Машины трения для испытания приводных роликовых цепей на трение и износ

Рассматриваются современные методы и оборудование для испытания и изучения цепных передач, включая специализированные стенды для велосипедных трансмиссий. Анализируются их преимущества, ограничения и перспективные направления развития, такие как применение датчиков нового поколения, автоматизация испытательных процессов. Особое внимание уделяется вопросам стандартизации испытаний и адаптации промышленных методик к специфике велоиндустрии, в научных исследованиях. Установлено, что в большинстве случаев промышленность обходится стандартными расчётными методами и универсальными испытательными машинами, что объясняет ограниченное распространение таких стендов и машин трения. Несмотря на крайне широкое распространение велосипедного транспорта опубликовано крайне незначительное количество литературы, посвящённой износу и эффективности цепей велосипедов.

Таким образом, статья может служить полезным источником информации для специалистов, занимающихся проектированием, испытанием и анализом свойств материалов приводных роликовых цепей в условиях трения и износа.

1. Хамзаев А.А., Нишонов Х.Х., Абдуллаев З.Д. Современные цепные передачи и их использование в сельскохозяйственных машинах // Механика и технология. — 2023, № 1(4) Спецвыпуск, 20—25

2. Liew Y.W., Matthews O., Dao D.V., and Li H. Power Transmission Mechanism and Tribological Performance of Modern Bicycle Drivetrains – A Review // Machines. — 2025 (13), 66. https://doi.org/10.3390/machines13010066

3. Spicer J.B., Richardson C.J.K., Ehrlich M.J., Bernstein J.R., Fukuda M., and Terada M. Effects of Frictional Loss on Bicycle Chain Drive Efficiency // Journal of Mechanical Design. — 2001 (12), no. 3(4), 598—605. https://doi.org/10.1115/1.1412848

4. Осиков А.А. Методика экспериментальных исследований цепной передачи с открытым шарни-ром // Агроинженерия. — 2012, № 1(52), 62—63

5. Стрижков И.Г., Хорьков Е. Е. Моделирование электрооборудования стенда испытания роликовых цепей // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. — 2014, № 96, 761—774

6. Усов А.С. Повышение долговечности приводных цепей зерноуборочных комбайнов // дис. … канд. техн. наук. — Зерноград. — 2017

7. Meffert Dominik, Oehler Manuel, and Sauer Bernd. Precise Friction Measurement in Drive Chains Using a Chain Joint Tribometer // Tribology Online. — 2021 (16), no. 3, 151—158, Released on J-STAGE July 31, 2021, Online ISSN 1881-2198, https://doi.org/10.2474/trol.16.151

8. Ryoichi Saito, Nao-Aki Noda, and Yoshikazu Sano., Newly Developed Wear Testing Machine Having Sufficient Reproducibility Useful for Investigating Roller Chains // ISIJ International. — 2020 (60), no. 10, 2255—2265. Released on J-STAGE October 20, 2020, Online ISSN 1347-5460, Print ISSN 0915-1559, https://doi.org/10.2355/isijinter-national.ISIJINT-2020-086

9. Becker A., Meffert D., and Sauer B. Friction and Wear Investigations on Single Chain Joints // Forsch Ingenieurwes. — 2019, no. 83, 53—63. https://doi.org/10.1007/s10010-019-00297-x

10. What’s the Important Chain Testing?: [Электронный ресурс]. URL: https://www.univer-salchain.net/blogs/roller-chain/chain-testing/

11. What are Important Tests for Chains?: [Электронный ресурс]. URL: https://blog.mcc-chains.com/en/2022/12/22/important-tests-for-chain

12. U.S. Tsubaki, Inc, The Complete Guide to Chain. — 1997. https://www.ustsubaki.com/wp-content/uploads/the-complete-guide-1.pdf

13. Arun A.P., Giriraj B., and Rahaman A.F. Gear Test Rig - A Review // International Journal of Mechanical. — 2014, 16—26

14. Herzog C. and Drummer D. Test Rig for the in-situ Measurement of the Elastic Tooth Deflection of Plastic Gears // Polymers. — 2023 (15), no. 7, 1732. https://doi.org/10.3390/polym15071732

