Вимоги до точності випробування твердості роликових ланцюгів

Вимоги до точності випробування твердості роликових ланцюгів: ключові елементи та практичні рекомендації
У галузі механічної передачі роликові ланцюги є ключовими компонентами трансмісії, а їхня продуктивність та якість безпосередньо пов'язані з ефективністю роботи та надійністю механічного обладнання. Як важливий засіб оцінки якості роликових ланцюгів, не можна ігнорувати вимоги до точності випробування на твердість. У цій статті детально розглянуто вимоги до точності випробування на твердість роликових ланцюгів, включаючи відповідні стандарти, фактори, що впливають на точність, та методи підвищення точності, з метою надання цінної інформації міжнародним оптовим покупцям, щоб допомогти їм вибрати високоякісні продукти роликових ланцюгів.

1. Важливість перевірки твердості роликових ланцюгів

Роликові ланцюги відіграють ключову роль у системах передач різного механічного обладнання, такого як мотоцикли, велосипеди, промислове обладнання тощо. Їхня основна функція полягає у витримуванні натягу та передачі потужності, тому вони повинні мати хороші механічні властивості, включаючи міцність на розрив, втому, зносостійкість тощо. Твердість, як важливий показник механічних властивостей матеріалу, тісно пов'язана з цими властивостями роликових ланцюгів.
Випробування на твердість може відображати міцність та зносостійкість матеріалів роликових ланцюгів. Наприклад, вища твердість зазвичай означає, що матеріал має кращу зносостійкість та може протистояти зношуванню протягом тривалого використання, тим самим забезпечуючи точність розмірів та передавальні характеристики роликового ланцюга. Водночас твердість також пов'язана з міцністю на розтяг роликового ланцюга. Роликовий ланцюг з відповідною твердістю може підтримувати структурну цілісність та стійкість під впливом розтягу.

2. Стандартні вимоги до випробування твердості роликових ланцюгів

(I) Міжнародний стандарт ISO 606:2015

ISO 606:2015 «Короткокрокові прецизійні роликові ланцюги, зірочки та системи ланцюгової передачі для трансмісій» – це міжнародний стандарт випробування роликових ланцюгів, що охоплює проектування, матеріали, виробництво, перевірку та приймання ланцюгів. Цей стандарт висуває чіткі вимоги до випробування на твердість роликових ланцюгів, включаючи методи випробувань, місця випробувань, діапазони твердості тощо.

Метод випробування: Для випробувань зазвичай використовується твердомір Роквелла. Це поширений метод випробування твердості, який характеризується простотою роботи та високою швидкістю. Під час випробування ланцюгові пластини, штифти та інші компоненти роликового ланцюга розміщуються на робочому столі твердоміра, прикладається певне навантаження, а значення твердості визначається шляхом вимірювання глибини вдавлення.
Місце випробування: Випробування на твердість проводяться на різних частинах роликового ланцюга, таких як поверхня ланцюгової пластини, головка штифта тощо, щоб забезпечити всебічну оцінку твердості роликового ланцюга. Вимоги до твердості цих частин різні. Твердість поверхні ланцюгової пластини зазвичай повинна бути в межах 30-40 HRC, а твердість штифта - близько 40-45 HRC.
Діапазон твердості: Стандарт ISO 606:2015 визначає відповідний діапазон твердості для роликових ланцюгів різних типів та специфікацій, щоб забезпечити їхню працездатність у фактичних умовах експлуатації. Наприклад, для деяких малих роликових ланцюгів вимоги до твердості пластин є відносно низькими, тоді як для роликових ланцюгів, що використовуються у важкому машинобудуванні, потрібна вища твердість.
(II) Китайський національний стандарт GB/T 1243-2006
GB/T 1243-2006 «Короткокрокові прецизійні роликові ланцюги та зірочки для передач» – це важливий національний стандарт для роликових ланцюгів у Китаї, який детально визначає класифікацію, технічні вимоги, методи випробувань, правила перевірки, а також вимоги до маркування, упаковки, транспортування та зберігання роликових ланцюгів. Стандарт також містить конкретні положення щодо випробування на твердість.
Індекс твердості: Стандарт визначає, що твердість ланцюгової пластини, штифта, втулки та інших компонентів роликового ланцюга повинна відповідати певним вимогам. Візьмемо для прикладу ланцюгову пластину, вимога до твердості якої зазвичай становить від 180 до 280 HV (твердість за Віккерсом), а конкретне значення залежить від специфікацій та використання роликового ланцюга. Для деяких високоміцних роликових ланцюгів вимога до твердості ланцюгової пластини може бути вищою, щоб відповідати вимогам використання за великих навантажень, ударів та інших робочих умов.
Метод та частота випробувань: Використовуйте відповідні методи випробування твердості, такі як випробування на твердість за Роквеллом або випробування на твердість за Віккерсом, для регулярного контролю твердості роликового ланцюга та забезпечення відповідності його стандартним вимогам. Під час виробничого процесу кожна партія роликових ланцюгів зазвичай проходить відбір проб та випробування, щоб забезпечити стабільність загальної якості продукції.

