Велосипедные втулки и ось заднего колеса

Стандарты: Виды быстросъемных осей для MTB колёс

Втулки на эксцентриках позволяют быстро снять колёса и не запариваться с наличием необходимого инструмента под рукой. И если вы думаете, что эксцентрики хлипкие и не стоят вашего внимания, то сегодня мы вас разубедим!

Ось QR

QR или Quick-release (от англ. Быстросъемный) — самый простой эксцентрик, который можно встретить на бюджетных велосипедах. Такие эксцентрики устанавливаются только на велосипедах с разрезными дропаутами. Из-за небольшого диаметра оси 9мм и 10мм соответственно для переднего и заднего колеса и диаметра самого эксцентрика 5мм жесткость у них соответствующая, однако для обычного катания это не критично. Своё предназначение такой эксцентрик выполняет на все 100% и позволяет быстро снимать и устанавливать колёса без проблем. Встречаются только в размерах 100мм и 135мм для переднего и заднего колеса соответственно.

Thru-axle

Thru-axle (от англ. Через ось) — имеют высокую жесткость и используются в велосипедах для агрессивного катания. Для заднего колеса выпускаются с шириной 135, 142, 150 и 157мм и диаметром 12 мм. Сама ширина втулки регулируется при помощи проставок сбоку и 135 легко превращается в 157мм без замены самой втулки. Для переднего с диаметром 15мм и 20мм и шириной 100мм и 110мм соответственно.

Передняя ось Thru-axle

Такой эксцентрик вставляется в закрытый дропаут, что предотвращает возможность впадения колеса, пока эксцентрик закрыт. Хотя использования на раме с разрезными дропаутами не рекомендуется, но в отличие от вилки вы сможете физически установить такое колесо на раму.

Boost thru-axle

Недавно пришедший на рынок стандарт, заточенный исключительно под модное эндуро. Втулки выпускаются только в размерах 15*110мм и 12*148мм для переднего и заднего колеса. Как водится у нас в индустрии, задняя втулка вышла с новой линейкой шатунов, для более правильного чейнлайна, а добавление 10мм на передней втулке позволило сделать жесткость 27. 5 колёс такой же, как и у 26. Во всяком случае так заверяют производители. На самих втулках выросло расстояние между фланцами, а не толщина боковых проставок.

Как перебрать втулку с ножным тормозом

2. Разборка втулки

3. Очистка, смазка

4. Сборка втулки

Велосипеды с одной передачей и ножным тормозом до сих пор пользуются популярностью, ведь многим людям для их целей просто не нужен велосипед с передачами. Также односкоростные втулки ставятся на все детские велосипеды до 20 дюймов. Он надёжные, простые конструктивно, но проблема в том, что если во втулке используется некачественная смазка, она будет сильно сопротивляться вращению и ехать на велосипеде будет откровенно тяжело. И если взрослый сможет противостоять этому сопротивлению, то ребёнок через короткий промежуток времени просто не захочет больше садиться на велосипед. Поэтому озаботьтесь заменой смазки в задней втулке.

Мы рассмотрим переборку заднего колеса для взрослого велосипеда, но имейте ввиду, что на детских велосипедах конструкция точно такая же. Для чистоты эксперимента мы взяли новое колесо, ослабили конусы, чтобы оно легко крутилось, но и не люфтило. Вот так оно крутится

1. Инструменты

1. Гаечный ключ на 17 мм.

2. Конусный ключ на 15 мм.

3. Плоская отвёртка.

4. Смазка для подшипников. Мы будем использовать мультифункциональную смазку Mobil XHP 222. Можно обойтись более дешёвыми смазками, например, литолом.

!Важно. Смазка должна быть пластичной (не жидкой)

2. Разборка втулки

Работу начинаем с правой стороны (где находится звёздочка).

Снимаем отвёрткой стопорное кольцо, удерживающее звезду

Снимаем звезду и металлический пыльник, после чего захватываем конус на 15 мм конусным ключом и ослабляем контргайку гаечным ключом на 17 мм

Откручиваем контргайку и конус

Выкручиваем и достаём правую часть муфты вместе с подшипниками

Достаём левую часть муфты вместе с тормозным рычагом

Как видим, здесь не худший вариант смазки. Несмотря на свою чересчур вязкую консистенцию, судя по фото со вспышкой, смазка похожа на графитовую. Но это бывает на взрослых велосипедах. На детских, к сожалению, закладывается либо подсыхающий клейстер, либо клей «Момент», которые просто не дают колесу нормально крутиться. Хорошо, если производитель втулок пожалеет смазки – тогда ваш ребёнок сможет более менее нормально кататься. В противном случае катание на велосипеде будет происходить с большой долей страданий.

