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      鏈條疲勞試驗

      一、標準制定背景

      GB/T 20736-—2006《傳動用精密滾子鏈條疲勞試驗方法》等同采用ISO 15654,2004《傳動用精密滾子鏈條疲勞試驗方法》英文版)。

      ISO 15654:2004 Fatigue test method for transmission precision roller chain(《傳動用精密滾子鏈條疲勞試驗方法》是由我國首次提出并承擔項目工作組(WG)秘書處和項目負責人完成的第一項鏈傳動領域的國際標準制定項目。該項目于1996年立項,2004年發布,歷時8年。此國際標準的基礎是我國機械行業標準JB/T 5387-1991《滾子鏈和套筒鏈鏈段疲勞性能試驗方法》,該項目是將在我國已經成熟的鏈條疲勞試驗技術通過制定國際標準在國際上推廣,該項標準現已成為鏈條產品在國際貿易中的重要質量驗收判定方法和依據之一。由于該標準的發布,已經改變了原有鏈條產品標準的技術要求格局,在新制修訂的幾乎所有鏈條產品標準中都相應增加了對鏈條疲勞性能的新要求。該標準的制定對國際鏈傳動標準化技術產生了巨大而且深遠的影響,該項標準的制定完成在國內外所產生的社會效益非常顯著。

      該標準利用金屬疲勞裂紋形成及擴展機理,以及數理統計學原理而制定。該標準的制定和發布在世界范圍內首次統一了鏈條疲勞試驗方法。標準中規定的試驗樣品的樣本容量及結構型式,進行鏈條疲勞試驗的試驗條件、連接夾具的結構型式及技術要求、鏈條疲勞試驗規范、試驗記錄表格的形式以及試驗數據處理方法等,在世界范圍內都首次得到了統一。使得各家(各國)所測數據具有可比性,給國際間貿易往來帶來了很大方便,大幅節省了試驗樣品數量和試驗所用時間。給國內外的鏈條制造商帶來了可觀的經濟效益,即可節省大量的試驗樣品,又可節省大量的疲勞試驗時間。因為疲勞試驗本身就是一項非常耗時的試驗。

      二、標準的特點

      1、標準主要是針對動力傳動用精密滾子鏈和套筒鏈而制定的,也可用于工作條件相似的其他傳動鏈條的疲勞試驗,如自行車鏈條、摩托車鏈條以及板式鏈等。

      2、標準為試驗方法標準,對抽樣和數據處理方法在標準原文中僅作簡單規定﹐詳細請參照其他相關標準執行。

      3、標準只對試驗設備、試驗樣品﹑連結夾具、試驗程序和試驗結果報告格式作具體規定。

      4、標準的試驗對象是單排鏈鏈段和裝配好的成品整條封閉環形鏈條,而不是組成鏈條的零件,測試結果可直接反映鏈條產品的疲勞強度。

      三、標準主要內容及應用說明

      1、試驗樣品

      標準對試驗樣品規定為單排鏈鏈段或裝配好的成品整條封閉環形鏈條。

      鏈段至少應有3~5個自由鏈節,自由鏈節不包括和試驗夾頭相連接的鏈節。鏈段的兩端即可為內鏈節也可為外鏈節,這樣規定是根據目前在世界同行業所流行和廣泛采用的試驗方法而提出的。采用鏈段或整鏈為試驗對象,能較好地反映產品和整鏈的疲勞性能,而若采用組成鏈條的零件(如鏈板﹑銷軸等)則不能做到這一點,因為這里存在著公差等因素對裝配的影響。

      2、試驗鏈節數與其疲勞強度的關系

      試驗鏈節數的多少與測得的疲勞強度之間是有關系的。鏈節數少,測得的疲勞強度值高;鏈節數多,測得的疲勞強度值低,但鏈節數太多,會使試驗機振動系統的剛度降低,很難使疲勞試驗機起振。

      3、試驗條件

      標準中未對疲勞試驗機的類型作具體規定﹐這樣可使試驗者在選擇試驗設備時有一定的靈活性(只要滿足標準中對試驗機的要求即可)。實際上,國內生產的疲勞試驗機主要是電磁振蕩式高頻疲勞試驗機和電液伺服式疲勞試驗機。

      標準中對試驗機循環頻率的要求是不能使試件在試驗過程中引起溫度劇烈增高,因載荷循環頻率取決于試驗機類型、試驗鏈節數的多少、夾具的剛度及對試驗的要求。

      在相同的載荷水平下,建議同一批試樣的試驗應在同一臺試驗機上進行,且頻率要大致相同。這樣做的目的是為了消除或減少頻率誤差對試驗結果的影響,以減少數據的離散性。

      為了使試樣的載荷準確,對試驗機的精度提出了要求,試驗機的校準精度應在其最大工作能力的士2%以內。這些都是針對試驗設備提出的,在購置設備時,要注意試驗設備本身的精度是否適合于鏈條的疲勞試驗。

      4、與試驗機的連接夾具

      一般的軸向疲勞試驗機沒有配備專門用于試驗鏈條的連接夾具﹐需要試驗人員根據連接尺寸自行設計。

      1) 對夾具的一般要求

      a)連接夾具要按相應鏈段或鏈條試樣的規格系列設計。

      b)連接夾具的疲勞強度要比受試鏈段或鏈條高得多。

      c)連接夾具上、下對中性要好。d)便于試樣裝夾。

      2)雙自由度夾具

      受試鏈段或鏈條通過連接夾具與試驗機相連,上下夾具的對中性好壞以及原試驗機上下連接夾頭的對中性都將直接影響到試驗結果。標準建議采用雙自由度的連接夾具,這樣就可使試樣在兩個方向能自由擺動,消除由于上、下夾頭對中性誤差而造成的附加彎矩。

      另外采用雙自由度夾具,在改變試樣規格時,可只更換第二級的與鏈條試樣連接部分即可,無需將與試驗機傳感器部分相連接的螺紋件拆卸下來,所以雙自由度夾具裝夾更換都很方便。

      3)夾具的選材及強化處理

      對用來制造夾具的材料,并不是材料的靜強度指標越高越好,而是要求材料具有一定的韌性,對于應力集中不十分敏感,有高的抗疲勞性能,熱處理變形要小,熱處理宜采用調質處理,以獲得較高的綜合力學性能。

      建議對連接夾具采用強化處理,這主要是要提高夾具的疲勞壽命。在進行大量的成組對比疲勞試驗時,夾具的疲勞壽命是很重要的。

      4)銷軸

      連接夾具與受試鏈段連接用銷軸,建議采用同種規格鏈條的多排鏈用銷軸﹑無需特殊加工。一般情況下﹐鏈條生產廠生產的鏈條銷軸質量較穩定﹐強度可以滿足鏈條疲勞試驗要求,而且對于廠家來說也很方便。

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