Mechanismus hinter Kettenverschleißphasen

Methoden

Als Experiment habe ich angefangen, regelmäßige Kettendehnungsmessungen durchzuführen, vom ersten Anlegen einer Kette bis zum Abnutzen. Ein Park CC-2 wurde verwendet und jede Messung wurde dreifach durchgeführt und dann gemittelt, um die Präzision zu verbessern. Die gemessene Kettendehnung wurde dann gegen die Gesamtfahrzeit zum Zeitpunkt der Kettendehnungsmessungen aufgetragen (Abbildung 1).

Diese Messungen wurden unter realen Pendelbedingungen in einem 2x10-Gang-Antriebsstrang mit konstantem Tempo über dasselbe gemischte Gelände (35% Kies, 65% Asphalt) durchgeführt. Die Kette wurde alle 50-100 km sauber gewischt, neu geschmiert und abgewischt. Eine Shimano XT-Kette wurde verwendet.

Frage 1

In der rechten Tafel von 1 (logarithmisch) ist klar, dass es zwei unterschiedliche Verschleißraten / -phasen gibt, eine langsamere Rate bis zu einer Fahrdauer von ungefähr 40 Stunden, bei der eine deutliche Änderung des Musters auftritt.

Kennt jemand die Mechanismen, die die zwei unterschiedlichen Verschleißraten antreiben?

Mein Verdacht ist, dass sich die Änderung auf das Tragen eines Materialtyps in einen anderen bezieht, aber es wäre schön, eine Bestätigung von Leuten zu erhalten, die mehr wissen.

Frage 2

Das Verschleißmuster, das bei Tests in der Praxis beobachtet wurde (Abbildung 1; linkes Feld), scheint sich erheblich von den Mustern zu unterscheiden, die ich bei Tests im Labor (Abbildung 2) gesehen habe, bei denen die Kette mit einer Maschine betrieben, verschmutzt und geschmiert wurde.

Hinweis : Beide Achsen in Abbildung 2 sind auf einer linearen Skala dargestellt, daher sollte sie mit Abbildung 1 im linken Bereich verglichen werden, in der dieselbe Skalierung verwendet wird.

Bei Tests in der Praxis scheint die Verschleißrate in der zweiten Verschleißphase auf der linearen Zeitskala ziemlich linear zu sein (Abbildung 1; linkes Feld). Dies unterscheidet sich von Labortests, bei denen während des gesamten Beobachtungszeitraums eine deutliche Krümmung mit der Dauer festgestellt wurde (Abbildung 2).

Kennt jemand den Grund für die unterschiedlichen beobachteten Verschleißmuster bei Tests in der Praxis im Vergleich zu Labortests?

Abbildung 1. Kettendehnung aufgetragen gegen die Dauer im Verlauf der Lebensdauer einer einzelnen Kette (Shimano XT). Das linke Feld wurde auf der linearen Skala dargestellt, während die x-Achse auf dem rechten Feld in einer log10-Skala angezeigt wird. Die Schattierung zeigte ein 95% -Konfidenzband an. Die horizontale Linie zeigt den vorgeschlagenen Austauschpunkt für 10 Geschwindigkeitsketten an.

Hinweis: Die Muster bleiben aufgrund der konstanten Stimulation im realen Test im Wesentlichen unverändert, wenn sie gegen die Entfernung anstatt gegen die Dauer aufgetragen werden.

Abbildung 2: Kettenverschleißmuster aus Labortests (Zugriff auf den 26. Februar 2016, jetzt jedoch offline).

Hinweis: Diese Ergebnisse wurden online gefunden. Ich habe nicht an dieser Studie teilgenommen und habe nicht die Originaldaten.

Mein Verdacht ist, dass sich die Änderung auf das Tragen eines Materialtyps in einen anderen bezieht, aber es wäre schön, eine Bestätigung von Leuten zu erhalten, die mehr wissen.

Eine andere Hypothese ist, dass die Pin-to-Link-Passflächen mit zunehmendem Verschleiß eine zunehmende Lücke für den Eintritt von Schmutz schaffen. Sobald Schmutz zwischen die Teile gelangt, beschleunigt sich der Verschleiß aufgrund eines "nassen Schleifvorgangs". Zuerst können kleinere Partikel eintreten, dann größere, wenn der Abstand zunimmt.

