短节距精密滚子链和套筒链产品标准是世界链传动行业最早出现的标准,也是最重要链传动产品的基础标准。现行短节距精密滚子链和套筒链产品执行的国际标准是“ISO606:2015(E)《Short-pitch transmission precision roller and bush Chains,attachments and associated chain sprockets》”,我国等同采用ISO606:2004制定和发布了GB/T1243—2006《传动用短节距精密滚子链、套筒链、附件和链轮》这项重要的链传动国家标准。
GB/T 1243—2006规定了各类单排、双排和三排短节距精密滚子链和套筒链的尺寸互换性和最基本的强度性能指标要求(如节距、滚子或套筒直径、内节内宽等主要尺寸,链长精度及测量力要求,以及抗拉强度、疲劳强度要求等)及链条与链轮啮合配合的内互换性的限制性尺寸。推行该标准的目的是使相同齿形的链条和链轮是可互换的,同一个链轮可以与不同厂家的链条配套使用,但这并不意味所有的链条是相同的。该标准只规定了链条最低性能指标(各厂家链条的质量水平是存在差异的),对于那些不影响与链轮互换性的因素,留给生产厂和用户选择。该标准还对链条的预拉试验、拉力试验、动载试验、链轮的齿形(齿槽)尺寸及精度等一系列要求做出了规定。
GB/T 1243—2006中的传动用短节距精密滚子链和套筒链覆盖了最为广泛的应用领域,有标准A、B系列链条和ANSI重载系列链条三大类,节距规格从6.35mm到114.30mm(套筒链的节距尺寸≤9.525mm、滚子链的节距尺寸≥8.00mm、重载滚子链的节距尺寸为19.05~76.20mm)。A系列是源自ANSI标准的链条,一般用后缀A标记,有08A~48A及04C、06C、085共14种链号;B系列是源自欧洲的链条,一般用后缀B标记,共有06B~72B及081、083、084共18种链号;ANSI重载系列链条一般用后缀H标记,共有60H~240H等9种链号。各种链号规格的标准A、B系列滚子链(套筒链)或重载H系列链条及与链条相配用链轮的基本参数和主要尺寸在GB/T 1243—2006中都有详细的规定,该标准中所规定的链条尺寸是为了保证由不同厂家生产的同一规格链条的完全互换性及单个链节的互换性。该标准中的链条最小抗拉强度和链条在3×106疲劳试验循环次数时的最小动载强度是反映传动链条固有性能的强度指标,这两个参数既是选择产品的重要技术参数,也是与产品安全密切相关的指标。该标准还规定了各个链号的单排、双排及三排规格链条的最小抗拉强度值,最小抗拉强度有3.5~3750kN的不等要求。限于某些设计和试验条件的限制,该标准只规定了单排链条的最小动载强度指标值,并明确指出双排链和三排链的动载试验不能用单排链的值按比例套用。
在我国,传动用短节距精密滚子链和链轮国家标准是一项涉及链条、链轮产品的首个国家标准。滚子链标准的第1版发布于1976年,是两项试行标准:GB 1243—1976《短节距传动用精密滚子链》和GB 1244—1976《短节距传动用精密滚子链链轮齿形和公差》。GB 1243—1976主要是参照ISO/TC 100(国际标准化组织中的链条链轮技术委员会)中的ISO 606R:1976(非正式国际标准)而制定的,GB 1244—1976规定的链轮齿形(齿槽)为三圆弧一直线齿形(齿槽),与美国ANSI B29.1—1975规定的链轮齿形尺寸基本一致。1982年ISO 606:1982正式发布,我国参照这一国际标准对GB 1243—1976和GB 1244—1976进行了修订,并于1983年发布了GB 1243.1—1983《传动用短节距精密滚子链》和GB 1243.2—1983《传动用短节距精密滚子链输送用附件》,又于1985年发布了GB 1244—1985《传动用短节距精密滚子链和套筒链链轮 齿形和公差》,这三项标准属于我国传动用滚子链标准的第2版。GB 1244—1985的链轮齿形(齿槽)已改为“链轮的实际齿槽形状应在标准所规定的最大齿槽形状和最小齿槽形状的范围内,组成齿槽的各段曲线应光滑连接”,但在附录参考件中保留了可应用的三圆弧一直线齿形(齿槽形状)。