Велосипедные колёса: Втулки. Планетарная втулка или классика

– центральная часть колеса, упирающаяся на неподвижную ось, которая в свою очередь крепится к дропаутам вилки и рамы велосипеда. Качественная втулка призвана обеспечить минимальное трение при вращении колеса, улучшая таким образом накат велосипеда. Кроме того, чем лучше втулка, тем дольше ее ресурс и меньше проблем возникает после эксплуатации велосипеда в мокрую погоду и в болоте.

Втулки обладают рядом отличительных характеристик, в перипетиях которых мы с вами будем разбираться.

Расположение

В первую очередь, втулки делятся на передние и задние. Передняя в своем устройстве несколько проще, ведь она ответственна только за крепление колеса и его вращение. Задняя же втулка, кроме данных функций, еще несет на себе трещотку или кассету. Здесь подробнее.

Что трещотка, что кассета – это набор звездочек, необходимых для переключения передач. В первом случае они представляют между собой монолитную неразборную конструкцию, как правило, из 5-7 звездочек. Во втором случае отдельные звезды могут быть заменены при необходимости. Например, когда себя изнашивает более ходовая звезда. Кассеты состоят чаще всего из 8-11 звезд. Кассета является более предпочтительным вариантом для покупки. Втулка, рассчитанная под кассету, всегда будет надежнее трещоточной и выдержит больший вес ездока.

Отдельно отметим планетарные задние втулки типа Shimano SG-3C41 . В их внутренности заключен механизм переключения передач (3-5). Переключаться можно даже стоя на месте.

Фиксация

Существует 2 способа фиксации втулки к велосипеду. Более простой и дешевый вариант – двумя гайками под ключ на 16. Более удобный и дорогой – эксцентриком . В данном случае для снятия колеса понадобится лишь отжать ручку эксцентрика. Этот процесс занимает считанные секунды. На всех качественных велосипедах в обязательном порядке будут установлены втулки под эксцентрик.

Тормоза

Кроме крепления колес, втулки еще ответственны и за тормоза. Таким образом, втулки делятся на те, которые работают лишь с тормозами типа V-brake (например, втулка задняя Novatec 802SB 36H QR white), и которые рассчитаны также под дисковые тормоза (Novatec D882SB-SS 36H QR10 black). Следует понимать, что при этом любая втулка подойдет под V-brake. Есть также втулки под барабанные тормоза, но это в наше время редкость и встречаются такие лишь на редких городских велосипедах.

Материал изготовления

Здесь все просто. Стальные втулки – дешевые, но тяжелые и подвержены коррозии; алюминиевые – дороже, но легче и не ржавеет.

Количество спиц

2 наиболее распространенных стандарта – втулки на 32 и на 36 спиц. Разумеется, чем меньше спиц, тем колесо легче, но при этом менее прочное, и наоборот. Важно, чтобы и втулка, и обод колеса были рассчитаны под одно количество спиц.

Размер

Есть разные стандарты осей втулок. Они отличаются по диаметру – чем он больше, тем надежнее втулка, но при этом и весит она будет также больше. Для обычного горного и кроссового велосипеда характерен диаметр 9-10 мм, более экстремального – 14-15 мм.

Оси втулки отличаются по длине. Передние, как правило, равны 108-110 мм, а задние более длинные – 135-146 мм.

Интересный вариант – втулка задняя Novatec D882SB-SS 36H QR10 , у которой диаметр оси может меняться с помощью переходников.

Тип подшипников

Втулки делаются на промподшипниках (они неразборные) и насыпных (их можно обслуживать и регулировать). Плюс промподшипников в том, что до поры до времени можно не обращать внимание на неприятный звук и другие проблемы, а затем просто заменить подшипники, не меняя всей втулки. Важная черта подшипников – их грязезащита. Так, у насыпных на втулках нижнего и среднего ценового диапазона защита от грязи будет лучше. На одинаково дорогих втулках разницы между насыпными и промподшипниками не будет.

Купив один раз хорошую втулку, о ее замене можно будет забыть на 10000 км.

Оптимальная эффективность движения, частота педалирования, скорость и нагрузки на велосипед регулируются при помощи механизма скоростного переключения. В отличие от синглспида, велосипед с несколькими режимами передачи крутящего момента способен подстраиваться под конкретные условия передвижения. «Скоростную» систему используют практически на все типах великов: от городских и трюковых до гоночных и маунти-байков.

К распространенному типу относится планетарная втулка, внутри которой расположен шестеренчатый механизм изменения передаточного отношения. Взаимное расположение и зацепление шестерней регулируется переключателем скоростей, который, в свою очередь, приводится ручкой на руле. Принципиальное отличие от «звездочной» трансмиссии позволило такой системе переключения передач неплохо укрепиться в велосипедной среде.

