应用ISO 606：2015和ASME B29.28-2015开发HE系列高强度滚子链的研究与探讨

邵慧敏（杭州东华链条集团有限公司技术中心）

标准咨询

应用ISO 606：2015和ASME B29.28-2015开发HE系列高强度滚子链的研究与探讨

邵慧敏（杭州东华链条集团有限公司技术中心）

1 ISO 606：2015与ASME B29.28-2015的联系

在ISO 606：2015和ASME B29.28-2015发布之前，中国的链条生产厂家对于HE系列滚子链产品由于无标准可循还鲜有生产，这两项标准发布后，就可依据标准开展相关重载型高强度滚子链新产品的开发和使用领域推广等工作，满足国内外市场的需求。本文就应用ISO 606：2015和ASME B29.28-2015及有关链传动标准的相关规定来对设计开发HE系列滚子链的有关问题做一些探究。ISO 606：2015《传动用短节距精密滚子链、套筒链、附件和链轮》（Short-pitch transmission precision roller and bush chains，attachments and associated chain sprockets），是对ISO 606：2004进行修订后的版本，是ISO 606标准自1982年正式发布以来的第4版。ISO 606：2015与ISO 606：2004相比较，主要修订内容之一是在精密滚子链产品中增加了美国标准中超级重载系列的链条规格，标准中这类链条的链号以“HE”作为后缀来命名，涉及链号分别为60HE、80HE、100HE、120HE、140HE、160HE、180HE、200HE、240HE等27个规格的单排、双排、三排滚子链，所以超级重载系列链条也称作为HE系列滚子链。

ISO 606：2015中，HE系列滚子链的英文名称为“ANSI extra heavy series chains”，说明HE系列滚子链源于美国ANSI/ASME标准。HE系列滚子链产品在ISO 606：2015发布之前，欧美、日本等发达国家和地区的一些链条制造企业已有生产，并在自己的链条产品样本中介绍HE系列滚子链属于ANSI/ ASME标准范畴，但正式出版的ASME B29系列标准中，我们没有看到过有关60HE～240HE链条产品的相关规定，现行ASME B29.1-2011《精密动力传动滚子链、附件和链轮》（Precision power transmission roller chains，attachments，and sprockets）标准中只有“普通标准型滚子链及套筒链（链号为25～240）”和“重载型滚子链（链号为60H～240H）”这两种链条产品的规定。直至2015年12月，美国机械工程师学会B29委员会正式发布/出版了ASME B29.28-2015 High-strength chains for power transmission and tension linkage（注：美国机械工程师学会ASME标准属于美国ANSI国家标准的组成部分），ASME B29.28-2015规定了链号分别为60HE-1、80HE-1、100HE-1、120HE-1、140HE-1、160HE-1、180HE-1、200HE-1、240HE-1的9个规格单排高强度链条产品的尺寸参数和技术指标要求等内容，这是ASME B29系列标准中第一次出现有关HE系列滚子链产品的内容；ASME B29.28-2015 的HE系列单排滚子链是在ASME B29.1标准规定的ANSI重载型滚子链(也称：H系列滚子链)基础上的强度要求更高的链条升级产品。所以，尽管ISO 606：2015中新增的HE系列滚子链源于美国ANSI/ASME标准，但标准文本的正式发布、ISO标准先于ANSI/ASME标准，且ISO 606：2015涉及HE系列滚子链的单排、双排、三排链条，而ASME B29.28-2015还仅仅只是HE系列单排滚子链的产品标准。

ISO 606：2015对HE系列滚子链称作“ANSI超级重载系列链条（ANSI extra heavy series chains）”，而ASME B29.28-2015将HE系列滚子链称作“动力传动和拉曳用高强度链条（High-strength chains for power transmission and tension linkage）”，两项标准对链条名称的文字表达不完全一致，但通过查看ISO 606：2015和ASME B29.2-2015的相关内容，我们得出的结论是：两项标准中链号为60HE-1～240HE-1的9个规格的HE系列单排滚子链，尽管链条的一些尺寸参数、技术指标要求等存在着小差异，但两项标准规定的HE系列单排链条应该属于同一种类的重载型高强度链条，从而也印证了ISO 606：2015规定的HE系列滚子链源于ANSI/ASME标准。

2 综合应用ISO 606：2015和ASME B29.28 -2015设计开发HE系列单排滚子链产品

对照ISO 606：2015和ASME B29.28-2015两项标准，可以知道两项标准对各链号规格HE系列单排滚子链产品的结构型式、滚子直径尺寸和最小内节内宽尺寸(与链轮啮合的互换性尺寸参数)，以及销轴直径尺寸、链条最小抗拉强度指标值等尺寸参数、产品性能要求等诸多尺寸和技术指标要求是基本一致的，所以这些尺寸参数及技术指标要求等可按ISO 606：2015的相关规定设计。