此后,ISO/TC 100又对ISO 606:1982进行修订,发布了ISO 606:1994。为此,我国也及时组织了对滚子链标准(第2版)的修订,且修订完全等效采用ISO 606:1994。修订后的标准为GB/T 1243—1997《短节距传动用精密滚子链和链轮》,此标准已是滚子链标准的第3版,且GB/T 1243—1997代替GB 1243.1—1983、GB 1243.2—1983和GB 1244—1985这三项标准;GB/T 1243—1997对链轮已不再规定具体齿形,仅规定了齿形范围(即最大和最小齿槽形状决定了齿槽形状的极限)。需要指出的是,三圆弧一直线齿形是在ISO 606:1994和GB/T 1243—1997规定的链轮齿形范围内的,所以这种齿形是诸多符合ISO齿形要求的齿形之一。
因为在GB/T 1243—2006发布之前,我国的传动用短节距精密滚子链标准中没有涉及短节距套筒链产品,为此我国于1985年首次发布了GB 6076—1985《传动用短节距精密套筒链》,GB 6076—1985中仅有链条产品的内容而没有链轮和附件的内容。随后,我国还按照等同采用ISO 1395:1977和ISO 1395:1977/A1:1982的制定原则,对GB 6076—1985进行了修订,并于2003年发布了GB/T 6076—2003《短节距传动用精密套筒链和链轮》,该标准增加了套筒链附件和链轮的规定,使得其内容更加完整。
同样在GB/T 1243—2006发布之前,由于原滚子链标准中没有加重系列滚子链的内容,因此我国在1985年参照美国标准ANSI/ASME B29.1—1975中加重系列滚子链的要求,制定和发布了JB3875—1985《传动用短节距精密滚子链加重系列》,规定了12AH~48AH共8个链号的加重系列滚子链的要求。而后为了与国际接轨,在1999年对JB 3875—1985进行了修订(仅对原标准作了编辑性修改,主要技术内容没有变化),并发布了JB/T 3875—1999《传动用短节距精密滚子链加重系列》这项机械行业标准。
另外,我国在GB/T 1243—1997发布之前,为适应当时链条生产企业的需求,规范链条制造工艺、促进产品质量的稳定和提高,曾先后制定、发布了JB/Z 191—1983《GB 1243.1—1983《短节距传动用精密滚子链》的补充技术要求》、ZB J18 004—1989《传动用精密滚子链和套筒链零件金相检验》、ZB J18007—1990《传动用精密滚子链和套筒链材料及零件热处理质量一般规定》和JB/T 58750—1992《GB 1243.1《传动用短节距精密滚子链》的补充技术要求(内部使用)》(代替JB/Z191—1983)等一系列有关传动链制造工艺、质量评定和检验方面的行业标准。后来我国各种链条标准制修订时,根据“制定技术标准应按照‘性能原则’进行技术要素选择,标准应给今后技术发展留有最大余地”等有关规范制定标准的要求,更多的是规定了链条的互换性、整链性能以满足使用等特性,而一般对链条的零件材料、组织及硬度和链条装配工艺参数等要求不做规定。所以在制修订GB/T 1243—1997和GB/T 6076—2003时都不再编入这些具体规定链条工艺质量要求的内容,并废止了这些行业标准。这样,也使我国各项链条标准与相应的ISO链条标准一致。但这些已废止的工艺、质量要求等方面的行业标准,对滚子链及套筒链的产品和工艺设计仍有一定的指导作用,可参考应用。
2004年ISO/TC 100对滚子链和套筒链的国际标准再次做了技术修订,发布了取代ISO 606:1994和ISO 1395:1977这两项标准的“ISO 606:2004(E)《Short-pitch transmission precision roller and bush Chains,attachments and associated chain sprockets》”新版国际标准,我国紧接着就按照等同采用ISO 606:2004(英文版)的修订原则对GB/T 1243—1997进行了修订,并于2006年12月发布了GB/T 1243—2006《传动用短节距精密滚子链、套筒链、附件和链轮》。GB/T 1243—2006中增加了一些新的技术要求,并把GB/T 6076—2003和JB/T 3875—1999的有关内容整合纳入。因此,GB/T 1243—2006相对GB/T 1243—1997来说,标准内容变化较大,主要有:
1)增加了对动载试验(疲劳试验)的规定、并增加了各链号规格单排链条在3×106循环次数时的最小动载强度指标值。
2)增加了04C和06C两种链号规格的套筒链产品。
3)增加了与JB/T 3875—1999有所区别的ANSI重载系列链条规格,主要区别是:GB/T 1243—2006中称作ANSI重载系列链条、而JB/T 3875—1999中称这类链条为加重系列链条;GB/T 1243—2006改为采用ANSI链号系统,即60H~240H共9个链号(比JB/T3875—1999增加了一个链号),且不同于原采用的12AH~48AH链号。
4)将GB/T 1243—1997旧标准中的最小抗拉载荷改称为最小抗拉强度。这里需要指出的是,GB/T 1243—2006中的最小抗拉强度是一个链传动领域的专有技术术语及通过检测链条承受拉力(载荷)的大小来度量链条强度性能的概念,链条最小抗拉强度的单位为N或kN,不同于与材料力学专业理论上的最小抗拉强度Rm(单位为N/mm2)。
5)预拉载荷改为最小抗拉强度的30%(旧标准规定的预拉载荷为最小抗拉载荷的三分之一)。
GB/T 1243—2006自2007年5月1日实施,代替GB/T 1243—1997、GB/T 6076—2003;此外,由于GB/T 1243—2006中已包含了JB/T 3875—1999中规定的链条,我国在2008年1月23日发出公告废止了JB/T 3875—1999。
随着短节距精密滚子链和套筒链标准的不断制订和修订,现行GB/T 1243—2006《传动用短节距精密滚子链、套筒链、附件和链轮》已成为包含产品规格品种和技术内容最多的链传动产品的重要基础标准。但这项现行标准还是存在缺憾的,如没有规定链条链节压出力这一评价链条连接可靠度的技术指标要求值,所以我国在2010年首次发布和实施了机械行业标准———JB/T 10970—2010《链条压出力试验规范》,这项标准为评价链条连接可靠度这一重要指标提供了统一的方法和依据。JB/T 10970—2010规定了GB/T 1243—2006所覆盖的滚子链和套筒链产品的内、外链节的最小压出力,这些指标数值同样适用双节距精密滚子链产品(有关双节距精密滚子链的介绍参见2.1.6)。JB/T 10970—2010很好地起到了对GB/T 1243—2006等标准的补充和完善作用。
应当说明,2015年8月下旬,经检索获知:ISO/TC 100在ISO国际标准化组织官网上发布了“新修订的:ISO 606:2015(E)《Short-pitch transmission precision roller and bush chains,attachments and associated chain sprockets》[传动用短节距精密滚子链、套筒链、附件和链轮(英文版)]已提前发布(出版)”的最新消息。ISO/TC 100最新发布的ISO 606:2015是ISO 606的第3次修订,也是ISO 606的第4版;自2015年8月13日起,ISO 606:2015代替ISO 606:2004,ISO 606:2004(ISO 606的第3版)作废。(www.xing528.com)
ISO 606:2015(E)是对ISO 606:2004的修订,修订的主要内容包括:①增加了双排链、三排链及多排链的动载(疲劳)强度性能要求,提供了计算(确定)双排链和三排链的最小动载强度指标值的参考方法;②增加了ANSI的Extra heavy series(超级重载系列)的60HE、80HE、100HE、120HE、140HE、160HE、180HE、200HE、240HE链条规格(与JIS B 1801:2014的内容一致);③将ISO 606中的A系列链条改为采用ANSI标准的链号(即ISO 606:2015中将原04C、06C、08A、085、10A、12A、16A、20A、24A、28A、32A、36A、40A、48A等规格的链号改为25、35、40、41、50、60、80、100、120、140、160、180、200、240);④补充了链条拉力试验时限制加载速度的参考信息,修订后的ISO 606:2015(E)内容更趋完整,更有利于高端高强度滚子链的开发,有效地解决了困惑链传动行业多年的“缺少多排滚子链和套筒链疲劳性能指标要求”这一难点问题,更好地满足了链条制造商和使用方等各方的需求。