Из чего состоит и как работает планетарная втулка

Устройство планетарных втулок достаточно сложное и напоминает механизм автомобильной коробки передач. Для наглядности покажем стандартную схему для всей планетарной передачи:

Компоненты шестерного отсека скоростной втулки: 1 – солнечная шестерня, 2 – сателлиты, 3 – водило, 4 – эпицикл

Желтым цветом изображена солнечная шестерня. «Солнышко» жестко закреплено на оси заднего колеса велосипеда. Именно с ней зацепляются обозначенные синим цветом планетарные шестеренки. Для их фиксации используется «водило» (зеленый цвет). Эта деталь не позволяет сателлитам – так иначе можно называть планетарные шестерни – разъезжаться и сцепляться друг с другом, а также определяет их направление движения.

Довершает механизм эпициклическая шестерня, которая вращается за счет педалирования. На рисунке она показана красным цветом.

Звездочка сопрягается с механизмом втулки с помощью шлицевого привода, исполнительного механизма втулки. При изменении передачи он изменяет скорость вращения водила относительно кольцевой шестерни, благодаря чему и достигается подстройка велосипеда под угол направления дороги и регулируется его скорость.

Интересная особенность такого типа механизма – это работа в качестве редуктора. Солнечная шестерня играет роль неподвижного элемента, эпицикл – ведомого элемента цепи, водило замыкается на корпус втулки. Для примера рассмотрим, как работает механизм планетарной передачи на простой трехскоростной планетарке:

• Пониженная передача. Кольцевая шестерня опережает водило за счет его зацепления корпуса планетарной втулки. Передаточное отношение меньше единицы и составляет 0.733.
• Главная передача. Крутящий момент с эпицикла передается на втулку за счет зацепления ее с планетаркой. Иначе говоря, со втулкой соединено не водило, как на первой передаче, а звездочная шестерня. Что происходит при этом? Втулка вращается быстрее водила, а для достижения максимальной скорости понадобится больше усилий по сравнению с пониженной передачей.
• Передаточное число повышенной, или третьей, передачи больше единицы, и для трех оно составляет 1.364. Направление движения водила и втулки противоположны, благодаря чему достигается ее ускорение по сравнению с главной передачей.
• Для планетарных втулок с 5, 7 и т.д. скоростями диапазон передаточных отношений выше, чем у трехскоростной за счет большего количества шестеренчатых механизмов. Принцип работы многоскоростных и простых втулок будет одинаковым. Разница только в том, что у каждой планетарной составляющей будут свои фиксированные (как у 3-х ступенчатой планетарки) значения отношений передач, а в целом у механизма их будет в несколько раз больше.

Производители втулок: плюсы и минусы

Изготовлением планетарных втулок на велосипеды занимается несколько производителей:

• Shimano,
• SRAM,
• Sturmey-Archer,
• Rohloff.

Последний занимает лидирующее положение по сложности изобретенного механизма. Втулка этого производителя включает 14 планетарных составляющих. Большое количество передаточных отношений и высокая эффективность смело конкурируют с аналогичными показателями продвинутых звездочных систем переключения скоростей.

Скоростной агрегат от Rohloff в разрезе

Второе место занимает SRAM – его планетарка имеет 12 скоростей, а передаточный диапазон превышает 400%. Shimano – известнейший производитель велозапчастей и скоростных втулок. Его хорошо зарекомендованные втулки с 3, 4, 7 и 8-планетарными механизмами дополнены обновленной версией – 11-скоростной системой переключения скоростей. Sturmey может похвастаться гибридными кассетно-планетарными механизмами, а также другими типами стандартных втулок с тремя, пятью и семью скоростями.

Преимущества использования планетарных втулок

1. Прямой ход цепи и низкий износ ведущей и ведомой звезд. Снаружи трансмиссия выглядит как у обычного сигнлспида.
2. Скрытый от внешних воздействий механизм переключения передач отличается высокой долговечностью по сравнению с кассетами и трещотками. Могут быть задействованы все соотношения передач. Об этом смело скажут отзывы от велосипедистов, перешедших со «стандартных» скоростных велосипедов на планетарные.
3. Нет необходимости постоянно обслуживать устройство, также его сложно нечаянно повредить.

Как и у всего на свете, у втулок с планетарными передачами есть свои «но»:

1. Невозможность использования в велосипедном гоночном спорте из-за высокого трения и чувствительности шестерней.
2. Ощутимая прибавка к весу: только некоторые трехскоростные втулки весят чуть меньше килограмма. В движении привес на заднее колесо дает о себе знать.
3. Ремонт таких механизмов почти невозможен в домашних условиях, да и сервис, где ремонтируют планетарные втулки, нечасто можно встретить. Одноразовость планетарок не позволяет их выгодно привести в рабочее состояние, лучшим вариантом будет установка новой.
4. Запредельная стоимость. Конечно, она вполне оправдана, однако ставить редуктор с нуля на сигнлспид нет смысла. Гораздо проще купить готовый велосипед с ней.