15. Åkerblom M. Gear Test Rig for Noise and Vibration Testing of Cylindrical Gears. — 1999, 1—7

16. Westphal C., Brimmers J., and Brecher C. Influence of Axis Misalignments in Stepped Planetary Gear Stages on the Excitation Behavior – Test Rig Development and Simulative Analysis // Forsch Ingenieurwes. — 2023, no. 87, 1103—1116. https://doi.org/10.1007/s10010-023-00709-z

17. Стенд для испытания зубчатых передач: № 4336970: а.с. № 1516826 A1 СССР, МПК G01M 13/02: опубл. 23.10.1989 / Л.Е. Пелевин, Ю.А. Ройко, А.З. Фридман, Е.Б. Бородянский

18. Стенд для испытания цепных передач: № 4032056: а.с. № 1350522 A1 СССР, МПК G01M 13/02: опубл. 11.07.1987 / Е.З. Зверовщиков, Б.В. Романовский, А.В. Белоус

19. Стенд с замкнутым электрическим контуром для испытания зубчатых передач: № 1335636/25-28: а.с. № 291122 A1 СССР, МПК G01M 13/02: опубл. 06.01.1971 / А.П. Варакса

20. Стенд для приработки и испытаний зубчатых передач: № 4485285: а.с. № 1567914 A1 СССР, МПК G01M 13/02: опубл. 30.05.1990 / А.И. Беляев, Г.И. Михайлов, А.И. Сирицын

21. Стенд для испытания зубчатых передач: № 4418519: а.с. № 1518694 A1 СССР, МПК G01M 13/02: опубл. 30.10.1989 / Л.Е. Пелевин, Ю.А. Ройко, И.А. Климко [и др.]

22. Стенд для испытания зубчатых передач: № 4934121: а.с. № 1820271 A1 СССР, МПК G01M 13/02:: опубл. 07.06.1993 / П.М. Бирюков, М.П. Бирюков, А.В. Короткевич, К.Т. Беляк

23. Плетнев Л.А., Аль-Наджар М., Бреки А.Д. Моделирование деформации звеньев безвтулочной роликовой цепи методом конечных элементов // Интеллектуальная трибология в машиностроении: BALT TRIBO 2024: Материалы 1-й Международной научно-практической конф., Санкт-Петербург, Россия, 21–22 июня 2024 года. — Санкт-Петербург: ПОЛИТЕХ-ПРЕСС. — 2024, 258—263. DOI 10.18720/SPBPU/2/id24-255

24. Ross J. and Meyer J. Simulating the Dynamic Behaviour of Chain Drive Systems by Advanced CAE Programs // SAE Technical Paper. — 1996, 960298. https://doi.org/10.4271/960298

25. Горожанкин С.А., Савенков Н.В., Скрипкарь В.Г. Применения асинхронной электрической машины в качестве тормозного устройства при определении показателей автомобильного ДВС на неустановившихся режимах работы // Автотранспортное предприятие. — 2016, № 9, 49—62

26. Бяков К.Е., Иваненков В.В., Холоденко В.Б., Чудаков О.И. Обзор конструкций современных динамометрических стендов для испытаний колесных транспортных средств // Транспортные системы. — 2021, № 4(22), 4—15. DOI: 10.46960/62045_2021_4_4

27. Стенд для испытания цепных передач: № 2014134006/28: патент на полезную модель № 147242 U1 Российская Федерация, МПК G01M 13/02: опубл. 27.10.2014 / С.Б. Бережной, А.В. Пунтус, Н.В. Мевша [и др.]

