Тема: ОКВП (Общий Курс Велосипедного Подшипника)
Размеры шариков в советских велосипедах:
3,0 мм — механизм трещётки
4,0 мм — рулевая, педали
5,0 мм — передняя втулка
6,0 мм — задняя втулка, каретка
Не путать с близкими буржуйскими дюймовыми размерами, которые в миллиметрах 4,75 6,35 и т.д.
Количество шариков
Хочу рассказать о велосипедных подшипниках, но пока почти не касаясь промышленного типа. Именно об обычных классических, регулируемых — с чашкой, конусом и шариками. "На шарах", "насыпных".
Даже новые, из магазина подшипники — особенно втулки — нужно разобрать, промыть и привести в порядок, о чём тоже будет рассказано.
Вобщем, раньше таких подшипников был полный велосипед — на них крутилось всё. Да и сейчас хватает, особенно у нас, как самих подшипников в отдельных местах, так и комплектных велосипедов тех времён. Кроме того, многие серьёзные производители не спешат полностью от них отказываться.
Устройство велосипедного подшипника несложно, и с ним знаком любой, кто раскручивал узлы велосипеда.
Он представляет собой конус и чашку с канавками полукруглого сечения, между которыми по тем канавкам катаются шарики. Всё это выполнено из специальных высокопрочных и термообработаных сталей.
Такие подшипники ВСЕГДА расположены парой (не обязательно одинаковых — например, в педалях) , и пара регулируется совместно — затягивая или ослабляя один подшипник из пары, мы то же самое делаем со вторым. Частичное исключение — задняя втулка "Торпедо" — там, на первый взгляд, у маленького подшипника справа нет пары. Но "навстречу" ему стоит большой подшипник слева. Он является парой одновременно для обоих правых подшипников, и вся эта конструкция регулируется одновременно, вляя друг на друга. Это важно понимать при поиске дефектов подшипника.
Для регулировки правильного зазора в подшипнике предусмотрено перемещение конуса либо чашки по резьбе, полученое положение можно зафиксировать контргайкой. Между регулируемым элементом подшипника и контргайкой педусматривается шайба, не дающая контргайке увлечь его за собой при контровке, и тем самым сбить регулировку. Этому способствует защита шайбы от проворота, представляющая собой внутренний зуб шайбы и специальный паз для него на валу. Подшипник наполняется (в настоящее время) пластичной смазкой, для защиты применяются пыльники разной конструкции. Вот как он выглядит, например, на втулках :
В остальных узлах подшипники конструктивно похожи, меянются лишь диаметры и немного — способ контровки (например, на каретке ХВЗ или верхнем подшипнике рулевой колонки "Старт-Шоссе".
Часто в подшипниках применяется сепаратор между шариками. Он нужен для облегчения и удешевления конструкции — когда расчёты показывают, что подшипник покажет удовлетворительный ресурс с уменьшеным количеством шариков. От сепаратора всегда можно (а иногда и нужно) отказаться. Например, в колёсных подшипниках советских спортивных велосипедов сеператоров нет. Здесь приведу отцензуренную выдержку из моего письма коллеге, как раз плавно перейдём к практике:
"Знаешь, зачем в подшипнике сепаратор? Шарик — штука дорогая. Прикинь, какие там технологии и точность! А сепаратор — штампованая дешёвка. Один шарик, наверное, как пять сепараторов стоит. При проектировании подшипника расчитывают, сколько шариков ДОСТАТОЧНО, чтобы работать с данной нагрузкой заданый ресурс. Понятно, что без сепаратора они собьются в кучу и подшипник работать не будет. Для экономии граммов также в спорте могут с этим моментом психовать, ещё и пластиковый сепаратор применить — он легче и потери на трение меньше. Да ещё меньше шариков натолкать туда — ресурс неважен, да и потери на трение чуть меньше — в погоне за спортивным результатом это простительно.
Давай посмотрим, что будет, если от сепаратора отказаться. Натолкать полный подшипник шариков просто. В реале всё немного сложнее, но вполне справедлива такая модель:
Было у нас (условно) 10 шариков, нагрузка от ноги 100 кг. На каждую точечку в месте контакта на дорожке шарик давит с силой 10 кг. На точечку! Ну оно как-то там катается, понятно, изнашивается с какой-то скоростью.
Теперь выкинем сепаратор, и вставим столько шариков, сколько поместится. Допустим, 20. Нагрузка на узел не меняется (те же ноги крутят те же педали) но на каждый шарик теперь приходится всего 5 кг — в два раза меньше! Соответственно либо ресурс в два раза увеличится, либо нагрузку можно удвоить при том же ресурсе! Примерно так и получаются семейства промышленных подшипников, в котором модели различаются по нагрузке или ресурсу. Модель, повторю, грубоватая, но справедливая.
Понял, к чему я? Теперь внимательно:
Количество шариков берётся в "-1". Т.е. закладываем кольца шариками полностью, один убираем.