Разобранная левая часть выглядит так

3. Очистка, смазка

Сначала уберите по максимуму всю смазку с помощью тряпок или туалетной бумаги. Возьмите какой-нибудь очиститель (мы использовали очиститель карбюратора в баллоне под давлением) или растворитель и прочистите по максимуму внутренности втулки. Кстати, подойдёт и любимая многими WD-40

Вытрите начисто детали. Если у вас нет очистителя, можно просто более тщательно вытереть всё тряпками

Нанесите смазку внутрь корпуса втулки, в том числе и на поверхности, с которыми взаимодействует подшипник

Главная задача – собрать левую часть муфты и целиком установить её во втулку вместе с колодками.

В часть муфты устанавливаем шайбу, за ней пружинку так, чтобы усики были направлены наружу

Смазываем конус, находящийся рядом с тормозным рычагом, устанавливаем на него подшипник

!Подшипник должен упираться шариками в чашку втулки, а с другой стороны подпираться конусом.

4. Сборка втулки

Попадаем усиками в специальные отверстия, сделанные в конусе. Для наглядности фото без смазки

Смазываем часть муфты, кладём на неё колодки. Выступы на колодках должны лежать на конусе между его выступами

В таком виде устанавливаем получившуюся конструкцию в корпус втулки

Устанавливаем подшипник большего диаметра в корпус втулки шариками внутрь, а подшипник меньшего диаметра в правую часть муфты, предварительно смазав все поверхности

Закручиваем муфту, прикручиваем конус и контргайку, после чего захватываем конус и затягиваем контргайку

Важно выбрать такой момент, когда колесо крутится легко, но не имеет люфта

Устанавливаем пыльник, звёздочку, после чего ставим стопорное кольцо в специально предназначенную для него канавку

На видео наглядный итог замены смазки (сравните с роликом в начале статьи)

Часовое видео о переборке односкоростной втулки с ножным тормозом прекрасно дополнит нашу статью

Регулирование работы кареточного механизма

Для начала снимается левый рычаг шатуна и стопорная шайба. Левая чаша отвинчивается шлицевым ключом так, чтобы стержень оси каретки беспрепятственно крутился без люфтов и заедания:

Чаша ослабляется ключом для шлицевых гаек на четверть поворота;
Удерживая чашу завинчивается до упора стопорная шайба;
Регулируется вращение: ослабляется или подтягивается чаша;
Когда кареточный механизм будет крутиться без помех можно устанавливать шатуны.

Если после всех произведенных работ каретка заедает, следует заменить подшипники или всю каретку.

Подробнее об обслуживании каретки смотрите в видео:

Когда надо обслуживать заднюю втулку

Исправное техническое состояние любой детали тесно связано с ее периодическим обслуживанием. Для вращающегося элемента заднего колеса это:

периодическая подтяжка корпуса;
замена шариков подшипников;
смазка всех деталей с внутренней стороны корпуса;
регулировка колодок на тормозной втулке.

Демонтировать само колесо с рамы обычно несложно, гораздо интереснее выглядит процесс его разборки и снятия корпуса втулки. Правда, снятие всей детали со спиц нам не понадобится, это нужно при замене всего корпуса, а это совсем другая история.

Несмотря на общую неприхотливость осевой детали колеса, при длительной эксплуатации без обслуживания она может выйти из строя и потребовать ремонта. К распространенным симптомам, которые указывают на необходимость замены или регулировки составляющих, относятся:

корпус гремит на ходу и шатается (проверяется двумя пальцами);
люфт колеса при движении;
плохая накатная динамика;
хруст изношенных подшипников.

Расшатанность и прокручивание корпуса задней втулки можно устранить подтягиванием крепежных гаек. При сильной затяжке (такое тоже бывает) вращение всего колеса затруднено, здесь нужно немного ослабить гайки. Посторонние звуки и ухудшение наката говорят о плохом качестве подшипников или же недостаточной смазке.

