滚子链和套筒链的专用应用

2.1.8.1汽车用滚子链和套筒链

汽车用精密短节距滚子链和套筒链是近年来发展起来的用于汽车传动等方面的高精度、高强度链条。汽车用精密短节距滚子链主要用于汽车发动机正时系统、机油泵、平衡轴和共轨泵驱动系统，它是发动机的关键零部件，因而汽车用滚子链应具有较高的强度、疲劳和耐久性能，以及较好的耐磨性。汽车用精密短节距套筒链主要用于柴油发动机正时系统、平衡轴，套筒链与滚子链相比，结构简单且具有较高的耐磨性。汽车用精密滚子链和套筒链在汽车正时系统上应用较多，故经常被称为正时链。汽车用滚子链和套筒链多数为单排或双排结构的链条，其链板形状一般是直边形。图2-8所示为汽车发动机上使用的精密正时滚子链系统，图2-8b所示的链条长度（节数）只是一种示意。

图2-8 汽车发动机正时链传动系统

a）正时链传动系统（结构模型图） b）正时滚子链及链轮

近年来，汽车发动机的正时传动和机油泵传动越来越广泛地采用了链传动装置，由于汽车用滚子链和套筒链不同于普通的工业链条，所以GB/T 1243—2006中规定的短节距精密滚子链和套筒链的要求是不能完全适用汽车用链条的。随着我国汽车工业的快速发展，汽车产量急剧扩大，配套的汽车用链条需求量也相应剧增，而作为汽车主要传动件之一的链条却没有一个统一的标准。针对这一状况，为规范市场、提升我国汽车链条产品的国际市场竞争能力，全国链传动标委会自2009年起组织了《汽车用滚子链和套筒链》标准的首次制订，于2010年11月审查通过，工信部2013年5月批准发布了JB/T 11636—2013《汽车用滚子链和套筒链》，并于2013年9月1日开始实施。JB/T 11636—2013在起草过程中部分参考了日本汽车行业标准JASO E 103：1983《汽车用滚子链和套筒链》，同时包含了目前我国汽车发动机凸轮轴以及驱动机构的滚子链和套筒链的主要规格系列；该标准规定了用于汽车发动机的精密滚子链和套筒链的结构型式、基本参数和尺寸、链长精度、预拉、最小抗拉强度和动载试验载荷，以及与这些链条相配的链轮的技术要求；标准规定了节距尺寸分别为p=6.35mm、7.0mm、8.0mm和9.525mm的共8种规格汽车用链条，其中有链号分别为25HF、04MF、05CF、06CF的四种汽车用套筒链，以及链号分别为05E、06BT、06BT-2和06BTH的四种汽车用滚子链。

鉴于用于汽车发动机等场合的链条不同于普通的工业链条，其不仅在高速、高温工况下服役，而且承受着怠速、加速、减速等交变速度的冲击，服役条件较苛刻，其传递的功率和工作转速大于常规滚子链和套筒链，这样对汽车链条的可靠性、尺寸精度、耐磨性等要求都较高。所以JB/T 11636—2013的一些要求有别于（高于）GB/T 1243—2006对普通精密滚子链和套筒链的相应要求，如JB/T 11636—2013规定的疲劳试验时载荷循环次数应达到5×10⁶，施加的试验载荷要求也高于GB/T 1243—2006中同规格尺寸链条的要求；链长测量可以采用“链条在封闭环状态下中心距的测量”或“链条展开长度的测量”两种方法（后一种方法与GB/T 1243—2006要求相同）等，这是我们应用JB/T 11636—2013时要特别注意的。另外，JB/T 11636—2013中仅规定了8种链号规格汽车链产品的要求，规格品种和技术参数要求远没有达到诸多汽车生产厂家的需要；国内外链条制造商已设计开发了更多满足各个汽车厂家不同类型汽车需要的而JB/T 11636—2013还未列入的汽车链，且这些汽车链产品的技术参数往往高于JB/T 11636—2013的要求，所以在开发汽车用滚子链和套筒链产品时既要遵循JB/T 11636—2013的最低要求，还应努力开发高于现行标准要求的产品，促进我国汽车链产品标准及实物水平的共同提高。