在链条测量力、链长精度要求、单排链条最小动载强度指标要求等方面，两项标准的规定略有差异，如表1所示。

表1 ISO 606：2015和ASME B29.28-2015标准对HE系列滚子链产品要求的主要不同点

续表1

设计开发HE系列单排滚子链时应综合应用ISO 606：2015和ASME B29.28-2015的技术条款内容，灵活（选择）采用表1所示标准中的一些相关规定，从而实现所设计的产品既满足ISO 606：2015的要求，又符合ASME B29.28-2015的规定。如：设计HE系列单排滚子链时，链条链长尺寸按照ASME B29.28-2015的要求设计；而进行单排滚子链疲劳试验（动载试验）时，链条的最小动载强度指标要求按照ISO 606：2015的规定。至于链长尺寸检测时对被测链条所施加的测量力要求，可按具体产品订单中明确的执行ISO 606：2015或ASME B29.28-2015哪项标准的约定条款来确定，确保链条制造商与使用方的检测条件一致；链条使用方对执行标准没有明确规定时，推荐按照ASME B29.28-2015规定的测量力来检测链条的链长尺寸。另外，ASME B29.28-2015的表1中列出了每个链号HE系列单排滚子链的链板零件厚度的名义尺寸值，可作为设计链板零件及链节尺寸的参照尺寸。

滚子链传动选择，一直是链条生产商和使用方关注的问题。ISO 606：2004发布时，ISO/TC 100同时发布了ISO 10823：2004《滚子链传动选择指导》（Guidelines for the selection of roller chain drives） 这项指导滚子链传动选择和滚子链使用的国际标准，ISO 10823：2004提供的指导适用于由符合ISO 606：2004的链条和链轮组成的用于工业用途的传动链，即：ISO 10823：2004中的“链条典型承载能力图（滚子链功率曲线图）”等内容适用于常规标准型A、B系列精密滚子链及套筒链、H系列重载型精密滚子链这些标准链条产品用于传动时的选择；ISO 606：2015发布后，ISO 10823：2004未有修订、更新，所以在ISO/TC 100发布的系列链传动国际标准中还缺少HE系列滚子链用于传动时的选择指导方面的标准及技术文献，即：到目前为止，HE系列滚子链传动选择指导还没有国际标准可循。ASME B29.28-2015的表A-1～表A-9等附录内容中有60HE-1～240HE-1各规格HE系列单排滚子链的额定功率表[表中含：各规格HE系列单排滚子链在3种工况（润滑方式）等条件下进行传动时的小链轮转速与对应的额定功率及小链轮最大转速限制等规定]，可指导HE系列单排滚子链传动选择及使用。ASME B29.28-2015的附录A、附录B等内容中还有较多指导HE系列单排滚子链的安装、维护等使用方面的技术指导条款，也是设计开发HE系列滚子链产品可借鉴的好资料。

3 应用ISO 606：2015设计开发HE系列双排、三排滚子链产品

从本文前面的叙述可知，ASME B29.28-2015只规定了HE系列单排滚子链产品的要求，所以设计开发HE系列双排、三排滚子链产品需遵循ISO 606：2015的 规 定。60HE-2～240HE-2和 60HE-3～240HE-3各个链号规格的双排、三排滚子链的结构型式、链节及各零件的有关尺寸、链长尺寸检测时的测量力、链条最小抗拉强度指标值可按ISO 606：2015的表2所列技术参数设计，链长尺寸应符合ISO 606：2015的3.4.4条款规定的链长精度要求。

ASME B29.28-2015是 在ASME B29.1-2011基础上发展起来的标准，ASME B29.28-2015对HE系列单排滚子链链长精度的要求与ASME B29.1-2011中同一节距尺寸规格H系列滚子链的链长精度要求是相同的，而ASME B29.1-2011中H系列单排、双排、三排滚子链的链长精度要求是一致的，所以如果ASME B29.28-2015进行修订，在标准中增加HE系列双排、三排滚子链的链条规格时，也势必会规定HE系列双排、三排滚子链的链长精度要求与单排链条的要求相一致。这样设计开发HE系列双排、三排滚子链时，链长尺寸也可以直接采用高于ISO 606：2015要求的ASME B29.28-2015的2.6.2条款规定的要求，使得开发的产品更有利于占领欧美发达国家市场。

