左鹏飞 刘庸 宋芳 许斌 谢平华
(昆山海关,江苏昆山 215300)
自行车作为代步工具,一直深受人们的喜爱。随着人们生活水平的提高,代步工具逐渐被汽车和电动车所代替。但是,短途出行的情况下,多数人仍然喜爱选择自行车出行,一方面是践行绿色出行,另一方面是有益于健身、享受悠闲的生活。为了更好地应对自行车产品的更新换代和性能提升,紧跟国际自行车产业发展步伐,我国对GB 3565-2005 版标准进行了修订和完善,新标准GB/T 3565-2022《自行车安全要求》系列于2023 年10 月1 日全部正式实施。目前的文献中,对新标准的研究分析比较少。本文从试验要求、样品安装、施力点等试验要素分析了GB/T 3565.9-2022《自行车安全要求 第9 部分:鞍座与鞍管试验方法》[1]与GB 3565-2005《自行车安全要求》[2]中涉及鞍座/鞍管试验方面的异同点,并进一步剖析了与国际标准ISO 4210-9:2023 Cycles-safety requirements for bicycles Part9:Saddles and seat-post test methods(自行车 两轮自行车安全要求 第9 部分:鞍座与鞍管试验方法)[3]的异同点。希望能够对自行车企业在新标准的理解和实施方面有所帮助,助力企业更快更好的发展。
2022 版和2005 版标准条款差异对照如表1 所示。
表1 GB/T 3565.9-2022 和GB 3565-2005 涉及鞍座鞍管条款对照
GB/T 3565.9-2022 增加了三个方面的概述,一是对于减震鞍管试验方法的要求,明确对于减震鞍管,试验可以在减震装置处于自由状态或锁定状态下进行;如果减震鞍管装置被锁定,鞍管应以最大长度进行试验。二是对于鞍管疲劳试验加静负荷强度试验,明确如采用减震鞍管,试验应在减震装置调整到最大阻力状态后进行;如果涉及升降鞍管,应将其置于最大高度进行疲劳试验。三是鞍座与鞍管组合件疲劳试验,考虑了可能影响试验的主要风险,并给出了规避风险的方法。
GB/T 3565.9-2022 明确涉及试验鞍座与鞍管的安装要求,试验施力点为在离鞍座前端或后端25 mm 处,向下垂直力F1为650 N,侧向水平力F2 为250 N,均需保持施加力1 min。GB/T 3565.9-2022 在施力点、施力值和保持时间上,与GB 3565-2005 中鞍座和鞍管试验部分要求明显不同,需要在试验中给予关注。同时,在结果判定上要求不变,均要求鞍座的调节夹紧装置相对于鞍管或鞍管相对于车架在任何方向上应无移动,或鞍座、调节夹紧装置、鞍管没有发生任何失效,或任何部件不应失效[4]。随着现代工艺水平的提高,在实验室的统计数据中,鞍座/鞍管夹紧试验基本都可以通过试验,符合标准要求。
相对于GB 3565-2005 涉及鞍座标准条款,GB/T 3565.9-2022 将“鞍座强度试验”名称改成了“鞍座静负荷强度试验”。试验要求基本未变,明确了施力点在鞍座的纵向轴线上,距离鞍座前端或后端25 mm 处;并增加了特殊形状的鞍座强度试验方法。从而为试验人员指明了操作方式,从而有利于保证试验结果的一致性。同时,在结果判定上要求不变。
GB/T 3565.9-2022对鞍管疲劳试验要求进行了优化和简化。一是若鞍座和鞍管组合件疲劳试验通过,则无需进行鞍管疲劳试验的第一阶段;二是试验连接配件锁紧延伸装置取代了试验板;三是GB/T 3565.9-2022 鞍管疲劳试验的第一阶段是GB 3565-2005 中鞍管疲劳试验的浓缩版,把GB 3565-2005 标准中鞍管疲劳试验第一阶段和第二阶段合并为GB/T 3565.9-2022 中鞍管疲劳试验的第一阶段。在施加力值和试验方式上都有很大的变化。并从自行车类型上对施加力值F4 进行了区分,更加符合实际情况。GB/T 3565.9-2022 中城市和旅行自行车与青少年自行车的F4 均为1 000 N、含有升降/减震升降鞍管的山地自行车的F4 为1 130 N、含有刚性/减震鞍管的山地自行车和竞赛自行车的F4 为1 200 N。GB 3565-2005 中鞍座鞍管部分仅仅从材质上进行了区分,铁类材料的F4 为850 N、非铁类材料F4为1 200 N,铁类材料的F5 为650 N、非铁类材料F5 为900 N。四是试验周期保持不变,都是10 万次,GB/T 3565.9-2022 中试验周期第一阶段为10 万次,GB 3565-2005 中试验周期第一阶段为5 万次、第二阶段为5 万次。五是GB/T 3565.9-2022 中的第二阶段试验增加了鞍管静负荷强度试验项目,仅适用于复合材料鞍管,若不是复合材料鞍管,可不用做第二阶段试验。而GB 3565-2005 中的此项目第二阶段试验为必做步骤。
