I. Предпосылки и цель испытания
Шарнир — одна из наиболее часто используемых подвижных деталей очков. Если предположить, что в день выполняется 5 циклов надевания и снятия очков, каждый из которых включает снятие и надевание по 1 разу, то есть всего 2 действия, шарнир совершает примерно 10 движений в день и около 3 650 в год. Поэтому его износ и долговечность нельзя оставлять без внимания. В этом испытании проверяли пружинный шарнир при суммарном числе циклов 5 000, 10 000, 15 000 и 20 000, наблюдая, не появились ли разрушение, потеря упругого возврата, ослабление винта или нарушение фиксации положения. Основными контрольными точками в данном испытании были 15 000 и 20 000 циклов.
II. Испытательное оборудование и закрепление образца
Испытание проводили на стенде для испытания шарниров LT-480. На экране оборудования для углов «вперёд/назад» были заданы значения 85,0° и 15,0°; заданное число циклов изменяли по этапам. Систему отсчёта углов следует уточнять по инструкции оборудования. Образцом был пружинный шарнир; его закрепление показано на рисунке 2.
Рисунок 1 Экран стенда LT-480 для испытания шарниров: на первом этапе задано 5 000 циклов, счётчик показывает 0
Рисунок 2 Закрепление шарнира в испытательной оснастке
III. Испытание по этапам и наблюдения
Суммарно 5 000 циклов. После закрепления образца и задания параметров оборудование запустили. По окончании работы при осмотре не обнаружили разрушения шарнира, смещения винта и подобных проблем. Затем на шарнир нанесли смазочное масло и продолжили испытание на следующем этапе.
Суммарно 10 000 циклов. Порядок был практически таким же, как на предыдущем этапе. Отличие заключалось в появлении вокруг шарнира чёрных маслянистых загрязнений, которые впоследствии можно было стереть; их происхождение в данном испытании дополнительно не выясняли. После снятия образца и осмотра через лупу не обнаружили разрушения, смещения винта или потери упругого возврата. Шарнир закрепили повторно и продолжили испытание.
Суммарно 15 000 циклов. На экране оборудования и заданное значение, и показание счётчика составляли 15 000 циклов (рисунок 3).
Рисунок 3 Экран оборудования при суммарном числе 15 000 циклов: заданное значение и показание счётчика — 15 000 циклов
При этой проверке шарнир всё ещё обеспечивал упругий возврат, однако, согласно сделанной тогда записи наблюдений, угол после возврата уже изменился. Поскольку отсутствуют проверяемые результаты измерения угла и допустимые пределы, в статье это явление приводится только как наблюдение; вывод о выходе за допуск не делается.
Суммарно 20 000 циклов. Упругий возврат сохранялся, и люфт в шарнире не появился. По сравнению с состоянием при 15 000 циклов зафиксированное наблюдением изменение угла возврата дополнительно увеличилось.
IV. Проверка внешнего вида и угла
По итогам 20 000 циклов на наружной поверхности шарнира не обнаружили явных трещин, потёртостей или следов ударов. Внешний осмотр показан на рисунке 4; этап испытания, на котором сделана эта фотография, не указан. На рисунке 5 приведена запись проверки угла возврата по шкале транспортира непосредственно на месте испытания.
Рисунок 4 Запись внешнего осмотра шарнира (этап испытания, на котором сделана фотография, не указан)
Рисунок 5 Проверка угла возврата по шкале транспортира на месте испытания
V. Пересчёт числа циклов
При пересчёте по приведённым выше допущениям — 5 циклов надевания и снятия в день, по 2 действия в каждом, 365 дней в году — шарнир совершает примерно 10 движений в день и около 3 650 в год. На этой основе суммарные 15 000 циклов соответствуют примерно 4,11 года, а 20 000 циклов — примерно 5,48 года (15 000÷3 650≈4,11; 20 000÷3 650≈5,48). Следует подчеркнуть, что это лишь пересчёт числа действий при условии, что принятые действия соответствуют циклам, учитываемым оборудованием. Он не равен фактическому сроку службы шарнира: углы открывания и закрывания, величина усилия и условия эксплуатации отличаются от условий испытания. Кроме того, в исходном тексте не определено, соответствуют ли действия надевания и снятия одному циклу счётчика оборудования.
VI. Выводы и область применимости
В данном испытании после суммарных 20 000 циклов шарнир всё ещё обеспечивал упругий возврат, а при внешнем осмотре не было обнаружено явных трещин или потёртостей. Однако с увеличением числа циклов угол возврата менялся: это было отмечено уже при 15 000 циклов и дополнительно усилилось к 20 000 циклам.
Чтобы установить, означает ли это потерю функции фиксации положения (упора), снижение удерживающего усилия или сползание очков при ношении, необходимы измеренные значения угла, допустимые пределы и проверка при фактическом ношении.