Mecanismo por trás das fases de desgaste da corrente

Métodos

Como um experimento, comecei a fazer medições regulares de esticamento de corrente, desde a primeira vez que coloco uma corrente até que ela esteja desgastada. Foi utilizado um Park CC-2 e cada medição foi realizada em triplicado e, em seguida, calculada a média para melhorar a precisão. O alongamento medido da corrente foi então plotado contra o tempo total de condução no momento das medições do alongamento da corrente (Figura 1).

Essas medições foram feitas sob condições reais de deslocamento em um trem de tração 2x10, com um ritmo constante no mesmo terreno misto (35% de cascalho, 65% de asfalto). A corrente foi limpa, lubrificada novamente e a cada 50-100 km. Uma corrente Shimano XT foi usada.

Questão 1

No painel direito da Figura 1 (logarítmico), é claro que existem duas taxas / fases de desgaste distintas, uma taxa mais lenta até uma duração de aproximadamente 40 horas, onde ocorre uma clara mudança no padrão.

Alguém conhece os mecanismos que controlam as duas taxas de desgaste diferentes?

Minha suspeita é que a mudança esteja relacionada ao desgaste de um tipo de material para outro, mas seria bom obter confirmação de pessoas que sabem mais.

Questão 2

O padrão de desgaste observado nos testes do mundo real (Figura 1; painel esquerdo) parece ser bem diferente dos padrões que eu já vi nos testes de laboratório publicados (Figura 2), que usavam uma máquina para executar, sujar e lubrificar a corrente.

Nota : Os dois eixos da Figura 2 são plotados em uma escala linear, portanto devem ser comparados à Figura 1, painel esquerdo, que usa a mesma escala de figura.

Nos testes do mundo real, uma vez na segunda fase de desgaste, a taxa de desgaste parece ser bastante linear quando plotada na escala de tempo linear (Figura 1; painel esquerdo). Isso difere dos testes de laboratório que mostraram uma curvatura distinta com duração durante todo o período de observação (Figura 2).

Alguém sabe o motivo dos diferentes padrões observados no desgaste para testes no mundo real versus testes em laboratório?

Figura 1. Alongamento da corrente plotado contra a duração ao longo da vida de uma única corrente (Shimano XT). O painel esquerdo foi plotado na escala linear, enquanto o eixo x no painel direito é exibido em uma escala log10. O sombreamento indica uma faixa de confiança de 95%. A linha horizontal indica o ponto de substituição sugerido para 10 correntes de velocidade.

Nota: Os padrões permanecem essencialmente inalterados se plotados em relação à distância, em vez da duração, devido ao ritmo constante no teste do mundo real.

Figura 2: Padrões de desgaste da corrente em testes de laboratório (acessado em 26 de fevereiro de 2016, mas agora offline).

Nota: Esses resultados foram encontrados online. Não participei deste estudo e não tenho os dados originais.

Minha suspeita é que a mudança esteja relacionada ao desgaste de um tipo de material para outro, mas seria bom obter confirmação de pessoas que sabem mais.

Outra hipótese é que, à medida que as superfícies de união do pino ao link se desgastam, elas criam um espaço cada vez maior para a entrada de sujeira. Quando a sujeira fica entre as peças, o desgaste acelera devido a uma ação de "lixamento úmido". A princípio, partículas menores conseguem entrar, depois partículas maiores à medida que a folga aumenta.

O deslocamento eventual do lubrificante de fábrica com corpo bastante pesado pode ser um fator.

Diagramas exagerados da idéia seguem. Aqui está o estado de uma nova corrente: o pino é pressionado firmemente no elo sem folga:

As setas indicam a direção da tensão sob carga. Então, como o link e o pino se desgastam, deve aparecer um espaço oposto ao local em que a carga pressiona as peças:

O "jogo muda" neste momento. É claro que a sujeira trabalha no pino à medida que a articulação gira e passa por seções do ciclo de acionamento onde não está sob carga.

Eu respondi /bicycles//a/40942/19705 e isso me fez pensar sobre esse desgaste em duas fases.

Talvez (e isso seja apenas uma suposição), a corrente se encaixe bem nos dentes da fita e da coroa. Portanto, o seu anel de 48 dentes tem ~ 24 dentes em contato com a corrente e a carga é compartilhada entre vários dentes.

Mesmo na parte de trás, onde você está em 11 dentes, então está entrando em contato com 4 ~ 5 dentes solidamente. (menos porque o volante do mecanismo RD impede um enrolamento de 180 graus, apenas 3/8 da roda dentada traseira do cassete está em malha com corrente.)

Este é o primeiro estágio do desgaste da corrente, a mudança linear. A corrente se move ao redor da coroa na mesma velocidade de rotação .

Na curva do joelho nos gráficos, uma mudança sutil acontece. A corrente não entra mais em contato com tantos dentes de maneira limpa. Em vez de 24 dentes na frente, o desgaste microscópico aumenta, de modo que um pouco menos dentes / elos compartilham a mesma carga. Esse aumento na carga desgasta esses dentes mais rapidamente e estressa mais esse rolo de corrente, acelerando o desgaste.

O caso extremo é onde apenas um dente e um rolo carregam a carga completa por um instante. O resultado disso é que o anel de corrente agora está se movendo mais rápido que o da corrente, pela metade do comprimento do elo por rotação. Esta é a segunda fase do desgaste da corrente, e a corrente está se movendo mais lentamente que a coroa .

Essa diferença de velocidade adiciona outra fonte de atrito, que é um fator de desgaste adicional, e aumenta a perda de material da corrente.

O caso extremo disso é quando a corrente escorrega dos dentes da coroa, que treme ao longo da corrente até que o ciclista diminua a pressão no final do golpe de poder. Sua coroa fez 1/4 de rotação e a corrente não se moveu muito.

Por que o resultado do laboratório é tão diferente do resultado do mundo real?

Não é. Olhando novamente para o gráfico do laboratório, há uma curva distinta entre 40 e 55 horas para ~ 11 das 19 cadeias testadas, e 3 delas já estavam fora do gráfico nessa época.

Como corolário, sugiro um experimento de acompanhamento - um experimento distribuído pelos usuários do SE.

Da próxima vez que você trocar sua corrente, inicie uma medição de rotina do desgaste da corrente usando qualquer ferramenta que você tenha. Caso contrário, ande normalmente, não faça nada diferente no seu estilo de pilotagem.

Pessoalmente, pretendo usar um compasso de calibre vernier em 10 links específicos para frente e para trás a partir do link principal (não incluindo o marceneiro principal) e farei isso semanalmente. Esse comprimento será correlacionado com as horas de pilotagem naquela semana e a distância percorrida nessa semana.

Os resultados devem ser compartilhados com o @Rider_X periodicamente (6 meses?)

Como é esse som?