鏈條拉力試驗標準及應用

拉力測試是鏈條重要的測試項目,所有的國際標準都有規定鏈條的拉力標準(不鏽鋼鏈條除外),也是判斷鏈條品質的重要特性之一,透過拉力試驗結果,可以判斷鏈條製造過程是否有材質、熱處理、零件、組立等缺陷。


一、鏈條拉力試驗的測試方法

依據 ISO 606(Short-pitch transmission precision roller and bush chains, attachments and associated chain sprockets)標準,鏈條拉力測試重點如下:

  1. 測試拉力的鏈條,至少要有5個自由鏈節的長度。
  2. 測試鏈條與拉力試驗機的連接,用允許在鏈節法平面以及鏈條中心線的二側自由運動的夾具連接。
  3. 拉力應緩慢地施加,其速度不要超過50.8mm/min。
  4. 隨著拉力增加,鏈條會同時被拉長,一直到鏈條斷裂過程的最高拉力,則為鏈條的抗拉強度,也可以從應力-應變曲線圖(force/extension diagram)來判讀,應力曲線的最高點即為鏈條的抗拉強度。
  5. 如果斷裂點發生在鏈條與夾具連接的位置時,則為無效試驗。
  6. 拉力試驗是屬於破壞試驗,即使鏈條外觀沒有明顯損傷,拉力試驗過的鏈條樣品,不能再使用。

測試後的滾子鏈條

測試後的鏈板鏈條


二、拉力試驗標準

除了鑄造鏈條、塑膠鏈條,大部分的鏈條國際標準都有規定鏈條的拉力標準,以下列出主要的國際標準:

  1. 滾子鏈條(Roller chain):ISO 606、ASME B29.1、JIS B1801。
  2. 雙節距滾子鏈條(Double pitch roller chain):ISO 1275、ASME B29.100、JIS B 1803。
  3. 鏈板鏈條(Leaf chain):ISO 4347、ASME B29.8、JIS B 1804。
  4. 摩托車鏈條(Motorcycle chain):ISO 10190。
  5. 不鏽鋼鏈條(Stainless steel chain):除了ASME B29.21(700 Class Chains, Attachments, and Sprocket Teeth for Water and Sewage Treatment Plants)有規定不鏽鋼鏈條拉力標準之外,目前在Roller chain、Double pitch roller chain、leaf chain等鏈條標準,都是針對碳鋼/合金鋼鏈條所訂定,但並沒有對不鏽鋼鏈條訂出標準,業界生產的不鏽鋼鏈條,只有在尺寸方面是參照碳鋼/合金鋼鏈條標準,但拉力方面,不鏽鋼鏈條拉力較低,無法達到碳鋼/合金鋼鏈條標準。
  6. 以下是ISO 606、JIB B 1801以及ASME B29.1規定的Roller chain鏈條拉力標準和MCC鏈條平均拉力:


ISO 606、JIS B 1801與ASME B29.1Roller chain規定之拉力標準:
單位(kN) 25 35 41 40 50 60 80 100 120 140 160 180 200 240
ISO/JIS 3.5 7.9 6.7 13.9 21.8 31.3 55.6 87.0 125.0 170.0 223.0 281.0 347.0 500.0
ASME 3.47 7.83 6.67 13.9 21.71 31.27 55.6 86.87 125.1 170.27 222.4 281.47 347.5 500.4
MCC 平均 4.41 10.29 11.76 18.13 30.38 43.12 76.44 112.7 147.0 196.0 274.4 372.4 470.4 671.3


三、MCC拉力試驗機介紹

    1. 拉力試驗機是以油壓或是電力驅動方式,透過荷重元(load cell)或是油壓感應力量值,MCC目前二台新型的拉力試驗機,其中1台是200噸(2000kn)臥式拉力機,另1台是20噸(200kn)立式拉力機,測試能力涵蓋全系列標準滾子鏈條(Roller chain)及鏈板鏈條(Leaf chain)。
    2. 以上二者都是電腦控制的最新機型,測試拉力同時也能顯示拉力與伸長關係(應力應變曲線)以及彈性限度、降伏點等數據,也能設定測試速度、測試位移、荷重速率等不同的測試條件,並且能夠將所有的測試記錄以資料庫檔案儲存,可以查詢各種規格鏈條的拉力變化,做為控制/提升品質的依據。

    Tensile testing machine

    四、拉力試驗應用及效益

    1. 確保鏈條品質,保證MCC製造的鏈條強度超越標準要求。

    2. 改善鏈條品質,如果拉力試驗結果發現異常,可以進一步分析原因並進行改善,可能的異常原因舉例如下:

    • 材質問題:材質等級不佳、材質錯誤/誤用。
    • 熱處理問題:熱處理條件錯誤、熱處理設備異常。
    • 零件問題:鏈片沖孔位置偏離(偏孔)、小軸太短(短軸)。
    • 組立問題:缺件、混料。

    3. 提升鏈條強度:測試新的材料、新的熱處理方法,提升鏈條強度。

    4. 新產品開發:測試新開發的鏈條強度是否符合相關要求。

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    MCC-工業鏈條專家

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