3. Фактори, що впливають на точність вимірювання твердості роликового ланцюга

(I) Точність випробувального обладнання
Точність обладнання для вимірювання твердості безпосередньо впливає на точність результатів випробувань. Якщо точність твердоміра недостатньо висока або обладнання неправильно відкаліброване, це може призвести до відхилень у результатах випробувань. Наприклад, такі проблеми, як знос індентора та неточне прикладання навантаження твердоміром, вплинуть на вимірювання значення твердості.
Калібрування обладнання: Регулярне калібрування твердоміра є одним з ключових заходів для забезпечення точності випробування. Використовуйте стандартний блок твердості для калібрування твердоміра та перевірте, чи знаходиться його похибка показань у допустимому діапазоні. Зазвичай рекомендується калібрувати твердомір принаймні раз на рік, щоб забезпечити точність його вимірювання.
Вибір обладнання: Також дуже важливо вибрати обладнання для вимірювання твердості з високою точністю та надійною якістю. На ринку доступно багато типів твердомірів, таких як твердоміри за Роквеллом, Віккерсом, Брінеллем тощо. Для вимірювання твердості роликових ланцюгів зазвичай перевагу надають твердоміру за Роквеллом, який має широкий діапазон вимірювань, простий в експлуатації та може задовольнити вимоги більшості випробувань твердості роликових ланцюгів.
(II) Підготовка тестових зразків
Якість та метод підготовки випробуваного зразка також впливатимуть на точність вимірювання твердості. Якщо поверхня зразка шорстка, дефектна або нерівна, це може призвести до неточних або ненадійних результатів випробування.
Підготовка зразка: Перед проведенням випробування на твердість необхідно належним чином підготувати випробувану частину роликового ланцюга. По-перше, переконайтеся, що поверхня випробуваної деталі чиста та видалена з неї олія, забруднення тощо. Випробувану поверхню можна очистити відповідними засобами для чищення та методами протирання. По-друге, для деяких шорсткіших деталей може знадобитися шліфування або полірування, щоб отримати рівну випробувану поверхню. Однак слід бути обережним, щоб уникнути змін властивостей матеріалу, спричинених надмірним шліфуванням або поліруванням.
Відбір зразків: Для випробувань слід відбирати репрезентативні зразки з різних частин роликового ланцюга, щоб результати випробувань могли точно відображати загальну твердість роликового ланцюга. Водночас кількість зразків повинна бути достатньою для виконання вимог статистичного аналізу.
(III) Рівень роботи тестувальників
Рівень роботи випробувачів також має важливий вплив на точність вимірювання твердості. Різні випробувачі можуть використовувати різні методи та методики роботи, що призводить до відмінностей у результатах випробувань.
Навчання та кваліфікація: Випробувачам надається професійне навчання для ознайомлення з принципами, методами та процедурами роботи з обладнанням для вимірювання твердості, а також для опанування правильних методів випробувань. Випробувачі повинні мати відповідні кваліфікаційні сертифікати, що підтверджують їхню здатність самостійно проводити випробування твердості.
Експлуатаційні специфікації: Необхідно сформулювати суворі експлуатаційні специфікації та процеси, а випробувачі повинні працювати відповідно до цих специфікацій. Наприклад, під час процесу прикладання навантаження слід забезпечити рівномірне та стабільне прикладання навантаження, щоб уникнути перевантаження або недовантаження. Водночас слід звернути увагу на вибір місця проведення випробувань та запис даних вимірювань, щоб забезпечити точність та простежуваність даних.

4 Фактори навколишнього середовища

Такі фактори навколишнього середовища, як температура та вологість, також матимуть певний вплив на випробування на твердість. Випробування на твердість зазвичай проводяться в певному діапазоні температур. Якщо температура занадто висока або занадто низька, твердість матеріалу може змінитися, що вплине на результати випробування.
Контроль навколишнього середовища: Під час випробування на твердість температура та вологість випробувального середовища повинні бути максимально стабільними. Загалом, відповідний діапазон температур для випробування на твердість становить 10-35 ℃, а відносна вологість не перевищує 80%. Для деяких термочутливих матеріалів або високоточних випробувань на твердість може знадобитися проводити їх при постійній температурі та вологості.
Моніторинг навколишнього середовища: Під час випробування умови навколишнього середовища слід контролювати та записувати в режимі реального часу, щоб вплив факторів навколишнього середовища можна було враховувати під час аналізу результатів випробувань. Якщо буде виявлено, що умови навколишнього середовища перевищують допустимий діапазон, слід своєчасно вжити заходів для коригування або повторного випробування.