2.1.8.2摩托车链条

摩托车链条是用于摩托车传动的短节距滚子链或套筒链，因此是以用途定义的链条。摩托车链条有套筒链和滚子链两种结构型式，摩托车链条现行标准是GB/T 14212—2010《摩托车链条技术条件和试验方法》，该标准规定了适用于摩托车传动的滚子链和套筒链及与其配套使用链轮的尺寸和性能要求，链条节距范围为6.35～19.05mm。GB/T 14212—2010规定的摩托车链条是与GB/T 1243—2006或ISO 606：2015（E）一样的常规结构型式的滚子链或套筒链，并没有涉及密封圈滚子链结构的摩托车链条。

节距尺寸≤8.50mm的摩托车链条是精密套筒链，适用于摩托车发动机内的闭式传动，如凸轮轴、平衡器和高速级传动；大部分节距尺寸为12.70～19.05mm的摩托车链条是精密滚子链，适用于摩托车发动机外的开式传动，如后轮驱动。

我国于1993年首次制定、实施了GB/T 14212—1993《摩托车链条》，该标准是一项专门针对在摩托车上使用的链条标准；由于摩托车链条的ISO 10190：1992刚刚发布不久，所以GB/T 14212—1993起草时没有等同采用ISO 10190：1992，但国际标准涉及的质量互换性的内容，GB/T 14212—1993均有所涉及。GB/T 14212—1993的规格范围覆盖了ISO 10190：1992与日本摩托车链条标准JCAS 1：1981两个标准，并将当时市场上使用较多的T3F套筒链用06MA链号也列了进去。

2002年起，按照等同采用ISO 10190：1992的原则，我国对GB/T 14212—1993进行了修订，并于2003年发布了GB/T 14212—2003《摩托车链条技术条件和试验方法》，代替GB/T 14212—1993。该标准的名称发生了变化，并取消了06MA套筒链，共规定了13个链号的摩托车链条。

2008年，新的摩托车链条国际标准ISO 10190：2008《Motorcycle chains—Characteristics and test methods》发布，ISO 10190：2008的内容比ISO 10190：1992又有较大变化；为此，我国从2009年起相应进行了对GB/T 14212—2003的修订，并在2011年1月发布了现行摩托车链条标准，即GB/T 14212—2010《摩托车链条技术条件和试验方法》。GB/T 14212—2010采用了新的ISO标准链号（这种新链号叫法基本参照日本JCAS标准，并根据国际贸易中常用的称呼而规定，但并没有完全与JCAS标准对应），新增了219H、415MH、420MH、520MH、525、525MH及530MH，共7种链条规格的摩托车链条；取消了原标准中的现在一般已不再应用的08MB-2链条。这样GB/T14212—2010规定了25H、219、219H、05T、270H、415M、415、415MH、420、420MH、428、428MH、520、520MH、525、525MH、530、530MH及630，共19种链号的摩托车链条。新版标准通过增加了一些高抗拉强度要求的520MH、525MH、530MH等重载型链条来满足市场上越来越多的高功率、大排量摩托车的配套需要。GB/T 14212—2010自2011年10月1日实施，代替GB/T 14212—2003。(www.xing528.com)