Как правильно переключать передачи при движении на велосипеде

Нанести вред механизму велосипедного редуктора сложно, но возможно, если систематически неправильно его использовать. При движении на велосипеде с планетаркой есть простое правило: осуществлять переключение передач без педалирования.

Странно? Ничуть. Планетарный механизм имеет сходство с механической КПП машины, а там ведь тоже при переходе с одной передачи на другую газ отпускается. А «газ» для велосипедиста – это кручение педалей.

Переходить с одной передачи на другую нужно немного заранее, и делается это так:

• Велосипед движется накатом, усилия на педали минимальны.
• С помощью ручки переключается передача.
• Через несколько оборотов колес (около 2 секунд) можно педалировать.

Езда в гору сопровождается переходом на пониженную передачу, то есть передаточное отношение должно быть меньше, чем до перехода. На трехскоростных планетарках это просто: перейти на первую передачу. С другими вариантами вполне нормальным будет переключиться, например, с третьей на вторую.

На повышение нужно идти последовательно, то есть сначала первая, затем вторая и так далее. При сбросе скоростей можно перешагивать. В однообразных условиях, где нельзя развить скорость (тротуар с пешеходами, например), лучше применять только главную передачу без переключений.

Велосипеды с планетарными втулками способны преодолевать значительные расстояния без большого количества спусков и подъемов, поэтому их часто можно встретить в больших городах с развитой сетью дорог и населенных пунктах на ровной местности. Такой вариант трансмиссии идеально подойдет тем, кто не хочет постоянно возиться с кассетами и цепями и при этом часто ездят по городу, загородным поселкам и равнинным трассам.

Бытуют мнения, что при минусовой температуре у втулок Shimano густеет смазка и не схватывает барабан. Решил заранее сделать переборку втулки в зиму используя низкотемпературную смазку Revenol Arctic Greace. Смазку выбирал, изучая различные тесты зимних смазок, к примеру в этом тесте https://www.drive2.ru/l/5253348/ одной из лучших была именно Revenol Arctic Greace. Последовательность фоток с описанием действий, это шаги переборки.
Итак, начнемс:
1) С пациента уже снята касета, операционный стол и инструментарий готов. Поехали.
2) Обнажились шарики (по 9 с каждой стороны), конуса и пыльники с осью. Раскручивать нужно со стороны ротора используя конусный ключ на 15 и рожковый ключ на 17.

3) Специальным инструментом, сделанным из головки 21 откручиваем гайку с пазами. (если кому надо, могу дать чертеж головки-съемника)

4) Внимание, левая резьба! Чтобы все прошло гладко, необходимо упереться и крутить используя сразу 2 рычага.

5) Откручиваем шестигранником на 10 против часовой стрелки и барабан снимется. На этом этапе максимум аккуратности, ибо шарики мелкие и их много, могут рассыпаться.

6) Внутренности барабана, по 25 шариков с каждой стороны. Все это нужно неспеша отчистить от старой липкой смазки. Есть риск пролюбить шарики, аккураней.

7) Наносим смазку на нижнюю дорожку барабана, используя шприц и по одному втискиваем шарики на место. Так же наносим смазку на собачки и надеваем зубчатку.

8) Итак, на нижнюю дорожку с шариками уже установлен корпус барабана с зубчаткой, на верхней дорожки уже заложены все 25 шариков и нанесена смазка, далее устанавливаем чашку-гайку-конус по левой резьбе и затягиваем воротком с доработанной головкой на 21. Перебранный барабан у нас в руке, пришпандориваем его к корпусу втулки спецболтом используя шестигранник на 10. (закручиваем по часовой)

9) Наносим смазку на чашку и по одному шарику отправляем их на место. Всего их по 9 с каждой стороны. Далее устанавливаем пыльники и ось, закручиваем конус с обратной стороны соблюдая последовательность сборки. Не путать шарики с левой стороны с шариками на правой стороне.

10) Все собранно. Для регулировки нам понадобятся конусный ключ на 15 и 2 рожковых ключа на 17. Смысл в том чтобы стянуть контрогайку и конус с обоих сторон так, чтобы был пойман момент между подклиниванием и отсутствием люфта.


Свободный механик - это как свободный художник, только механик.

Речь пойдет о классических насыпных втулках, где подшипники качения образуются отдельными шариками, а корпуса подшипников образованы элементами втулки. Это, как правило, втулки Shimano, Compagnolo, а также завода ХВЗ производства СССР (копия первых двух). В статье профилактике подверглась втулка Shimaho Deore FH-M510 пр-ва Японии выпуска 2003 года с пробегом около 10.000 км.