4. Методи підвищення точності випробування твердості роликових ланцюгів
(I) Оптимізація управління випробувальним обладнанням
Створення файлів обладнання: Створення детальних файлів обладнання для вимірювання твердості, запис основної інформації про обладнання, дати придбання, записи про калібрування, записи про технічне обслуговування тощо. Завдяки управлінню файлами обладнання можна вчасно зрозуміти його робочий стан та історію, що забезпечує основу для технічного обслуговування та калібрування обладнання.
Регулярне технічне обслуговування: розробіть план регулярного технічного обслуговування обладнання для вимірювання твердості та виконуйте такі роботи з технічного обслуговування, як очищення, змащування та перевірка обладнання. Регулярно замінюйте вразливі деталі, такі як індентор та мікрометричний гвинт твердоміра, щоб забезпечити нормальну роботу та точність вимірювання обладнання.
(ii) Посилити навчання тестувальників
Внутрішні навчальні курси: Підприємства можуть організовувати внутрішні навчальні курси та запрошувати професійних експертів з випробувань на твердість або технічний персонал виробників обладнання для навчання випробувачів. Зміст навчання повинен включати теоретичні знання з випробувань на твердість, навички роботи з обладнанням, методи та методики випробувань, обробку та аналіз даних тощо.
Зовнішнє навчання та обмін: Заохочуйте випробувачів брати участь у зовнішніх навчальних заходах та академічному обміні для розуміння найновіших технологій та тенденцій розвитку в галузі випробувань на твердість. Обмінюючись досвідом з випробувачами з інших компаній, вони можуть вивчати передові методи випробувань та управлінський досвід, а також підвищувати власний рівень бізнесу.
(iii) Стандартизувати процес тестування
Розробка стандартних операційних процедур (СОП): Відповідно до відповідних стандартів та специфікацій, а також фактичної ситуації на підприємстві, розробка детальних стандартних операційних процедур для випробування на твердість. СОП повинна включати підготовку випробувального обладнання, підготовку зразків, етапи випробування, запис та обробку даних тощо, щоб забезпечити виконання випробування кожним випробувачем однаковим операційним методом.
Посилити нагляд та аудит: Призначити спеціального керівника для контролю процесу випробування твердості, щоб забезпечити суворе дотримання випробувачем стандартних операційних процедур (СОП). Регулярно переглядати та аналізувати результати випробувань, а також своєчасно досліджувати та обробляти аномальні дані.
(IV) Розгляньте питання компенсації за екологічні фактори
Обладнання для моніторингу навколишнього середовища: оснащене обладнанням для моніторингу навколишнього середовища, таким як термометри, гігрометри тощо, для контролю температури та вологості випробувального середовища в режимі реального часу. Зіставлення та аналіз даних моніторингу навколишнього середовища з результатами випробувань на твердість для вивчення впливу факторів навколишнього середовища на випробування на твердість.
Метод корекції даних: Відповідно до впливу факторів навколишнього середовища, встановіть відповідну модель корекції даних для корекції результатів випробувань на твердість. Наприклад, коли температура відхиляється від стандартного діапазону температур, значення твердості можна скоригувати відповідно до температурного коефіцієнта матеріалу для отримання точніших результатів випробувань.

5. Метод перевірки точності випробування твердості роликового ланцюга

(I) Порівняльний тест
Виберіть стандартний зразок: Використовуйте стандартний зразок роликового ланцюга або стандартний блок твердості з відомою твердістю для порівняння з роликовим ланцюгом, що підлягає випробуванню. Твердість стандартного зразка повинна бути сертифікована та відкалібрована авторитетною організацією та мати високу точність.
Порівняння результатів випробувань: За однакових умов випробування проведіть випробування на твердість відповідно на стандартному зразку та зразку, що випробовується, та запишіть результати випробувань. Оцініть точність та правильність випробування на твердість, порівнявши результати випробувань зі значенням твердості стандартного зразка. Якщо відхилення між результатом випробування та стандартним значенням знаходиться в допустимому діапазоні, це означає, що точність випробування на твердість висока; в іншому випадку необхідно перевірити та скоригувати процес випробування.
(II) Випробування на повторюваність
Кілька вимірювань: Виконайте кілька випробувань на твердість на одній і тій самій випробувальній частині одного й того ж роликового ланцюга та намагайтеся дотримуватися однакових умов випробування та методів роботи для кожного випробування. Запишіть результати кожного випробування та обчисліть статистичні параметри, такі як середнє значення та стандартне відхилення результатів випробування.
Оцінка повторюваності: За результатами випробування на повторюваність оцініть повторюваність та стабільність випробування на твердість. Загалом, якщо стандартне відхилення кількох результатів випробувань мале, це означає, що повторюваність випробування на твердість добра, а точність випробування висока. Навпаки, якщо стандартне відхилення велике, це може свідчити про нестабільність випробувального обладнання, нестабільну роботу тестера або інші фактори, що впливають на точність випробування.
(III) Перевірка стороннім випробувальним агентством
Оберіть авторитетне агентство: довірте випробування та перевірку твердості роликового ланцюга кваліфікованому сторонньому випробувальному агентству. Ці агентства зазвичай мають сучасне випробувальне обладнання та професійних техніків, можуть проводити випробування відповідно до суворих стандартів та специфікацій, а також надавати точні та надійні звіти про випробування.
Порівняння та аналіз результатів: Порівняйте та проаналізуйте результати випробувань на твердість у компанії з результатами випробувань стороннього випробувального агентства. Якщо результати між ними узгоджуються або відхилення знаходиться в допустимому діапазоні, можна вважати, що точність випробувань на твердість у компанії висока; якщо є значне відхилення, необхідно знайти причину та внести покращення.