ISO 606：2015的附录F，提供了“可用于计算（确定）多排链动载系数和最小动载强度指标值（Fd）”的参考方法，使得确定双排、三排标准滚子链等链条产品的疲劳试验（动载试验）参数有了标准依据，所以确定HE系列双排、三排滚子链产品的最小动载强度指标值，可以采用附录F中的“方法2”进行设计计算。

ISO 606：2015的附录F中的“方法2”是起源于美国的设计计算方法，比较适合源于ANSI/ASME标准的精密滚子链及套筒链产品，包括HE系列双排、三排滚子链产品；“方法2”提出：对于所有节距的链条，多排链与单排链之间存在一个通用的系数0.67，其适用的条件是：间隙配合的中间链板动载强度至少是过盈配合的外链板动载强度的80%以上；多排链的最小动载强度指标值=通用系数×链条排数×对应链号单排链的最小动载强度指标值。这样很容易得出：双排链最小动载强度指标值=1.34×对应链号单排链的最小动载强度指标值，三排链最小动载强度指标值=2.01×对应链号单排链的最小动载强度指标值。

这样根据ISO 606：2015标准的表2所列的HE系列单排滚子链最小动载强度指标值，采用“方法2”就可计算出HE系列双排、三排滚子链的最小动载强度指标值如表2所示。

表2 HE系列双排、三排滚子链的最小动载强度指标值

通过ISO 606：2015的附录F中“方法2”确定的双排链、三排链的最小动载强度指标值（Fd），用于链条疲劳验证试验时，其循环次数要求为3×106，与单排链要求一致。

4 设计开发HE系列单排、双排、三排滚子链的一些共性问题探讨

HE系列滚子链与链轮啮合的互换性技术参数跟H系列滚子链与链轮啮合的互换性技术参数相同，不同的是：HE系列滚子链的最小抗拉强度技术指标要求比普通系列及H系列滚子链提高了很多，HE系列滚子链的最小抗拉强度指标值（Fu）≈普通系列滚子链最小抗拉强度指标值×（HE系列滚子链链板厚度/普通系列滚子链链板厚度），具体数值可通过ISO 606：2015的表2查到。

HE系列滚子链除了最小抗拉强度明显提高外，链条的疲劳强度同样比H系列滚子链提高了很多；如前所述，对 HE系列单排、双排、三排滚子链进行疲劳试验，应遵照ISO 15654：2015或ASME B29.26-2013的规定；ISO 606：2015和ASME B29.28—2015规定的HE系列链条疲劳验证试验的循环次数应≥3×106，只能作为验证产品性能的最低要求，欧美、日本等发达国家的许多链条厂家对链条疲劳试验的循环次数已普遍要求达到1×107水平，这是我们在滚子链新品开发中也需努力追赶的目标。

由于HE系列滚子链最小抗拉强度指标值有了较大幅度的增加，但销轴直径尺寸与H系列滚子链一样，所以必须采取有效措施大力提高HE系列滚子链销轴零件的抗剪切能力，还需要借鉴开发同类高强度链条的成功经验，通过优化产品和工艺设计大力提高链条的疲劳性能，这些都是设计开发HE系列滚子链须重点关注和解决的关键难题之一。

另外，由于受链条结构尺寸和使用场合等诸多限制，HE系列滚子链不宜采用弯板结构的过渡链节。

5 结束语

正如ISO 606：2015和ASME B29.28-2015对HE系列滚子链产品名称的定义表明，HE系列滚子链属于超级重载型高强度链条，所以HE系列滚子链比H系列滚子链更适合使用在重载荷的较低速传动的场合，如：作为驱动链应用在大型禾草打捆机、大功率旋耕机等重型农业机械上，作为高强度曳引链用于重载起重、提升及输送设备上。现在HE系列滚子链已有国际标准和发达国家标准（美国标准）可循，所以中国链传动企业应加大HE系列滚子链新品开发力度，进一步满足国内外市场的需求、促进产品转型升级。

本文系作者学习ISO 606：2015和ASME B29.28—2015，对应用标准条款进行HE系列滚子链设计开发的一些心得体会和想法，旨在能对链传动行业开展高强度链条新品开发起到一些抛砖引玉作用，难免会有不成熟的观点、甚至会有错误之处，为此特敬请行业专家和本文读者批评指正。

[1]ISO 606：2015(E) Short-pitch transmission precision roller and bush chains，attachments and associated chain sprockets[S].

[2]ASME B29.28-2015 High-strength chains for power transmission and tension linkage[S].

[3]邵慧敏，许树新. ISO 606：2015《传动用短节距精密滚子链、套筒链、附件和链轮》新变化及新增条款的应用探讨[J]. 中国标准导报，2016（7）：24-27，34.