GB 3565-2005 中没有此试验项目要求,为了紧跟国际标准,保持与国际标准的趋同性,在GB/T 3565.9-2022 中增加了鞍座与鞍管组合件疲劳试验项目。相关要求如下:一是鞍座与鞍管最好配套试验,以确保试验结果的准确性和可靠性。二是鞍管以最小深度插入,其轴线与水平线成73°倾角。三是鞍座应置于最靠后的位置夹紧,在夹紧装置的中心与鞍座尾部距离的中点位置施加垂直向下的力,施加力值根据自行车类型而定,持续10 万次。四是为了防止鞍座表面损坏,需要一个衬垫,对材质、尺寸和硬度都有明确的要求。五是鞍座表面多为塑料材质,应在23℃±5℃的环境中预置2 h,然后在此环境温度下进行试验[5]。
国标2022 版和ISO 2023 版标准条款差异对照如表2 所示。
表2 GB/T 3565.9-2022 版和ISO 4210-9:2023 版标准条款对照
GB/T 3565.9-2022 和ISO 4210-9:2023 在概述、鞍座/鞍管夹紧试验要求方面均一致。
GB/T 3565.9-2022 在鞍座静负荷强度试验时,需将鞍座置于最靠后的位置。ISO 4210-9:2023 在鞍座静负荷强度试验时,施加力在鞍座前鼻部时,鞍座应置于最靠后的位置;施加力在鞍座尾部时,鞍座应置于最靠前的位置,从而实现对鞍座产生最大力矩的点施加力,更加具有合理性。
GB/T 3565.9-2022 和ISO 4210-9:2023 的鞍管与鞍管组合件疲劳试验方法一致,GB/T 3565.9-2022 的试验周期是10 万次,并从自行车类型上对施加力值进行了区分,更加符合实际情况。而ISO 4210-9:2023 的试验周期是20 万次,施加力值为1 000 N。
GB/T 3565.9-2022 和ISO 4210-9:2023 的鞍管-疲劳试验加静负荷强度试验要求基本一致。在第二阶段的施加力值略有不同,GB/T 3565.9-2022 城市和旅行自行车、山地自行车和竞赛自行车的施加力值均为1 190 N,青少年自行车的施加力值为893 N。而ISO 4210-9:2023 的城市和旅行自行车、山地自行车和竞赛自行车的施加力值均为2 000 N,青少年自行车的施加力值为1 500 N。
对于复合材料的鞍梁静负荷强度和升降鞍管静态试验要求,在GB/T 3565.9-2022 中没有涵盖,而在ISO 4210-9:2023中提出了明确的试验方法。随着新材料和新技术逐渐应用于自行车行业,新的试验要求也会逐渐被纳入到更新的标准中,从而适应飞速发展的行业趋势。
鉴于GB/T 3565.9-2022 和ISO 4210-9:2023 标准的逐步实施,针对国内国际标准的新要求和行业发展现状,对生产鞍座和鞍管的企业提出以下对策和建议:
(1)主动关注标准动态,充分理解标准具体要求和相关变化,一定要找准产品和标准的差距,尽快弥补不足。
(2)针对产品销售目的地情况,严格按照GB/T 3565.9-2022 和ISO 4210-9:2023 版标准执行,借鉴第三方公共检测机构的指导意见,深入挖掘产品,尽快完善和提升产品质量,实现产品换代升级。
(3)对于产品质量的提升和保障,一方面从技术上创新和改进,利用当前的新材料和新技术,对产品进行改造升级;另一方面也可以适当引入国际通用的质量管理体系,从管理上入手,辅助产品质量的提升。
鞍座和鞍管作为自行车的重要组成部件,承载着骑行人员主要的重量,其可靠的安全性能,关系到骑行人员的安全,将对自行车的整体性能有着重要的影响。相对于GB 3565-2005,GB/T 3565.9-2022 在概述、试验要素等方面都更加细化,可操作也更加明确,从而有利于保证试验结果的一致性。比如明确了测试鞍管的要求、升降鞍管调整要求以及试验用衬垫的尺寸、材质、硬度等试验要素。为了与国际标准保持同步,GB/T 3565.9-2022中增加了鞍座与鞍管组合件疲劳试验项目,并明确了鞍管疲劳试验项目第二阶段试验对象为复合材料鞍管。同时,根据我国自行车行业实际情况,在概述、夹紧试验以及鞍管疲劳试验第一阶段施加的力值与ISO 4210-9:2023 同项目中施加力值等方面的要求是一致的。但是,在鞍管疲劳试验第二阶段施加的力值与ISO 4210-9:2023 同项目中施加的力值是不同的。这些变化中,体现出新版标准既紧跟国际标准发展趋势,也着眼于中国自行车行业发展特色。本次新标准的颁布执行,虽然给国内自行车生产企业提出了更高的要求,也为我国自行车产业升级提供了一定的指导保障。希望相关企业的研发和技术人员准确把握标准变化,遵循要求设计和生产合格产品,确保国内和国际两个大市场的顺利拓展。