标准主要内容解读
GB 3565-2022由1项基础标准——术语和定义,1项强制性国标——安全要求,7项试验方法标准——一般试验方法、车闸试验方法、车把试验方法、车架与前叉试验方法、车轮与轮辋试验方法、脚蹬与驱动系统试验方法和鞍座与鞍管试验方法组成。现就其主要内容进行解读,希望读者予以重视。
1 主要结构性要求和试验方法
新GB 3565设置了有害物质(可迁移元素、增塑剂)的限量要求。
用户使用时,为防止车子有锐边导致用户受伤,新国标设置了锐边的要求。
自行车用紧固件,有部分与安全相关的,其使用过程中的松动可能会造成安全事故,故对这些螺栓有防松的要求。对轮毂闸和盘闸,鉴于其制动散热差,所以紧固件还应耐热防松。
自行车中有些部件在使用过程中需要依骑行者身材做适当调整,调整后应再锁紧紧固件,如把立管锁把横管螺栓、把立管锁前叉的螺栓、把端把锁紧螺栓、鞍座和鞍管连接螺栓等,为防止这类紧固件调整后锁紧过载损坏,新国标规定其最小断裂力矩应比推荐锁紧力矩有一定程度的富余。
折叠机构作为自行车常用装置,新国标对其能否可靠使用做了规定。
为了辨别试验产生的可见裂纹,新国标引进染色渗透方法,利用渗透剂在裂纹等小缝隙不易被清洗掉的特性,将试验后的微裂纹凸显出来。
自行车作为骑乘工具,骑行时摔倒是平常事件,但是当骑行者摔倒碰触到某些自行车部件上,会造成内伤或皮肤刺伤,这种情况必须避免。自行车行业称这类物体为外露突出物。新国标对这类突出物限制使用。
2 通用要求和试验方法
新国标涉及大量强度试验项目,完整测试需要较多样品,为了满足在有限样品上测试的需求,GB 3565.3明确了试验顺序的原则,并明确样品应为成品状态。另外,GB 3565.3规定了力和力矩、尺寸等7种量纲的精度公差,以兼顾试验的可靠性和经济性。
出于试验条件规范需要,GB 3565.3对疲劳试验时频率、力的波形、样品处置方式进行了规定;对垂直冲击试验时的效率(避免重锤高处落下时,其导向机构的摩擦影响试验结果)进行了规定;对特殊材质如塑料、复合材料的试验条件进行了规定。
前泥板有妨碍车轮旋转和转向的隐患,新国标增设了切向障碍和径向力进行强度考核。
作为动力传递的工具,新国标对链条和驱动皮带规定应有较高拉伸强度;变速链条受侧向力作用,所以还规定了销轴顶出力的要求。
为了防止链条链轮啮合夹裤脚,普通用户骑行中装备链罩防护是必要的,但考虑到山地车、竞赛车用户具有一定专业技能,新国标只要求城市和旅行用车、青少年车强制安装符合标准的链罩,山地车和赛车不强制。同理,新国标不再强制变速山地车和赛车上安装辐条挡盘。
对自行车用声光警告装置(如车灯和反射器、鸣号装置),新国标没有强制安装车灯,但对反射器的回复反射性能,已提高到国际同步的水平。对城市和旅行用车、青少年车,由于多在公路上骑行,故强制安装应符合ISO 14878《自行车-鸣号装置-技术规范和试验方法》要求的鸣号装置。
自行车附件,如行李架(包括置物篮),如果安装了,就应符合GB/T 22790《自行车 两轮自行车行李架 要求和试验方法》。
自行车整车装配完成后,为了验证装配质量和制动、转向、行驶时,是否具有平稳的操控特性,新国标规定应按照GB/T 3565.3的试验方法,在实际路面骑行1km或在试验机上做结构完整性试验。
3 车闸要求和试验方法
同以前版本一样,新国标要求自行车闸把安装位置要符合使用国家的习惯。
新国标强调制动系统应为两个独立操控机构,以前那种一个闸把能同时刹前后车闸的结构,就不能使用了。
在车闸强度和可靠性方面,新国标对车闸部件和钢绳要求:(1)车闸紧绳螺钉锁紧不割伤钢绳丝股,以防止钢绳强度降低;(2)即使钢绳断了,不得阻碍车轮转动,尤其选用悬臂闸,要在设计上以避之;(3)钢绳尾套拉脱力20N或钢绳尾端采用防松散手段,以防戳伤用户。对闸皮和闸盒组合件做强度试验,以验证闸皮是否易从闸盒上脱落造成失效。对手闸或脚闸系统做强度试验,验证其在承受极限操控力时是否会发生损坏,脚闸还另外做制动转角测试,验证其刹车可靠性。
