，若因设备故障导致数据缺失，需在报告中说明缺失时间段与原因（如“第200-210小时因传感器断电，无振动数据”）；严禁“篡改数据”，即使某组数据异常（如电流突然升至30A），也需保留并分析原因（如是否是负载瞬间增大或电机绕组短路）。

停机评估：及时识别薄弱环节与失效模式

试验过程中需定期停机评估，周期通常为试验总时间的10%-20%（如1000小时试验，每100小时停机一次）。停机后需完成三项工作：

一、检查外观（如零部件是否有裂纹、紧固件是否松动、润滑油是否泄漏）。

二、测量性能参数（如重新测试振动、噪音、电流，对比初始值）。

三、拆解关键部件（如轴承、齿轮），检查内部磨损情况（如轴承滚子表面是否有点蚀、齿轮齿面是否有胶合）。

例如，某减速机的停机评估：第100小时停机时，检查发现输入轴螺栓松动（扭矩从20N·m降至15N·m），重新拧紧后继续试验；第500小时停机时，拆解发现高速轴轴承有轻微点蚀（直径0.1mm），记录为“潜在薄弱环节”。

评估需形成“停机报告”，包括停机时间、检查项目、测量数据、异常情况描述与处理措施。例如，某叉车的停机报告需涵盖：“第300小时停机，发现货叉滑轮磨损量0.2mm（标准≤0.5mm），液压油液位正常，继续试验”。

注意事项：停机评估需“彻底”，不能仅做表面检查——如某齿轮箱试验中，表面无泄漏，但拆解后发现齿轮齿根有微裂纹，若未及时发现，后续试验可能导致齿轮断裂；处理异常情况需“记录完整”，如拧紧螺栓的扭矩值、更换零部件的型号与批次，避免影响试验的可追溯性。

安全防护：避免试验中的人员与设备损伤

试验区域需“物理隔离”，设置警示标志（如“正在进行高温试验，请勿靠近”），无关人员严禁入内。对于高风险试验（如高压液压试验、高温试验），需在区域外设置紧急停机按钮，确保人员可快速停止试验。

设备需配备“安全保护装置”：环境试验箱需有超温保护（如温度超过设定值20℃时自动断电），振动台需有过载保护（如加速度超过设定值1.5倍时自动停机），液压系统需有压力继电器（如压力超过额定值1.2倍时自动泄压）。

试验人员需“持证上岗”：需熟悉设备操作流程、应急处理方法（如火灾时用二氧化碳灭火器灭火，烫伤时用冷水冲洗15分钟），并穿戴防护装备（如高温试验时戴隔热手套，盐雾试验时戴耐酸碱手套）。

注意事项：严禁“无人值守”运行高风险试验（如高温+高压的液压试验），即使系统有自动报警，也需有人现场监控；定期检查安全装置的有效性（如每月测试紧急停机按钮是否正常工作），避免因装置失效导致事故。

数据整理与有效性验证

试验结束后，首先“筛选数据”：删除因传感器干扰或设备故障导致的异常值（如某组振动数据突然从6mm/s升至50mm/s，经检查是传感器线路松动），保留“真实有效”的数据（如连续上升的振动曲线）。

然后“统计趋势”：通过图表展示参数变化（如振动值随时间的变化曲线、轴承温度随负载的变化曲线），分析“失效模式”——如某电机的振动值从第500小时开始持续上升，第800小时达到12mm/s（阈值），对应的失效模式是“轴承滚子点蚀导致振动增大”。

最后“验证有效性”：检查试验过程是否符合方案（如环境温度是否保持在40±1℃，负载是否稳定在额定值的±5%）；确认样品未被修改（如是否有人更换了齿轮）；核对数据完整性（如是否有连续的采集记录）。只有三项均满足，试验结果才有效。

注意事项：数据整理需“客观”，不能因结果不符合预期而调整数据（如某产品的试验寿命仅达到设计值的80%，不能修改数据使其“达标”）；有效性验证需形成“验证报告”，作为试验结果的支撑文件，供客户或认证机构审核。