6. Аналіз фактичного випадку

(I) Передумови справи
Виробник роликових ланцюгів нещодавно отримав відгук від клієнтів про те, що партія роликових ланцюгів, виготовлених ним, мала такі проблеми, як надмірний знос та поломка під час використання. Спочатку компанія підозрювала, що твердість роликового ланцюга не відповідає вимогам, що призводить до зниження його механічних властивостей. Щоб з'ясувати причину, компанія вирішила провести випробування на твердість та аналіз партії роликових ланцюгів.
(II) Процес випробування твердості
Відбір зразків: з партії було випадковим чином відібрано 10 роликових ланцюгів як тестові зразки, а зразки були взяті з ланцюгових пластин, штифтів та інших частин кожного роликового ланцюга.
Випробувальне обладнання та методи: Для випробувань використовувався твердомір за Роквеллом. Відповідно до методу випробувань, що вимагається стандартом GB/T 1243-2006, твердість зразків перевірялася за відповідного навантаження та випробувального середовища.
Результати випробувань: Результати випробувань показують, що середня твердість ланцюгової пластини цієї партії роликових ланцюгів становить 35HRC, а середня твердість валу-пальця - 38HRC, що значно нижче за діапазон твердості, вимоги стандарту (ланцюгова пластина 40-45HRC, вал-пальця 45-50HRC).
(III) Аналіз причин та заходи щодо їх усунення
Аналіз причин: В результаті дослідження та аналізу виробничого процесу було виявлено проблеми в процесі термічної обробки цієї партії роликових ланцюгів, що призвело до недостатньої твердості. Основними причинами є недостатній час термічної обробки та неточний контроль температури.
Заходи вирішення: Компанія оперативно скоригувала параметри процесу термічної обробки, подовжила час термічної обробки та посилила контроль температури. Випробування на твердість відновленого роликового ланцюга показало, що твердість пластини ланцюга досягла 42HRC, а твердість валу – 47HRC, що відповідає вимогам стандарту. Удосконалений роликовий ланцюг не мав подібних проблем з якістю під час використання клієнтами, і задоволеність клієнтів покращилася.

7. Підсумок

Вимоги до точності випробування твердості роликових ланцюгів є вирішальними для забезпечення його якості та ефективності. Міжнародні та національні стандарти чітко визначили методи, місця та обсяг випробувань твердості роликових ланцюгів. Існує багато факторів, що впливають на точність випробування твердості, включаючи точність випробувального обладнання, підготовку випробувальних зразків, рівень роботи випробувачів та фактори навколишнього середовища. Точність випробування твердості роликових ланцюгів можна ефективно підвищити, оптимізувавши управління випробувальним обладнанням, посиливши підготовку випробувачів, стандартизуючи процеси випробувань та врахувавши компенсацію факторів навколишнього середовища. Водночас точність випробування твердості можна перевірити за допомогою таких методів, як порівняльні випробування, випробування на повторюваність та перевірка сторонніми випробувальними агентствами.
У реальному виробництві та застосуванні підприємства повинні суворо дотримуватися відповідних стандартів щодо проведення випробувань на твердість роликових ланцюгів, щоб забезпечити точність та надійність результатів випробувань. Міжнародні оптові покупці, вибираючи постачальників роликових ланцюгів, повинні звертати увагу на їхні можливості випробування на твердість та рівень контролю якості, а також вимагати від постачальників надання точних звітів про випробування на твердість та відповідних документів щодо сертифікації якості. Тільки вибираючи високоякісні роликові ланцюги, що відповідають вимогам до твердості, можна гарантувати нормальну експлуатацію та термін служби механічного обладнання, зменшити витрати на технічне обслуговування та заміну, спричинені проблемами з якістю роликових ланцюгів, підвищити ефективність виробництва та економічні вигоди підприємств, а також створити хороший корпоративний імідж та репутацію бренду на міжнародному ринку.