Следует заметить, что эту операцию в веломастерских при сезонных ТО практически никогда не делают, ссылаясь на сложность - предлагают не трогать или заменить втулки или даже колёса целиком на новые. Однако, во-первых, с компонентами высокого класса так поступать просто нерентабельно, а во-вторых, даже новые компоненты некоторых производителей не мешает осмотреть, иногда отрегулировать, а то и заменить смазку на более подходящую к нашим суровым условиям. Даже в промышленных подшипниках смазка требует замены, а уж с легкостью разборки насыпных втулок сделать сезонное ТО, заменить смазку и получить отлично катящий велосипед вообще не проблема.

Все описанные ниже приёмы применимы и к недорогим дорожным велосипедам (ситибайкам). Конструкция узлов у них схожа, разница только в качестве материалов, наличию пыльников и конструктивных ухищрениях. Чем дешевле компоненты - тем всё проще разбирается и тем стандартнее инструмент.

Особенности втулок

Огромный плюс этих втулок в принципиальной ремонтопригодности и легкости ремонта в полевых условиях, минимум необходимого специализированного инструмента, возможности настройки "под себя" а, в случае проблем в дороге, быстрым приведением в состояние "можно доехать до мастерской". Ещё один плюс - "честные" четыре (!) опорных подшипника в хорошо сбалансированной по нагрузке конструкции, что особенно заметно по ресурсу втулки в тяжелых условиях (песок, глина, снег с солью) и под тяжелыми ездоками. Особенно ценно, что, используя нижеописанную методику, после особо грязных покатушек можно быстро привести втулки в порядок, не дожидаясь, пока те закиснут или поржавеют.

Минус - требуются прямые руки, некоторая информация и аккуратность при разборке, чтобы не растерять запчасти. Также требуется терпение, чтобы отстроить опорные подшипники после сборки, но это терпение окупится сторицей - правильно смазанные хорошо отрегулированные насыпные втулки катят лучше!

Два варианта переборки

Совсем необязательно всегда каждый раз разбирать втулку полностью. Как правило, страдают самые нагруженные узлы - опорные подшипники колеса, в них забивается пыль и песок, туда попадает вода. Но в барабан, например, вероятность попадания чего-то извне гораздо ниже.

Текущий ремонт , заключающийся в чистке от грязи, просушке и удалению попавшей во втулки воды, соли, морской воды, мелкой пыли или речного ила после сложного вело путешествия. Такую операцию желательно провести как можно быстрее после возвращения. Снимать кассету необязательно. Уже, вытащив ось, становится ясно, насколько серьезна ситуация. Заменить же масло в опорных подшипниках совсем несложно, для этого из всего длинного списка инструментов нужны только конусные ключи.

Профилактическая переборка с частичной или полной разборкой всех компонентов, очисткой поверхностей, удалению всех загрязнений, выработки, заменой масла и тщательным осмотром. Это лучше всего произвести в конце сезона перед зимней консервацией любимого коня. Если же кататься много и зимой тоже - то перед зимним сезоном можно забить более "зимнюю" смазку, а в конце зимы - полностью перебрать узлы, куда могла попасть вода или соль с улиц. Снега ведь при зимнем катании забивается в вел порядочно. И смазать втулку более легкой и ходкой летней смазкой.

Конструкция втулок

Кстати, если втулка начала шуметь, имеет смысл заменить старые шарики на новые, без дефектов поверхности; но не придется искать подходящие подшипники целиком, как в случае со втулками на промышленных подшипниках. Коррозия безжалостна к любой стали.

Общая схема втулки из мануала Shimano. Втулки ХВЗ практически идентичные. Отличия в пыльниках и сальниках.

Требуемый инструмент

Из инструмента понадобится

1. пара специальных тонких "конусных" ключей 13-14-15-6 и 13-14-15-17, изготовленные из крепкой инструментальной стали;
2. специальный ключ-хлыст с куском цепи для фиксации кассеты;
3. съемник кассеты (втулка с ребрами);
4. рожковый ключ на 24, который может быть заменен чем угодно;
5. шестигранник 1.5мм (для полной разборки или протяжки кассеты);
6. шестигранник 10мм (для съема барабана свободного хода);
7. обычный велосипедный универсальный ключ ХВЗ, в котором понадобится удобный торец между рожками 10 и 12 в качестве съемника барабана
8. медицинский пинцет (шарики доставать из керосина и укладывать в обойму)
9. старая зубная щетка (удобнее отмывать);
10. плоскогубцы (пассатижи) среднего размера.

"Хлыст" - им удерживают кассету от прокручивания при демонтаже:

Кстати, это ещё и педальный рожковый ключ "на 15".

Съемник кассеты (черный) и ключ, которым его крутят:

Обычный "семейный" ключ от велосипеда Украина пр-ва ХВЗ. Его левая торцевая часть пригодится как съемник барабана.