Обслуживание задней втулки

С целью долгосрочной и безремонтной эксплуатации механизма задней втулки его необходимо регулярно смазывать и чистить. Кроме того, техническое состояние этой детали напрямую влияет на легкость хода. Хорошо смазанная и качественно отрегулированная задняя втулка вращается легко и бесшумно, у нее отсутствует люфт и заедание.

В том случае, если она издает непонятные звуки, в частности, постукивание или хруст, а само колесо стало туго (тяжело) вращаться, то такую втулку рекомендовано промыть и смазать, а также в некоторых случаях и отрегулировать. Если уход за задней втулкой осуществляется правильно и регулярно, то она может безболезненно проработать до двадцати тысяч километров или больше.

Задняя втулка является более нагруженной в сравнении со втулкой передней. Именно этому факту нужно уделять первостепенное значение. Ведь обслуживание задней втулки более сложное. Так, в частности, в начале сезона прогулок на велосипеде нужно обязательно проверять отсутствие люфта или, наоборот, чрезмерной затяжки подшипников втулки задней.

Важно сразу же правильно ее отрегулировать, чтобы в процессе дальнейшей эксплуатации велосипеда не возникало никаких проблем с этой деталью. Кроме того, после 2000 километров пробега велотранспорта необходимо заменить смазку

В случаях же езды зимой или по грязным дорогам рекомендуется смазку менять еще чаще.

Таким образом, если вы имеете и пользуетесь велотранспортом, которым дорожите и желаете, чтобы он эксплуатировался как можно дольше, необходимо на регулярной основе проводить профилактические работы, заключающиеся в смазке деталей

Особое внимание следует уделять работе задней втулке, периодически разбирая ее, смазывая и регулируя

Внутреннее устройство, принцип действия

Рассмотрим процесс работы устаревшей, но весьма показательной системы, с ножным тормозом и свободным ходом, на примере втулки «Торпедо». Оно основывается на трёх принципах работы:

рабочий ход, в процессе педалирования ведущий конус вращается и за счёт своих “выпуклостей” цепляет ролики, заставляя двигаться вверх. Происходит вращение колеса в результате зацикливание корпуса;
свободный ход – по окончанию вращения конуса, корпус начинает продавливать ведущие ролики в ямки между выступами. При таком “западании” происходит потеря связи между корпусом и конусом. Это характеризуется свободным движением колеса велосипеда;
механизм торможения – происходит противоположным способом. Конус вращается в обратную сторону и за счёт косых выступов приводит в движение конус торможения. Ролики тормоза поступает в канавки тормозного барабана и конус тормоза задвигается в барабан. С обеих сторон барабан раздвигается конусами. После чего он прижимается к корпусу и колесо начинает тормозить.

Устройство пе редней втулки велосипеда

Имеет более простое строение, основная ее задача состоит в
обеспечении свободного безлюфтового вращения
колеса
.

1 — эксцентрик, 2 — контргайки, 3 — шайбы, 4 — конуса подшипников, 5 — ось, 6 — фланцы, 7 — корпус, 8 — набор шариков.

Существуют разные способы изготовления втулок велосипеда, в зависимости от способа изготовления втулки могут быть литыми, точёными или штампованными. Втулки изготовляются из стали или из алюминиевых сплавов. Наименее прочными являются литые втулки, да и весят они больше, чем точеные или штампованные. Для колес с радиальным расположением спиц, фланцы велосипедных втулок изготовляются более прочными для того, чтобы они выдерживали повышенные радиальные нагрузки. Ось втулки производят из различных материалов: сталь, алюминий или титан. Иногда производят полые оси большого диаметра, это делают для уменьшения веса. Такие втулки обычно имеют большую жесткость, их устанавливают на велосипеды высокого класса. Самыми распространенными на сегодняшний день втулками велосипеда являются втулки с радиально-упорными конусными подшипниками качения. Они могут регулироваться по мере износа и удобны в ремонте. Так же существуют втулки с не разборными подшипниками. Они, в основном, устанавливаются на шоссейные и горные велосипеды, имеют повышенный коэффициент полезного действия. Они легко устанавливаются и их не нужно регулировать.