Все шарики должны быть одинаковы (с точностью 0,01 мм в идеале). Этого можно добиться, распотрошив, например, два совершенно новых одинаковых подшипника, или два из одного узла, с одинаковым пробегом. В спорте или при перфекционистских замашках вообще берут жменю шариков и микрометром разбирают на группы через 0,01 — результат даже по звуку заметен.
Если нет достаточного количества шариков нужного номинала, официально допускается вместо сепаратора использовать шарики меньшего размера — понял, это не о допусках в сотки, а вообще о другом размере — 3 мм вместо 4-х — установив их по одному равномерно между "нормальными" (через 1, или через 5 ). Так нельзя делать, если родной подшипник был без сепаратора! Понятно, что допустимо поставить сепаратор с "недержанием шариков" , если он не разломан и не трёт по дорожкам — можно и подрихтовать его слегка.
При вообще полном отсутствии шариков нужного номинала, в качестве допустимого "колхоза" можно использовать меньшие, но никак не большие. Понятно, максимально близкого диаметра к номиналу. Например, в задних колёсах ашанов и прочего шимано стоят шарики диаметром 6,3 мм — можно заменить нашими 6 мм, но не наоборот! А вот ставить 3 мм вместо 4 я бы уже поостерёгся.
Собственно, подшипники без сепаратора широко применялись в эпоху до удешевления — во всех советских передних колёсах, многих задних, в каретках, педалях, в рулевых "спецзаказов". Многие (например я) и сейчас часто так делают "для себя", даже собирая узел из новых деталей. Для удобства монтажа в узел сначала закладывается смазка (примерно 30% объёма подщипника) , на неё клеятся шарики. Кстати, сравни по трудоёмкости и скорости со сборкой велоподшипника с сепаратором — снова экономия)."
Вот пример подшипника (из рулевой) с сепаратором и просто "насыпи". Видно, как наполняется подшипник без сепаратора "в -1", и как он заполняется смазкой на 30-50% свободного объёма:
Объясню, почему считаю допустимым использовать более мелкие шарики, но остерегаюсь ставить более крупные — например из советских 6 мм и буржуйских 6,3 мм. Дело в том, что для возможности регулировки подшипника поджатием конуса, а так же для того, чтобы шарик касался дорожки только в одной точке, профиль дорожки сделан с заведомо бОльшим радиусом, чем шарик. Это хорошо видно на спёртой где-то в инете картинке :
Поэтому если шарики будут чуть-чуть меньше, высока вероятность того, что они нормально улягутся в своих дорожках, но при этом края конуса не лягут на края чашки. Из личного опыта: второй сезон бегает ашан, в котором родные шарики на задней оси ∅6,3 мм заменены советскими ∅6,0 мм. Конуса при этом просели чуть глубже, дропы слегка стянулись (ашан — на жалко) и всё отлично работает. Понятно, конуса и чашки были придирчиво осмотрены. Просто хозяин хотел смазать ось и растерял шарики, а у меня только советские в запасе были. Но в этом случае может подвести маловатый внешний диаметр конуса, и шарики будут кататься по самому гребню, а вся конструкция быстро придёт в негодность. Вобщем, как повезёт — смотреть надо.
Если же шарики будут больше номинала — их радиус может оказаться больше радиуса профиля дорожки, а это потянет много неприятных последствий — от невозможности регулировки до повышеного сопротивления и быстрого неестественного износа подшипника.
Исходя из вышесказанного, можно проявить смекалку и, например, безболезненно установить советскую втулку на китайскую ось с другой резьбой. Если подумать — чашка во втулке и комплект шариков 6 мм (советские) а конус под шарики 6,3 мм при условии близкого к советскому диаметра конуса вполне могут и подружиться. А вот если при этом применить шарики 6,3 мм — они могут пожрать чашку на втулке.
Подчёркиваю, о каких цифрах идёт речь при всяких подменах шариков:
Замена КОМПЛЕКТА на меньший размер — десятые доли мм.
Использование шариков меньшего размера между основными (вместо сепаратора) — до 1 мм
Разница в диаметрах шариков В ПРЕДЕЛАХ ОДНОГО КОМПЛЕКТА — 0,01 мм (одна сотая!).
Реально шарики "из ящика" одного номинального размера имеют бОльшие допуски, поэтому при тщательном подходе к вопросу их сортируют микрометром на группы через 0,01 мм. На одной оси можно ставить комплекты из разных таких групп. Подавляющее количество велосипедистов этим не заморачивается, но так делают спортивные мастера, и так делают на заводе на дорогих гоночных втулках. В массовых же втулках такую точность не соблюдают — просто используют шарики соответствующего номинала, которые расходятся уже на несколько "соток".
Как минимум, набирая самостоятельно подшипник без сепаратора для неколхозного велосипеда, имеет смысл распотрошить одинаковые подшипники — из одной коробки новые, или из одного узла б/у.
Продолжение ↓↓
Мастер спорта по езде за хлебушком на велосипеде.
Если не я построил велосипед — это не мой велосипед.