Конусные (втулочные) ключи - незаменимы для регулировки конусов и из законтривания.

Шестигранники. Большой пригодится, чтобы снимать барабан, маленький - чтобы разобрать и собрать кассету.

Демонтаж кассеты

Разборку следует начать с демонтажа кассеты. Во-первых, она грязная и большая и её тоже не мешает вычистить и привести в порядок. Затем, надо убедиться в отсутствии износа корпуса барабана. Если барабан, удерживающий шестеренки кассеты, окажется изношен, то барабан (freehub) надо заменить обязательно, но, к счастью, это случается крайне редко.

Вставить съемник кассеты в самую маленькую звездочку в соответствующее отверстие. Левой рукой накинуть удерживающий ключ-съемник с цепью на кассету, правой рукой, удобно ухватив ключ на 24, за съемник крутануть гайку, удерживающую кассету. Гайку мы вывинчиваем из корпуса барабана, резьба правая (стандартная). Усилие может понадобиться немалое.

Затем аккуратно снимаем кассету. Она будет состоять из нескольких частей: основная с 5-7 наибольшими шестеренками, скрепленныим между собой и отдельно самая малая и 2-3 меньших, возможно через спейсеры (колечки). Всё это надо запомнить или зарисовать (сфотографировать), если не уверены в себе.

В результате должно получиться примерно так:

Если грязь прилипла намертво, кассету можно оставить в герметичной емкости с керосином на полчаса, чтобы грязь и масло откисло. Затем, отчистив щёткой и обтерев ветошью, надо её тщательно осмотреть на предмет деформации зубьев и выработки (выкрашивания).

На фото - практически новая кассета, которая прошла 1000 км, но по гористому рельефу и с хорошей нагрузкой - на 4-7, самых часто используемых и самых нагруженных звездах, заметны замятия краёв зубов. Особенно досталось звёздам 19 и 23.

"Раздалбливание" и заусенцы ухудшают переключение; изменение профиля зуба могут вызвать эффект проскакивания цепи. Причина деформаций проста - езда с растянутой старой цепью на новой кассете. Если бы цепь была новая и длина звена была бы в норме - выработка кассеты была бы менее явной, более равномерной и совсем не такой выраженной.

Надолбы можно аккуратно спилить тонким надфилем, но только "лишнее наплывы" по толщине, не трогая сам профиль зуба. Это немного улучшит переключение, но, к сожалению, никак не повлияет на оставшийся ресурс. Фото обработанной таким образом кассеты в конце статьи.

Обратите внимание на надежность скрепления блока кассет. Некоторые модели кассет - клепаные, некоторые - разборные. Разборные могут самопроизвольно развинтиться. На фото - винт под шестигранник, который скрепляет всю кассету и сам ключ-шестигранник на 1.5, которым его крутить.

Разборка втулки

Следует приготовить заранее керосин 100-500мл., подходящую емкость для отмывания деталей, ветошь и туалетную бумагу. В качестве емкости я использую банку от селедки 180мл., диаметром 140мм (в неё очень удобно ложится велосипедная цепь, но сейчас не об этом). Ещё для отмачивания деталей хорошо подходит герметичная "баночка для анализов" на 100мл., которая продается в любой аптеке за 20-30 рублей. Также потребуется конститентная смазка и шприц на 20мл. для её аккуратного нанесения. Можно и неаккуратно, отвёрткой мазать, кому как больше нравится. Смазок существует великое множество: от зарубежных литиевых типа MOBIL Mobigrease XHP222 , харьковской ХАДО с ревизиантами до банального ЦИАТИМ-221 (история и классификация смазок ЛИТОЛ-ЦИАТИМ), которая тоже, кстати, литиевая. Кто насколько любит свои втулки и кому что нравится. Только солидолом не надо - он впитывает воду и под ним всё поржавеет.

Немного о конусных ключах. Особенность этих ключей - толщина всего 2.5мм. Они необходимы для расконтривания конусов подшипников при разборке, где стандартный рожковый ключ не подлезет в силу толщины, а при сборке - для точной регулировки и законтривания этих же конусов. Эти ключи продаются и стоят недорого, около 200 рублей, а пригодятся ещё не раз. Для передней втулки больше не нужно ничего.

Аккуратно расконтриваем конуса, разбираем, обтираем старую смазку, раскладываем по порядку разборки и запоминаем как было. Разобраться поможет схема из мануала Shimano

Обратите внимание, что по мануалу барабан свободного хода (freehub) предполагается неразборным. Так и есть, его предлагают менять, как запасную часть, "тонкая работа". Но нас это не остановит - мы и его тоже разберем и вычистим, заменим смазку и вдохнем немного свежести.

Последние картинки для тех, кто запутается и ещё немного про износ.