摩托车链条是摩托车中的关键零件，高速行驶中的摩托车一旦出现链条断裂现象，极有可能发生人身伤亡事故，所以摩托车链条应特别注意保证其抗疲劳性能。链条的最小抗拉强度和最小动载强度是反映摩托车链条固有性能的强度指标，它们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。GB/T 14212—2010规定链条的最小动载强度要求高于GB/T 1243—2006中相同尺寸规格滚子链的最小动载强度要求，从中也体现了对摩托车链条疲劳强度的更加关注。另外，与GB/T 1243—2006一样，GB/T 14212—2010也存在缺少链节压出力指标值的缺憾，所以我国发布JB/T 10970—2010时，适时规定了GB/T 14212—2010中的25H（旧链号为04MA）、219（旧链号为05MA）、05T（旧链号为05MB）、270H（旧链号为05MC）、420（旧链号为08MA）、428（旧链号为08MB）、428MH（旧链号为08MC）、520（旧链号为10MA）、530（旧链号为10MB）、630（旧链号为12MA）10个链号的摩托车链条的链节最小压出力要求，且压出力要求高于GB/T 1243—2006中相同尺寸规格滚子链的压出力要求。但由于JB/T 10970—2010发布在GB/T 14212—2010摩托车链条国家标准之前，因此首次发布的JB/T 10970—2010中各个摩托车链条压出力的指标值还未包括GB/T 14212—2010中新增的219H、415MH、420MH、520MH、525、525MH、530MH及415M（旧链号为083）、415（旧链号为084）九个链号规格的摩托车链条，所以链条制造商可以参照JB/T 10970—2010《链条压出力试验规范》的有关规定或根据用户的需求来设计确定这9个规格摩托车链条的压出力要求。

GB/T 14212—2010中没有涉及密封圈滚子链结构的摩托车链条，而这种先进结构的链条已在摩托车上得到了广泛应用。为进一步适应我国摩托车用密封圈链条生产的需要，我国正在抓紧制定《O形密封圈摩托车链条》新的机械行业标准，并于2015年4月在工信部官网上公示了JB/T 12490—2015《O形密封圈摩托车链条》的报批稿。这项标准一旦发布，将是世界链传动标准中的首项密封圈链条方面的专业标准，也为今后研制“X形密封圈摩托车链条、密封圈农机链”等各种密封圈链条的产品标准奠定了坚实的基础。从JB/T 12490—2015报批稿可以得知，这项标准规定了O形密封圈摩托车用传动链条的结构型式、基本参数、技术要求和试验方法，它适用于摩托车后驱动结构使用的链条。该标准规定了420MH-OR、428-OR、428MH-OR、520-OR、520MH-OR、525-OR、525MH-OR、530-OR、530MH-OR九种链号规格的O形密封圈摩托车链条的各项基本要求，而这九种链条是从常规结构标准摩托车链条派生开发的O形密封圈链条，与GB/T 14212—2010中所对应的链号分别为420MH、428、428MH、520、520MH、525、525MH、530、530MH。

2.1.8.3油田链条（石油钻机传动滚子链）

油田链条（也称石油钻机传动滚子链，俗称石油链）是专门适用于石油钻机等油田设备的单排与多排的标准系列、重载系列滚子链条。尽管石油链的规格与尺寸已由传动用短节距精密滚子链标准所覆盖，但石油链大多用于高速与重载或要求高可靠性的场合。因此对链条的技术性能要求很高，即需要链条在高速运转和冲击载荷、恶劣低温环境等条件下表现出足够的性能，而GB/T 1243—2006或ISO 606：2015（E）所规定的普通精密滚子链要求一般难以满足石油链恶劣使用工况，所以我国有专门特定要求的《油田链条和链轮》标准来指导、规范石油链产品的设计开发。石油链产品的互换性尺寸与A系列短节距滚子链或ANSI重载系列滚子链的尺寸相同，系节距尺寸为12.7～76.2mm的滚子链，多为多排链条。外链节通常采用销轴一端圆铆或四方铆合，另一端采用钢丝锁销止锁的结构型式，如图2-9所示。与石油滚子链相啮合的链轮齿形（齿槽）应遵循美国ASME B29.1规定的“三圆弧一直线”齿形。《油田链条和链轮》标准的一些要求远高于普通滚子链标准的要求，如同样结构尺寸的单排滚子链，石油链的最小动载强度要求比ISO 606：2015（E）的要求提高了30%左右，链节压出力要求也高于JB/T 10970—2010中相同尺寸规格滚子链的压出力要求。

