Meccanismo dietro le fasi di usura della catena

metodi

Come esperimento ho iniziato a eseguire misurazioni regolari di allungamento della catena, da quando ho messo la catena per la prima volta fino a quando non si è consumata. È stato utilizzato un Park CC-2 e ciascuna misurazione è stata eseguita in triplice copia, quindi mediata per migliorare la precisione. L'allungamento della catena misurato è stato quindi tracciato rispetto al tempo di guida totale al momento delle misurazioni dell'allungamento della catena (Figura 1).

Queste misurazioni sono arrivate in condizioni di pendolarismo nel mondo reale su una trasmissione a velocità 2x10, con una stimolazione costante sullo stesso terreno misto (35% ghiaia, 65% asfalto). La catena è stata pulita, lubrificata nuovamente e pulita ogni 50-100 km. È stata utilizzata una catena Shimano XT.

Domanda 1

Nel pannello di destra della Figura 1 (logaritmico), è chiaro che ci sono due distinti tassi di usura / fasi, una velocità più lenta fino a una durata della corsa di circa 40 ore, in cui si verifica un evidente cambiamento nel modello.

Qualcuno conosce i meccanismi che guidano i due diversi tassi di usura?

I miei sospetti sono che il cambiamento si riferisca all'usura attraverso un tipo di materiale in un altro, ma sarebbe bello ottenere conferma da persone che ne sanno di più.

Domanda 2

Il modello di usura osservato nei test del mondo reale (Figura 1; pannello a sinistra) sembra essere molto diverso dai modelli che ho visto nei test di laboratorio pubblicati (Figura 2), che utilizzavano una macchina per eseguire, sporcare e lubrificare la catena.

Nota : entrambi gli assi nella Figura 2 sono tracciati su una scala lineare, quindi deve essere confrontato con la Figura 1, riquadro di sinistra, che utilizza lo stesso ridimensionamento della figura.

Nei test del mondo reale, una volta nella seconda fase di usura, il tasso di usura sembra essere abbastanza lineare quando tracciato sulla scala temporale lineare (Figura 1; pannello di sinistra). Ciò differisce dai test di laboratorio che hanno mostrato una curvatura distinta con durata per l'intero periodo di osservazione (Figura 2).

Qualcuno conosce il motivo dei diversi modelli osservati nell'usura per i test del mondo reale rispetto ai test di laboratorio?

Figura 1. Tratto della catena tracciato in base alla durata nel corso della vita di una singola catena (Shimano XT). Il pannello di sinistra è stato tracciato sulla scala lineare, mentre l'asse x sul pannello di destra è stato visualizzato in una scala log10. L'ombreggiatura indicava una fascia di confidenza al 95%. La linea orizzontale indica il punto di sostituzione suggerito per le catene a 10 velocità.

Nota: i motivi rimangono sostanzialmente invariati se tracciati rispetto alla distanza, anziché alla durata, a causa della stimolazione costante nel test del mondo reale.

Figura 2: Modelli di usura della catena dai test di laboratorio (consultati il ​​26 febbraio 2016 ma ora offline).

Nota: questi risultati sono stati trovati online. Non ho partecipato a questo studio e non ho i dati originali.

I miei sospetti sono che il cambiamento si riferisca all'usura attraverso un tipo di materiale in un altro, ma sarebbe bello ottenere conferma da persone che ne sanno di più.

Un'altra ipotesi è che quando le superfici di accoppiamento pin-to-link si consumano, creano un divario crescente per l'ingresso di sporcizia. Una volta che lo sporco si frappone tra le parti, l'usura accelera a causa di un'azione di "levigatura a umido". Inizialmente possono entrare particelle più piccole, poi più grandi all'aumentare del gioco.

Un eventuale spostamento del lubrificante di fabbrica piuttosto pesante potrebbe essere un fattore.

Seguono diagrammi esagerati dell'idea. Ecco lo stato di una nuova catena: il perno è saldamente premuto nel collegamento senza gioco:

Le frecce indicano la direzione dello stress sotto carico. Quindi, poiché il collegamento e il perno si consumano, deve apparire uno spazio opposto al punto in cui il carico preme le parti insieme:

Il "gioco cambia" a questo punto. Ovviamente lo sporco si fa strada attorno al perno mentre il collegamento ruota e attraversa sezioni del ciclo di guida dove non è sotto carico.

Ho risposto a /bicycles//a/40942/19705 e mi ha fatto pensare a questa usura a due fasi.

Forse (e questa è solo una supposizione) in un nuovo momento la catena si adatta bene ai denti della cassetta e della corona. Quindi la tua corona a 48 denti ha ~ 24 denti a contatto con la catena e il carico è condiviso tra più denti.

Lo stesso sul retro in cui ti trovi in ​​un dente da 11 denti, quindi è in contatto solido con 4 ~ 5 denti. (meno perché la ruota fantino del mech RD impedisce un avvolgimento di 180 gradi, solo 3/8 del pignone della cassetta posteriore è in rete con catena.)

Questo è il primo stadio dell'usura della catena, il cambiamento lineare. La catena si muove attorno alla corona alla stessa velocità di rotazione .

Sulla curva del ginocchio nei grafici, si verifica un sottile cambiamento. La catena non contatta più tanti denti in modo pulito. Invece di 24 denti nella parte anteriore, l'usura microscopica si somma in modo che leggermente meno denti / maglie condividano lo stesso carico. Questo aumento del carico porta quei denti più velocemente e sollecita maggiormente il rullo della catena, accelerando l'usura.

Il caso estremo è dove solo un dente e un rullo trasportano il pieno carico per un istante. Il risultato è che la corona ora si sta muovendo più velocemente della catena, di mezza lunghezza della catena per giro. Questa è la seconda fase dell'usura della catena e la catena si muove più lentamente della corona .

Questa differenza di velocità aggiunge un'altra fonte di attrito, che è un ulteriore fattore di usura e aumenta la perdita di materiale dalla catena.

Il caso estremo di ciò è quando la catena scivola via dai denti della corona, che fa tintinnare sotto la catena fino a quando il ciclista non diminuisce la pressione alla fine della corsa di potenza. La tua corona ha fatto 1/4 di giro e la catena non si è mossa molto.

Perché il risultato di laboratorio è molto diverso dal risultato del mondo reale?

Non è. Guardando di nuovo il grafico di laboratorio, c'è una svolta distinta a 40-55 ore per ~ 11 delle 19 catene testate, e 3 di loro erano già fuori dal grafico a quel tempo.

Come corollario, suggerisco un esperimento di follow-up - un esperimento distribuito dagli utenti SE.

La prossima volta che cambi catena, avvia una misurazione di routine dell'usura della catena utilizzando qualsiasi strumento tu abbia. Altrimenti guida normalmente, non fare nulla di diverso nel tuo stile di guida.

Personalmente, intendo utilizzare un calibro a corsoio su 10 collegamenti specifici avanti e indietro dal collegamento principale (escluso il master joiner) e lo farò su base settimanale. Questa lunghezza sarà correlata con le ore di guida quella settimana e la distanza percorsa quella settimana.

I risultati dovrebbero essere condivisi periodicamente con @Rider_X (6 mensilmente?)

Com'è quel suono?