Вот так выглядит задняя ось 10-ти летней втулки Shimano Deore 2003 года выпуска в сборе, как если бы она была внутри втулки.

Количество шариков в ЗАДНЕЙ втулке Shimano Deore: 9 шт. диаметром 6.35 мм (1/4") с каждой стороны.
Количество шариков в ПЕРЕДНЕЙ втулке Shimano Deore: 10 шт. диаметром 4.75мм (3/16") с каждой стороны.

Следует обратить внимание на качество поверхности качения опорных подшипников. Поверхность должна быть гладкой и блестящей, без ямок, каверн или коррозии. Накатанная дорожка в виде окрашивания, как на фото, допускается, если на ощупь ногтем она не чувствуется. Не должно быть отпечатков шариков - если такие есть, значит был сильный удар по колесу с деформацией конуса; в таком случае колесо уже никогда не удастся отрегулировать на оптимальное качение и минимальный люфт и втулка будет постоянно греметь и "есть грязь" пока не перетрет саму себя.

Также следует отмыть в керосине, обтереть и внимательно осмотреть сами шарики. Они тоже должны быть гладкими, блестящими и абсолютно круглыми. Если на шариках есть следы какой-либо коррозии или механические повреждения, то лучше их заменить. Менять надо все шарики сразу - очень важно, чтобы все шарики в одном подшипнике были одного диаметра; если какой-либо шарик будет больше другого, на него ляжет вся нагрузка, а точечная нагрузка быстро разрушит и шарик и накатную дорожку.

Втулки высокого класса изготавливаются из очень прочных сплавов; проблемы возникают только из-за попавшей соли, пыли, грязи, глины или частиц песка и ещё иногда из-за неправильно подобранной или попросту отсутствующей смазки. Как правило, после грамотного ухода, они опять работают как новые ещё не один цикл.

Разборка барабана (freehub)

Чтобы снять барабан с тела втулки, следует воспользоваться шестигранным ключом на 10 (во втулках Shimano XT/XTR - на 14). Резьба обычная (правая). К тому же, чтобы снять барабан можно только с заспицованного колеса, потому что удержать втулку иначе очень проблематично. Надо упереться и, удерживая колесо, провернуть шестигранник по правилу правой резьбы, вывинчиваем втулку на себя. Усилие может понадобиться немалое.

После того, как шестигранником вывинчена удерживающая втулка, барабан снимется и с обратной стороны обнаружится тонкий резиновый сальник. Его можно поддеть пинцетом или острым предметом и аккуратно извлечь, тогда будут видны шарики нижнего опорного подшипника.

ВНИМАНИЕ! РЕЗЬБА ОПОРНОГО ПОДШИПНИКА БАРАБАНА - ЛЕВАЯ! Острожнее с собачками и пружинками - они имеют свойство разлетаться в разные стороны при поспешной разборке.

Количество шариков в барабане Shimano Deore: наружная часть - 25 шт. и внутренняя часть - 25 шт. диаметром 3.17мм (1/8").

Помните, шарики вывалятся, как только сместятся половинки корпуса относительно друг друга, так что действуйте аккутатно и над кюветой, чтобы они высыпались в ограниченную емкость и их не пришлось искать по всему полу.

Шарики следует тщательно отмыть (возможно, замочить в керосине на ночь, если сразу не отмываются) и осмотреть на предмет дефектов. На фото видно, что многие шарики имеют "оспинки" и каверны. Видимо, ещё с завода. Наверное этим объясняется неприятный шум и гул втулки на холостом ходу. На накатных дорожках никаких артефактов не замечено.

В барабане найдутся проставочные кольца, регулирующие люфт. На фото - толстое проставочное кольцо 2.35мм и три тонких регулировочных: одно 0.15мм и два по 0.10мм. Если барабан немного люфтит, а так часто бывает, что на заводе предпочитают накинуть лишнее колечко, чтобы упростить регулировку, то одно кольцо можно и изъять. Люфтить барабан не должен, "затирать" - тоже.

Сборка барабана (freehub)

После очистки и просушки собираем всё назад. Сборка несложная, но порядок сборки надо соблюсти правильный. Смазку класть в меру, не много и не мало. Лишняя полезет наружу и соберет всю грязь. Чтобы собрать подшипник, надо нанести густую смазку на канавку и аккуратно налепить на смазку шарики. Держится уверенно, проверено.

На фото шарики налеплены НЕПРАВИЛЬНО, надо было лепить их вокруг ВНУТРЕННЕГО БАРАБАНА, тогда установка детали с собачками внутрь барабана фрихаба не составит труда.

Затем пинцетом аккуратно укладываются шарики с другой стороны. Затем сверху кладутся проставочные кольца, сначала тонкие, затем толстое, затем навинчивается кольцо с прорезями (опорный подшипник) - резьба ЛЕВАЯ!