图2-9 石油钻机传动用四排滚子链

我国现行石油链产品标准是SY/T 5595—2013《油田链条和链轮》。SY/T 5595—2013是修改采用美国石油学会API SPEC7F—2010《油田链条与链轮》（第8版，英文版）而起草制定的。这项标准适用于型号为40号～240号的单排与多排标准系列及重载系列油田链条（滚子链）的设计和检验，标准规定了40号～240号油田链条的型号表示方法、链条链长精度、抗拉强度、销轴和套筒压出力、型式试验、标志等，还包括滚子链传动装置安装、润滑和维护的方法、滚子链条的链轮（这里的型号是SY/T 5595—2013按石油行业的习惯称呼，在链传动行业按链条术语标准的规定通常称为链号）。

我国最早的石油设备用传动链标准是在1983年发布、1984年实施的GB 3638—1983《石油钻机传动滚子链》，后来考虑到此标准主要在石油天然气行业内使用，因此在1988～1990年修订时，调整为石油天然气行业标准SY/T 5595—1993《油田链条与链轮》。GB 3638—1983和SY/T 5595—1993均是参考美国石油学会（API）于1980年发布的API SPEC7F第4版《油田链条与链轮规范》制定的。

石油链产品标准由全国石油钻采设备和工具标准化技术委员会归口后，先后对SY/T 5595这项石油天然气行业标准进行了两次修订：第一次修订是中国石油天然气总公司批准，于1998年实施的SY/T 5595—1997《油田链条和链轮》[非等效采用API SPEC7F—1993（第5版）]；第二次修订是国家能源局发布，于2010年实施的SY/T 5595—2009《石油钻机传动滚子链》[等同采用API SPEC7F—2003（第7版）]。在我国发布实施SY/T 5595—2009后，美国石油学会在2011年5月又发布了API SPEC7F的新版（第8版）标准、即“API SPEC7F—2010《Oil Field Chain and Sprockets-Eighth Edition》”，并在2013年5月发布了“API SPEC7F—2010，8th Edition/Errata（勘误）”。因此，2013年我国再次对SY/T 5595—2009进行了修订，国家能源局于2013年11月批准发布了SY/T 5595—2013《油田链条和链轮》[修改采用API SPEC7F—2010（第8版）]，于2014年4月1日实施。我国先后几个版本的石油链标准的名称是不同的，有的版本标准名称为“石油钻机传动滚子链”，有的版本标准名称为“油田链条和链轮”或“油田链条与链轮”。

为更好地满足出口到美国、欧洲市场的石油设备用传动链条生产经营活动的需要，石油链的生产企业往往都会进行世界石油行业普遍开展的API认证（包括API产品会标认证及API Q1质量体系认证），API认证由美国石油学会实施，执行的都是美国现行英文版标准（含API、ANSI、ASTM、ASME等标准），就链条产品而言，目前（2014年6月）API认证需要执行的标准就应该是“API SPECIFICATION Q1 Ninth Edition，JUNE2013/Errata（Feb-ruary2014），Errata2（March2014）”（即APISpecQ1标准的第9版及两份勘误）、“API SPEC7F—2010Eighth Edition/Errata”、“ASMEB29.1—2011”和“ASME B29.26—2013”等标准，这些标准的第一项标准（API SpecQ1）是体系管理标准，后面几项标准是与石油链相关的产品方面技术标准。而我国新发布的SY/T 5595—2013《油田链条和链轮》是修改采用API SPEC7F—2010，并没有等同采用API SPEC7F—2010，所以SY/T 5595—2013在石油链API认证中只可作为参考标准。根据美国石油学会（API）的规定，对API认证所需执行的各项标准的理解以正式英文版文件为准，所以即使API SPEC7F—2010的中文翻译文本也不能作为API认证的正式文件（翻译工作中可能出现错误、偏差、误解等）。

在世界链传动标准领域，美国标准一直起着引领和指导作用（如ASME B29.100标准在早于ISO 606的2002年就规定了传动链的最小动载强度指标数值；在链条产品标准中提出增加连接牢固度指标，并规定出压出力检验的详细内容，则是API SPEC7F率先制定实施的），所以及时学习和领会美国链传动标准的知识内容，对更好地开展链传动产品开发是大有益处的。