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一、標(biāo)準(zhǔn)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(dān)項目工作組(WG)秘書處和項目負(fù)責(zé)人完成的第一項鏈傳動領(lǐng)域的國際標(biāo)準(zhǔn)制定項目。該項目于1996年立項,2004年發(fā)布,歷時8年。此國際標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)是我國機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)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(jīng)成熟的鏈條疲勞試驗技術(shù)通過制定國際標(biāo)準(zhǔn)在國際上推廣,該項標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)已成為鏈條產(chǎn)品在國際貿(mào)易中的重要質(zhì)量驗收判定方法和依據(jù)之一。由于該標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布,已經(jīng)改變了原有鏈條產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求格局,在新制修訂的幾乎所有鏈條產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中都相應(yīng)增加了對鏈條疲勞性能的新要求。該標(biāo)準(zhǔn)的制定對國際鏈傳動標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)產(chǎn)生了巨大而且深遠(yuǎn)的影響,該項標(biāo)準(zhǔn)的制定完成在國內(nèi)外所產(chǎn)生的社會效益非常顯著。

該標(biāo)準(zhǔn)利用金屬疲勞裂紋形成及擴(kuò)展機(jī)理,以及數(shù)理統(tǒng)計學(xué)原理而制定。該標(biāo)準(zhǔn)的制定和發(fā)布在世界范圍內(nèi)首次統(tǒng)一了鏈條疲勞試驗方法。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的試驗樣品的樣本容量及結(jié)構(gòu)型式,進(jìn)行鏈條疲勞試驗的試驗條件、連接夾具的結(jié)構(gòu)型式及技術(shù)要求、鏈條疲勞試驗規(guī)范、試驗記錄表格的形式以及試驗數(shù)據(jù)處理方法等,在世界范圍內(nèi)都首次得到了統(tǒng)一。使得各家(各國)所測數(shù)據(jù)具有可比性,給國際間貿(mào)易往來帶來了很大方便,大幅節(jié)省了試驗樣品數(shù)量和試驗所用時間。給國內(nèi)外的鏈條制造商帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益,即可節(jié)省大量的試驗樣品,又可節(jié)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(biāo)準(zhǔn)的特點

1、標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)為試驗方法標(biāo)準(zhǔn),對抽樣和數(shù)據(jù)處理方法在標(biāo)準(zhǔn)原文中僅作簡單規(guī)定﹐詳細(xì)請參照其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

3、標(biāo)準(zhǔn)只對試驗設(shè)備、試驗樣品﹑連結(jié)夾具、試驗程序和試驗結(jié)果報告格式作具體規(guī)定。

4、標(biāo)準(zhǔn)的試驗對象是單排鏈鏈段和裝配好的成品整條封閉環(huán)形鏈條,而不是組成鏈條的零件,測試結(jié)果可直接反映鏈條產(chǎn)品的疲勞強(qiáng)度。

三、標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容及應(yīng)用說明

1、試驗樣品

標(biāo)準(zhǔn)對試驗樣品規(guī)定為單排鏈鏈段或裝配好的成品整條封閉環(huán)形鏈條。

鏈段至少應(yīng)有3~5個自由鏈節(jié),自由鏈節(jié)不包括和試驗夾頭相連接的鏈節(jié)。鏈段的兩端即可為內(nèi)鏈節(jié)也可為外鏈節(jié),這樣規(guī)定是根據(jù)目前在世界同行業(yè)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(chǎn)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(jié)數(shù)與其疲勞強(qiáng)度的關(guān)系

試驗鏈節(jié)數(shù)的多少與測得的疲勞強(qiáng)度之間是有關(guān)系的。鏈節(jié)數(shù)少,測得的疲勞強(qiáng)度值高;鏈節(jié)數(shù)多,測得的疲勞強(qiáng)度值低,但鏈節(jié)數(shù)太多,會使試驗機(jī)振動系統(tǒng)的剛度降低,很難使疲勞試驗機(jī)起振。

3、試驗條件

標(biāo)準(zhǔn)中未對疲勞試驗機(jī)的類型作具體規(guī)定﹐這樣可使試驗者在選擇試驗設(shè)備時有一定的靈活性(只要滿足標(biāo)準(zhǔn)中對試驗機(jī)的要求即可)。實際上,國內(nèi)生產(chǎn)的疲勞試驗機(jī)主要是電磁振蕩式高頻疲勞試驗機(jī)和電液伺服式疲勞試驗機(jī)。

標(biāo)準(zhǔn)中對試驗機(jī)循環(huán)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(huán)頻率取決于試驗機(jī)類型、試驗鏈節(jié)數(shù)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(yīng)在同一臺試驗機(jī)上進(jìn)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(jié)果的影響,以減少數(shù)據(jù)的離散性。

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

4、與試驗機(jī)的連接夾具

一般的軸向疲勞試驗機(jī)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(jù)連接尺寸自行設(shè)計。

1） 對夾具的一般要求

a）連接夾具要按相應(yīng)鏈段或鏈條試樣的規(guī)格系列設(shè)計。

b）連接夾具的疲勞強(qiáng)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(jī)相連，上下夾具的對中性好壞以及原試驗機(jī)上下連接夾頭的對中性都將直接影響到試驗結(jié)果。標(biāo)準(zhǔn)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(guī)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(jī)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(qiáng)化處理

對用來制造夾具的材料,并不是材料的靜強(qiáng)度指標(biāo)越高越好,而是要求材料具有一定的韌性,對于應(yīng)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(diào)質(zhì)處理,以獲得較高的綜合力學(xué)性能。

建議對連接夾具采用強(qiáng)化處理,這主要是要提高夾具的疲勞壽命。在進(jìn)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(guī)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(chǎn)廠生產(chǎn)的鏈條銷軸質(zhì)量較穩(wěn)定﹐強(qiáng)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。