Устанавливаем фрихаб на втулку, не забываем проверить, на месте ли резиновый сальниик с внутренней стороны и не забыли ли шайбу; затягиваем шестигранником хорошо. Фрихаб должен крутиться свободно без заеданий и люфтов; в обратную сторону чётко фиксироваться.

Установка оси

При установке оси следует действовать по такому алгоритму: сначала надо собрать ту сторону оси, что со стороны кассеты (детали 3-9), ориентируясь на расстояние от конца оси до гайки 5мм. Сразу протянуть пару конус (9) - гайка (3) ключами, законтрив. Затем заложить смазку во втулку с обоих сторон, разровнять лопаточкой, налепить на смазку шарики, усадить пыльник на втулку и аккуратно вставить ось со стороны кассеты. Затем навернуть конус (11), проставку (12), шайбу (13) и гайку (3). Теперь можно отрегулировать люфты и затем не забыть законтрить вторую пару конусов.

Ещё раз сборочный чертеж:

В результате выступы оси с обоих сторон должны получиться практически одинаковыми и меньше, чем толщина пера рамы (6мм).
Пыльники удобно усаживать съемником кассеты - как раз идеально подходит по размеру; усаживает на место равномерно и точно.

Восстановление формы зубов кассеты

Необязательная процедура. Надолбы от растянутой цепи, как указывалось ранее, можно аккуратно спилить тонким алмазным надфилем, сровняв "лишнее наплывы" по толщине, но не трогая сам профиль зуба! Зубы все разные, с разными скосами и заходами, некоторые просто немного повернуты в плоскости. На это необходимо обращать внимание и стараться придать зубу первоначальную форму со всеми фасками и залысинками. Восстановление формы зубов немного улучшит переключение, но, к сожалению, никак не повлияет на оставшийся ресурс. Фото необработанной и обработанной таким образом кассеты SRAM PG-970 :

Рекомендация относится к кассетам высокого класса SRAM 970 и SRAM 990 PowerGlide II (отличаются наличием "паука" во второй и, соответственно, весом). Наверное, не стОит пытаться что-то делать с зубами недорогих анодированных или хромированных кассет класса Shimano Deore, Road 105, SRAM PG-950, 980 и ниже классом. Основа звезды в этих кассетах - мягкая сталь, которая легко деформируется сама по себе, а сдирание покрытия из хрома ни к чему хорошему не приведет. Новая касета такого класса будет стоит меньше 500 рублей, проще поменять. Или приобрести что-то классом выше.

Хочу также заметить, что деформация зубьев практически всегда является следствием езды на растянутой цепи по незнанию или "из сознательной экономии". Ухаживайте за цепью, своевременно измеряйте её длину (или удлинение) любым доступным способом и этим удастся значительно продлить срок службы и кассеты и передней системы.

Будь это дорогой спортивный байк или простенький подростковый. От их качества весьма существенно зависит накатистость, а значит и коэффициент полезного действия велосипеда, что немаловажно - ведь байкер при езде тратит не что-нибудь, а свои собственные силы. Недаром, подшипники качения впервые массово появились именно на велосипедах, а уже позднее распространились на множество других машин и механизмов.

Общие особенности конструкции

Втулки, предназначенные для различных велосипедов , различаются по таким параметрам, как наличие дополнительных устройств, прочность и тип защиты от внешних воздействий. Соответственно, существенно различаются и вес, и цена. И если втулки горного и шоссейного велосипеда имеют примерно одинаковое строение, то втулки со встроенными тормозами уже отличаются весьма существенно, а втулки с планетарным переключением скоростей - кардинально.

Самая простая конструкция - у втулки переднего колеса обычного велосипеда. Цилиндрический корпус, по торцам которого располагаются фланцы с отверстиями для крепления спиц. Внутри корпуса находятся ось и подшипниковые узлы, закрытые пыльниками. Устройство задней втулки любого велосипеда заметно сложнее.

Задние втулки многоскоростных велосипедов , не считая планетарных, могут быть двух видов. Устаревшие резьбовые втулки, где трещетка, т. е. блок звезд вместе с храповым механизмом, навинчивается на втулку или современные - барабанные (Freehub ), где храповой механизм является частью втулки, а кассета представляет собой лишь набор звезд. Кроме втулок с традиционным храповым механизмом, встречаются так называемые «роллерные» втулки, которые гораздо лучше выдерживают ударные нагрузки на механизм свободного хода и со звездообразным механизмом, например, в DT Hügi.

Корпуса современных втулок могут быть литыми, точенными или штампованными, изготовленными из алюминиевых сплавов и, частично, сплавов титана. Сейчас наиболее распространены точенные и штампованные алюминиевые втулки.