由于新版国际标准的正式文本需在ISO官网发布消息的一段时间后才会在中国销售,所以本书编著者目前还没有获得ISO 606:2015(E)的正式文本,上述内容仅是根据ISO官网发布的ISO 606:2015(E)目录及标准介绍、前言等信息,以及国际标准草案ISO/DIS 606:2014(E)文本等有关资料而编写的,供读者参考。如需及时应用新版ISO 606:2015(E)的内容,应以标准原文内容为准。
如前所述,ISO 606的内容主要源于美国ANSI/ASME标准和英国BS标准,而滚子链及套筒链的现行英国BS标准等同采用ISO 606,所以现行ISO 606:2015(E)中有关B系列链条的规定与BS标准是一致的。现行美国精密滚子链及套筒链的标准是2012年1月31日美国机械工程师学会颁布(出版)的“ASME B29.1—2011《(Revision of ASME B29.1and Partition From ASME B29.100—2002)Precision Power Transmission Roller Chains,Attachments,and Sprockets》”,而ASME B29.1一直是世界链传动领域的一项重要标准。ISO 606的各次制修订中,并没有完全采纳ASME B29.1的内容,所以ISO 606中对A系列和ANSI重载系列链条的规定与美国标准ASME B29.1的规定是存在一些差异的,表2-1所列为这两项标准中对链条、链轮产品要求的主要不同点。在欧美市场上销售的A系列和ANSI重载系列链条往往是应用ASME B29.1的,所以在生产这些链条产品要十分关注ASME B29.1与ISO 606的不同要求。
表2-1 GB/T 1243—2006和ASME B29.1—2011对链条、链轮产品要求的主要不同点
(续)
① 需要说明的是,个别符合GB/T1243/ISO606标准的B系列滚子链,其中双排、多排链条的抗拉强度不等于
单排链条抗拉强度乘以排数,所以对于这些B系列滚子链可以按GB/T1243—2006或ISO606:2015(E)规
定的双、三排链条的抗拉强度值推算出多排链条的抗拉强度值。如:GB/T1243—2006规定08B-1单排滚子
链的最小抗拉强度值是17.8kN,08B-2双排滚子链的最小抗拉强度值是31.1kN(不等于17.8×2=35.6
kN),因此08B-4四排滚子链最小抗拉强度值不等于17.8×4=71.2kN、应该等于62.2kN(由31.1×2推算
出的这个数值)。
除了美国ASME B29.1—2011外,日本现行精密滚子链及套筒链标准JIS B 1801:2014《伝動用ローラチェーン及びブシュチェーン》(传动用短节距精密滚子链及套筒链)与ISO 606或GB/T 1243也存在着一些差异,如JISB1801:2014正文对链条的最小动载强度指标数值没有具体的规定(仅把与ISO 606一致的最小动载强度数值作为参考资料在标准的“附录JC”中列出,说明JIS标准还没有完全认同ISO标准的动载强度数值),且对销轴、套筒和滚子三种零件的表面硬度要求有明确规定;而ISO 606或GB/T 1243没有对链条零件的硬度要求作出规定等。因此在应用JISB1801:2014设计产品时,也要注意JIS B 1801:2014与ISO 606或GB/T 1243的差异。另外,JIS B 1801:2014还率先增加了ANSI超级重载系列链条(ANSI)的内容[ANSI超级重载(HE)系列链条的说明参见2.1.1(3)中的有关叙述]。
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