28. Егоров А.В., Козлов К.Э. Инерционный метод оценки влияния качества смазочных материалов на энергетическую эффективность цепных передач // Машиностроение и компьютерные технологии. — 2013, № 06, 1—22

29. Dowd Teal and Mansson Jan-Anders. Novel Model for Bicycle Drivetrain Efficiency. — 2024, 1—16. https://doi.org/10.31224/3901

30. CeramicSpeed, Chain Efficiency Testing: [Электронный ресурс]. URL: https://ceram-icspeed.com/en-eu/pages/chain-efficiency-testing

31. Josh Patterson. CeramicSpeed acquires Friction Facts: [Электронный ресурс]. URL: https://www.bikera-dar.com/news/ceramicspeed-acquires-friction-facts

32. Full Load Test Method: [Электронный ресурс] // Friction Facts. URL: https://web.ar-chive.org/web/20180421124005/http://www.friction-facts.com/equipment/chain-full-load

33. Full Tention Test Method: [Электронный ресурс] // Friction Facts. URL: https://web.ar-chive.org/web/20180421123810/http://www.friction-facts.com/equipment/full-tension-test-method

34. ZeroFrictionCycling: [Электронный ресурс]. URL: https://zerofrictioncycling.com.au/

35. Chain Longevity Testing – Full Test Brief: [Электронный ресурс] // ZeroFrictionCycling. URL: https://zerofrictioncycling.com.au/wp-con-tent/uploads/2018/04/Chain-Longevity-Testing-Full-test-brief.pdf

36. Доценко А.И., Буяновский И.А. Основы триботехники. Учебник. — М.: Инфра-М. — 2016

37. Комбалов B.C. Методы и средства испытаний на трение и износ конструкционных и смазочных материалов: справочник / под ред. К.В. Фролова, Е.А. Марченко. — М.: Машиностроение. — 2008

38. Tabascio A., Tiznado-Aitken I., Harris D., and Farber S. Assessing the Potential of Cycling Growth in Toronto, Canada // Int. J. Sustain. Transp. — 2023, no. 17, 1370—1383

39. Oliveira F., Nery D., Costa D.G., and Silva I. A Survey of Technologies and Recent Developments for Sustainable Smart Cycling. Sustainability. — 2021, no. 13, 3422

40. Chen W., Carstensen T.A., Wang R., Derrible S., Rueda D.R., Nieuwenhuijsen M.J., and Liu G. Historical Patterns and Sustainability Implications of Worldwide Bicycle Ownership and Use // Commun. Earth Environ. — 2022, no. 3, 171

41. Rérat P. The Rise of the e-Bike: Towards an Extension of the Practice of Cycling? // Mobilities. — 2021, no. 16, 423—439

42. Teixeira J.F., Silva C., and Moura F. Empirical Evidence on the Impacts of Bikesharing: A Literature Review // Transp. Rev. — 2021, no. 41, 329—351

43. Popan C. Introduction Tips of the cycling iceberg. In Bicycle Utopias: Imagining Fast and Slow Cycling Futures. — Abingdon, UK: Taylor & Francis Group — 2018

44. Malizia F. and Blocken B. Cyclist Aerodynamics Through Time: Better, Faster, Stronger // J. Wind. Eng. Ind. Aerodyn. — 2021, no. 214, 104673

45. Holmberg K. and Erdemir A. Influence of Tribology on Global Energy Consumption, Costs and Emissions // Friction. — 2017, no. 5, 263—284

46. Underwood L. and Jermy M. Determining Optimal Pacing Strategy for the Track Cycling Individual Pursuit Event with a Fixed Energy Mathematical Model // Sports Eng. — 2014, no. 17, 183—196

47. Pickering C. and Byrne J. The Benefits of Publishing Systematic Quantitative Literature Reviews for PhD Candidates and Other Early-Career Researchers // High. Educ. Res. Dev. — 2014, no. 33, 534—548

48. Lovejoy K. and Handy S. Developments in Bicycle Equipment and its Role in Promoting Cycling as a Travel Mode // In City Cycling. — Cambridge, MA, USA: MIT Press. — 2012, 75—104

49. Lin T.Y., Tseng C.H., and Fong Z.H. An Experimental Approach Characterizing Rear Bicycle Derailleur Systems Part II: The Stability Region and its Applications // Int. J. Veh. Des. — 1998, no. 19, 371—384

50. Hadland T. and Lessing H. Bicycle Design: An Illustrated History. — Cambridge, MA, USA: The MIT Press. — 2014