Втулки, предназначенные для колес с радиальным спицевым набором, имеют упрочненные фланцы, способные выдерживать радиальные нагрузки. Оси втулок могут быть стальными, алюминиевыми или титановыми. У велосипедов, предназначенных для экстремальных дисциплин, появились передние втулки с осями диаметром 20 мм и задние с осями 12 мм.

Втулки горных велосипедов подразделяются на «обычные» и «дисковые», т. е. предназначенные для установки на них роторов дисковых тормозов. Сейчас распространены два несовместимых стандарта крепления роторов: ISO на шести болтах и шлицевое со стопорным кольцом, так называемый Shimano Center Lock .

Колесо может крепиться на раме или вилке либо гайками - только на недорогих велосипедах, либо при помощи эксцентрикового механизма (quick release ). Удобство использования эксцентриковой стяжки заключается в возможности быстрого снятия и установки колеса без использования инструментов. Двадцатимиллиметровые оси для DH крепятся при помощи эксцентрика и болтовой стяжки ног вилки.

Современные втулки горных велосипедов от среднего уровня имеют двойное контактное уплотнение. В дорогих втулках, например DT Swiss, и втулках шоссейных велосипедов применяется лабиринтное уплотнение, которое создает меньшее сопротивление вращению колеса, чем контактное, но несколько хуже защищает от грязи и воды.

Типы подшипников

К настоящему моменту наибольшее распространение получили втулки с радиально-упорными конусными подшипниками качения. Например, все втулки Shimano используют именно такие подшипники. Подшипники состоят из внешней и внутренней обоймы, набора шариков и, иногда, сепаратора. В качестве внутренней обоймы выступает конус, навинчиваемый на ось втулки, а внешняя обойма впрессована в корпус втулки.

Главные достоинства подшипников этого типа - ремонтопригодность и возможность регулировки по мере износа. Из недостатков - сложность сборки (много деталей) и необходимость регулировки .

Другой тип подшипников, встречавшийся ранее только во втулках шоссейных велосипедов, это радиальные обойменные (промышленные) подшипники. Сейчас они распространились и среди втулок для горных велосипедов.

К достоинствам можно отнести меньшие потери на трение , простоту сборки втулок, отсутствие необходимости регулировки. С учетом легкой замены подшипника, ресурс втулки увеличивается многократно. Но радиальные подшипники плохо переносят осевые нагрузки , иногда возникающие в велосипедных колесах. Интересная особенность некоторых подобных втулок высокого класса состоит в том, что они разбираются при помощи лишь одного шестигранного ключа.

О замене спиц

Для передней втулки, не имеющей дискового тормоза, замена лопнувших спиц не представляет никакой проблемы, так как спицу можно легко завести во фланец втулки сбоку. Но этот вариант малоприменим в случае, если рассматривается втулка с дисковым тормозом или задняя втулка. Для установки спицы во фланец, придется снимать ротор тормоза и кассету, что сильно усложняет работу и требует применения специальных инструментов.

Mavic использует втулки с сегментированными фланцами под специальные прямые спицы. Заменить спицу в колесе, собранном на таких втулках, очень просто. Shimano пошли по другому пути, создав новые бесфланцевые втулки DDH (directional design hub). Спицы традиционной формы (с загнутой расклепанной головкой) вставляются в специальные прорези на корпусе.

Единственный серьезный недостаток - в процессе эксплуатации, прорези на корпусе забиваются грязью, и снять спицы с колеса становится весьма проблематично. Видимо, это и стало причиной того, что DDH втулки так и не стали широко распространенными.

Вторая очевидная причина заключается в том, что компания занялась производством целых колес (вилсетов). Их отличительными чертами стали использование небольшого количества спиц, размещенных ниппелями ко втулке (ступенчатые фланцы) с закреплением не по центру обода, как это бывает обычно, а по его бокам.

Производители

Наибольшее распространение на данный момент получили втулки Shimano. На взгляд многих велосипедистов, втулки Deore LX ($15 и $30 за переднюю и заднюю) весом 205 и 426 гр. - лучшие втулки Shimano по соотношению цена/качество для велосипеда среднего уровня. Для совсем недорогих велосипедов можно считать приемлемым выбор втулки Shimano Alivio ($10 и $15 соответственно).

К втулкам высокого уровня можно отнести и втулки Shimano XTR. Их стоимость может составлять от $100 до $300. А вес тех же не дисковых втулок American Classic составляет всего 120 и 225 г.!

Итоги

В заключение стоит упомянуть, что качество работы втулки очень сильно зависит от типа подшипников, качества их обработки, а также качества уплотнений. Мягкость и легкость вращения подшипников определяется точностью изготовления деталей, типом полировки беговых дорожек и шариков подшипников, их поверхностным упрочнением и соблюдением допусков. Но помните, что, какого бы высокого уровня не были втулки на вашем велосипеде, все же, не стоит лишний раз окунать их в воду, на пользу это не пойдет.

Андрей Григорьев