对刹车性能,新国标对闸把尺寸、车闸的调整、制动性能、制动平稳安全的停车特性、湿态和干态制动性能比率都做了相应的要求。
出于模拟长下坡持续刹车对轮毂闸、盘闸这类散热不好的车闸造成的影响需要,新国标增加了耐热性的要求。
4 车把要求和试验方法
一般情况下,尺寸不涉及安全。但有些尺寸制定的目的,是出于法规和安全性的要求。车把鞍座高度差,新国标要求在极限调整下,车把鞍座高度差小于400mm,这样,可保证车子骑行意外急停或撞击时,骑行者撞到车把的只会是胸而非柔弱的颈部。
两轮自行车是依靠两个车轮平衡行驶的工具,新国标要求前轮负荷比至少为25%,以防止骑行重心过于靠后影响平衡。至于车把转向角度,关系到急转弯时车把转向是否会受到阻碍,鉴于山地车和赛车,急转的幅度不可能像城市和旅行用车、青少年车那样大,故新国标将其由60°调整到30°。
新国标要求车把部件做4个锁紧可靠性试验:把横管和把立管;把立管对前叉;把端把对把横管;延伸把对把横管。
为了模拟车把实际使用工况,新国标通过对车把进行异相和同相疲劳的方法进行。
5 车架和前叉要求和试验方法
为了全面模拟车架骑行过程中受力状况,新国标设置了车架脚蹬力疲劳试验,以模拟骑行者全力踩踏的工况;车架水平力疲劳试验,模拟车架反复刹车和跳跃时水平方向受力的工况;车架垂直力疲劳试验,模拟骑行者坐在鞍座上,在垂直方向对车架的反复加压的工况。
车架与前叉组合件振动试验是自行车传统的试验项目,ISO 4210未设置该项目,但新国标制定小组的研究证明,振动试验对折叠车架有非常好的验证效果,因此予以保留。
对减震前叉,在极限压缩情况下,如果轮胎碰触到叉肩可造成突然停车,骑行者有摔出去的危险。为此,新国标通过轮胎间隙试验以防止该事件发生。另外,减震前叉的上下管腿是通过拉杆螺栓连接,新国标采用拉力试验验证连接强度。为了考量刚性非焊接前叉结构可靠性,新国标规定了类似减震前叉的拉力试验,只不过要求的拉力值更大些。
同时,新国标设置了静弯曲试验,以验证即使受到极限过载下的前叉刚性;为保证前叉受撞击时的安全,新国标分别设置了三个试验方法进行验证;为模拟前叉在常规能量多次载荷下的疲劳力学性能,新国标设置前叉弯曲疲劳试验,并于疲劳后增加冲击试验,以凸显疲劳缺陷;新国标设置了极限加载工况下的静态制动力矩、以及模拟反复刹车的疲劳试验,以验证前叉受到的影响。
6 其他要求
车轮旋转精度,除影响骑行的舒适性外,还可能造成车轮和其他固定部件的碰擦,故新国标大幅度提高了车轮的轴向和径向圆跳动量的要求。
共享自行车常用实心轮胎,新国标设置脱圈试验以验证实心胎和车轮配合效果,设置模拟道路行驶的走行耐久试验来验证其寿命。
对于脚蹬和驱动系统,为考核极限使用情况时,脚蹬本体是否会失效,新国标按照使用最苛刻条件进行试验。对驱动系统其他部件,新国标通过驱动系统静强度试验进行验证。
新国标通过脚蹬动态耐久试验,以模拟工况来验证脚蹬实际骑行的寿命;通过曲柄组件疲劳试验,模拟骑行者对脚蹬反复踩踏施力,验证曲柄组合件的疲劳强度,对山地车,新国标设置了30°疲劳试验,模拟骑行者站在脚蹬上冲下山时的工况。
最后,笔者还想强调两点。一是使用说明书作为制造商对用户指导的工具,新国标要求说明书中应明确自行车设计的类型,使用前准备和检查、维护保养建议以及警示等方面的内容。二是车种图标。在旧版标准中,只要求车架上标注制造商或销售商的名称或简称,以及车架号码,以方便产品追溯。新国标增加了自行车类型图标的要求(如图3),要求清楚告诉消费者自行车的类型。
图3 车种图标
(作者单位:昆山海关综合技术服务中心)
来源:《产品安全与召回》杂志2023年第4期,转载请标明来源。