热双金属平螺旋形元件机械转矩率试验方法
Test method for mechanical torque rate of spiral coils of thermostat metal
(ASTM B 362-1991,MOD)
(送审稿)

前 言
本标准修改采用ASTM B362-1991（2003年复审确认）《热双金属平螺旋形元件机械转矩率试验方法》
本标准根据ASTM B362-1991（2003年复审确认）《热双金属平螺旋形元件机械转矩率试验方法》重新起草。为了方便比较在资料性附录A中列出了本国家标准和国际标准条款的对照一览表。
考虑到我国国情，在采用ASTM标准时进行了修改。
本标准与ASTM标准的主要技术性差异有：
——试验力矩与初始力矩数据有修改。
本标准的附录A为资料性附录。
本标准由中国电器工业协会提出。
本标准由全国电工合金标准化技术委员会(SAC/TC 228)归口。
本标准起草单位：宝山钢铁股份有限公司特殊钢分公司、上海电科电工材料有限公司、桂林电器科学研究所、佛山精密电工合金有限公司。
本标准主要起草人：张忠民、陆尧、霍志文、谢永忠。

热双金属平螺旋形元件机械转矩率试验方法
1　范围
本标准规定了热双金属平螺旋形元件机械转矩率测量的原理、方法和设备要求。
本标准适用于测定热双金属平螺旋形元件的机械转矩率。也适用于精确地测定其它材料平螺旋形元件的机械转矩率。可用于确定热双金属平螺旋元件的机械力。
本标准可在给定机械力矩情况下，确定材料的最优厚度和长度。
本标准可用于热双金属的质量测试以确定接收或拒收。
2　规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB 2900.4 电工术语 电工合金
GB 4461 热双金属带材
3　术语、定义和代号
GB/T 2900.4确立的以及下列术语和定义适用于本标准。
3.1　平螺旋形元件 spiral coil
由热双金属长条顺其长度方向，使其侧边保持在垂直于轴平面上盘绕而成的部件。
3.2　机械转矩率 mechanical torque rate
转矩对偏转角度的比率。用来衡量热双金属平螺旋形元件的刚性。代号为M。
4　基本原理
向热双金属平螺旋形元件施加—转矩，测量由此而引起的角度偏转。所施加的转矩不能超过平螺旋形元件的弹性极限。
热双金属平螺旋形元件机械转矩率由式（1）给出：

………………………………………（1）

式中：
M——机械转矩率，N*m/1°；
P——试验负荷，N；
L——力臂，m；
A1——初始力矩下的角度位置，（°）；
A2——施加试验力矩后的角度位置，（°）。
5　测量装置
图1和图2所示的测量装置主要包括下述内容：
5.1　量角器
用于测量向平螺旋形元件施加转矩后的角度位置，其最小分度为0.5°。
5.2　试样夹
试样夹是一种安装在量角器中心上用于固定平螺旋形元件试样的轴，其形状最好是圆截面的，其直径应尽可能大，但在试验过程中，向试样施加转矩后，轴的外圆不能与试样的内圈相接触。通过轴心在轴的径向开一个槽，槽与轴外圆相交处应锋利。槽的深度应大于试样的宽度，槽的宽度通常应稍小于试样的材料厚度。这样可使试样的内端在固定时恰好推入并使其整个宽度夹紧在槽中而不发生相对移动。槽的位置应使试样在固定后与试样夹的旋转中心同心。
5.3　负荷杆
负荷杆是一种能以试样夹中心线为轴心灵活转动的杆，一端带有指针，用于指示角度位置。
5.4　施荷杆
是一种用于向试样外端施加转矩的圆截面的杆，其直径约为2mm。施荷杆的中心线到试样夹的中心线的距离为L1。
5.5　砝码
采用四等感量砝码悬挂在距试样夹中心线L处的负荷杆上，用于产生力矩。
5.6　基准指针
基准指针的尖端与试样夹的中心线应位于同一水平面上。

图1　测量装置原理示意图

图2　测量装置
6　取样
6.1　标准试样
用于平螺旋形元件机械转矩率试验的试样，其取样应保证能代表批量平螺旋形元件的性能。用于材料质量控制的试样，由成品材料制成。取样应包括在带材不同宽度上裁取的材料。取样的数量和方式应由供需双方协商确定。
6.2　稳定化处理
在所有成形加工完成之后并在试验开始之前应对试样进行稳定化热处理，以消除内应力。在热处理期间，试样应不受外加约束，使其可自由偏转。热处理工艺过程按GB 4461的规定执行，有特殊要求时，由供需双方协商确定。
7　试验程序
7.1　试样的夹装
将试样安装在试样夹上并进行调整，使试样内圈与试样夹处于同一中心。为减小磨擦力的影响，抖动测量装置。
7.2　施加初始力矩
在施加试验力矩之前，向试样施加一初始力矩。旋转量角器使负荷杆一端的指针对准基准指针，记录角度位置。初始力矩的大小根据表1确定，有特殊要求时，由供需双方协商确定。初始力矩的精度应为±2.0%。

表1         N.m

7.3　施加试验力矩
向试样施加试验力矩，旋转量角器，使负荷杆一端的指针对准基准指针，记录角度位置。试验力矩尽可能大，但所施之试验力矩不能使试样各圈间相互接触，也不能超出平螺旋形元件的弹性极限。对于紧密绕制的平螺旋形元件以及低机械转矩率的平螺旋形元件，在试验期间各圈间可能会有接触，这种情况应在试验报告中指出。试验力矩的精度应不低于0.5%。
7.4　校核
去掉试验力矩，检查由初始力矩所产生的角度位置，如果有偏差，重新施加试验力矩，直到连续二次由试验力矩所产生的角度偏转相同为止。
7.5　角度测量精度
角度位置的读数精度应不低于0.25°。
7.6　计算
按公式（1）计算机械转矩率。
7.7　试验环境要求
在试验期间应保持试验室的温度基本恒温。
8　试验报告
报告应包括下列内容：
—— 产品型号、规格；
—— 产品制造单位或送检单位；
—— 试样的尺寸参数；
—— 试验温度；
—— 试样夹尺寸；
—— 施荷杆的尺寸；
—— 施荷杆的位置（L1）；
—— 初始力矩；
—— 试验力矩；
—— 机械转矩率；
—— 试验和校核人员；
—— 检验单位的印鉴；
—— 检验日期。

附　录　A
（资料性附录）
本标准章条编号与ASTM B362：1991（2003年复审确认）章条编号的对照
表A1本标准章条编号与ASTM B362：1991（2003年复审确认）章条编号的对照一览表