Eine eventuelle Verdrängung des ziemlich schweren Werksschmiermittels könnte ein Faktor sein.

Es folgen übertriebene Diagramme der Idee. Hier ist der Zustand einer neuen Kette: Der Stift wird ohne Spiel fest in das Glied gedrückt:

Die Pfeile geben die Richtung der Spannung unter Last an. Wenn sich dann die Verbindung und der Stift abnutzen, muss eine Lücke gegenüber der Stelle auftreten, an der die Last die Teile zusammenpresst:

Das "Spiel ändert sich" an dieser Stelle. Natürlich arbeitet sich der Schmutz beim Drehen des Gestänges um den Stift herum und passiert Abschnitte des Antriebszyklus, in denen er nicht unter Last steht.

Ich habe auf /bicycles//a/40942/19705 geantwortet und dabei über diesen zweiphasigen Verschleiß nachgedacht.

Vielleicht (und das ist nur eine Vermutung) passt die Kette im Neuzustand gut zu den Zähnen der Kassette und des Kettenblatts. Ihr 48-Zahn-Kettenblatt hat also ~ 24 Zähne in Kontakt mit der Kette, und die Last wird auf mehrere Zähne aufgeteilt.

Das Gleiche gilt für die Rückseite, in der Sie sich in einem Zahnrad mit 11 Zähnen befinden, sodass es 4 bis 5 Zähne fest berührt. (Weniger, weil das Stützrad des RD-Mechs eine 180-Grad-Umwicklung verhindert, sind nur 3/8 des hinteren Kassettenzahnrads mit der Kette in Eingriff.)

Dies ist die erste Stufe des Kettenverschleißes, die lineare Änderung. Die Kette bewegt sich mit der gleichen Drehzahl um das Kettenblatt .

An der Kniekurve in den Diagrammen tritt eine subtile Änderung auf. Die Kette berührt nicht mehr so ​​viele Zähne sauber. Anstelle von 24 Zähnen vorne summiert sich der mikroskopische Verschleiß, sodass etwas weniger Zähne / Glieder die gleiche Last teilen. Diese Zunahme der Belastung verschleißt diese Zähne schneller und belastet die Kettenrolle stärker, wodurch der Verschleiß beschleunigt wird.

Im Extremfall tragen nur ein Zahn und eine Walze für einen Moment die volle Last. Das Ergebnis ist, dass sich das Kettenblatt jetzt um eine halbe Kettengliedlänge pro Umdrehung schneller als die Kette bewegt. Dies ist die zweite Phase des Kettenverschleißes, und die Kette bewegt sich langsamer als das Kettenblatt .

Dieser Geschwindigkeitsunterschied fügt eine weitere Reibungsquelle hinzu, die ein zusätzlicher Verschleißfaktor ist, und erhöht den Materialverlust aus der Kette.

Der Extremfall ist, wenn die Kette von den Zähnen des Kettenblatts rutscht, das unter der Kette klappert, bis der Fahrer am Ende des Krafthubs den Druck verringert. Ihr Kettenblatt hat 1/4 Umdrehung gemacht und die Kette hat sich überhaupt nicht viel bewegt.

Warum unterscheidet sich das Laborergebnis so stark vom realen Ergebnis?

Es ist nicht. Wenn man sich das Labordiagramm noch einmal ansieht, gibt es für ~ 11 der 19 getesteten Ketten nach 40-55 Stunden eine deutliche Wende, und 3 von ihnen waren zu diesem Zeitpunkt bereits von der Karte gestrichen.

Als Konsequenz schlage ich ein Folgeexperiment vor - ein verteiltes Experiment von SE-Benutzern.

Wenn Sie das nächste Mal Ihre Kette wechseln, starten Sie bitte eine routinemäßige Messung des Kettenverschleißes mit einem beliebigen Werkzeug. Ansonsten fahren Sie normal, machen Sie nichts anderes in Ihrem Fahrstil.

Persönlich beabsichtige ich, einen Messschieber für 10 bestimmte Links vorwärts und rückwärts vom Master-Link (ohne den Master-Joiner) zu verwenden, und werde dies wöchentlich tun. Diese Länge wird mit den Fahrstunden dieser Woche und der in dieser Woche zurückgelegten Strecke korreliert.

Die Ergebnisse sollten regelmäßig (6 Monate?) Mit @Rider_X geteilt werden.

Wie klingt das?