Так же стоит учитывать на сколько удобно менять на втулке лопнувшие . Если на передней втулке нет дискового или барабанного тормоза, то поменять испорченную спицу на новую очень легко, для этого спицу надо завести во фланец сбоку. Если это задняя втулка или втулка с дисковым тормозом, то придется снимать ротор и звезды. Для более удобной смены спиц некоторые производители разработали конструкцию велосипедной втулки — с сегментированными фланцами под прямые спицы, либо бесфланцевую.

Для долговечной и безотказной работы втулки велосипеда следует своевременно ее чистить, заменять и регулировать подшипники. Для смазки подшипников следует использовать густую смазку, а для собачек и зубчатых колец в — жидкую, или смесь из жидкой и густой смазок. Перед нанесением новой смазки — старая удаляется. Для этого лучше использовать керосин или WD40, после чего сами очистители тщательно смыть и высушить втулку. Смазка наносится тонким слоем, чтобы излишки не выходили наружу в процессе езды, что может привести к дополнительному загрязнению втулки велосипеда грязью и пылью. Если пользоваться велосипедом не очень часто, то такую работу достаточно проводить один раз в сезон. Чем активнее Вы катаетесь на велосипеде, тем чаще следует проводить эту операцию. Если Вы заметили появление люфта или каких то подозрительных звуков в подшипнике, то его следует как можно быстрее перебрать и отрегулировать. Время от времени следует осматривать корпус втулки на отсутствие трещин.

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.

Велосипедные втулки: устройство

Велосипедной втулкой называется фактически основная деталь колеса этого транспортного средства. Ось ее зажимается прямо на раме или на дропаутах вилки. А с ободом колеса она соединяется отходящими спицами. Что же касается крутящего момента, то и веловтулка, и само колесо вращаются за счет подшипника.

Выбор втулок для велосипедов на современном рынке огромен. И каждый велосипедист эту запчасть подбирает «под себя» по материалу изготовления. Втулки производят из:

Кроме того, втулки могут быть штампованными, литыми или точеными

Первые и вторые будут попрочнее третьих, к тому же они обладают безупречно ровной поверхностью, что тоже немаловажно

Наиболее частые проблемы и пути их устранения

Люфт

Если контргайки втулки недостаточно сильно затянуты, то во время вращения колеса возникают биения задней оси о подшипники. В результате на дорожках конусов появляются каверны, а шарики деформируются. Если люфт не устранить вовремя, то на конусах и внутренней поверхности втулки образуются сколы. В особо запущенных случаях шарики могут даже выскочить с дорожек и начать вращаться внутри втулки, стачивая ось и разрушая ступицу, тогда придётся заменить весь узел и переспицевать колесо.

Чтобы избежать люфта, необходимо правильно настроить конусы. Для этого нужно постепенно затягивать конусную гайку, стараясь найти такое состояние, в котором колесо свободно вращается без возникновения биений. Когда правильная позиция найдена, следует зафиксировать конус контргайкой. При законтривании конуса ось часто начинает вращаться, и верное положение теряется, поэтому можно зажать правый конец оси в тиски.

Перетяжка конуса

Эта ситуация обратна предыдущей: конусные гайки затянуты слишком сильно, что вызывает во втулке чрезмерное трение, и колесо теряет накат. В таком случае также требуется регулировка конусов, и все действия аналогичны вышеописанным.

Поломка или искривление оси

Ещё одной часто возникающей проблемой является искривление оси или нарушение её целостности, вызванные некачественными материалами, применяемыми при их изготовлении, либо конструктивными особенностями самой втулки. Такие поломки свойственны в основном втулкам с трещоткой, так как у них опорные подшипники находятся слишком далеко от точки крепления оси в дропаутах перьев рамы. В результате возникает слишком большой рычаг, и при увеличении нагрузки ось приходит в негодность.

Сломанная задняя ось велосипеда

К сожалению, если ось сломалась или погнулась, то придётся поставить новую, так как они не поддаются восстановлению. Хорошая новость заключается в том, что оси стоят недорого, и их легко заменить. Следует учесть, что производители используют различную резьбу, а конусы могут отличаться по размеру и полноте. Поэтому во время похода в магазин лучше захватить их с собой, чтобы не ошибиться при покупке замены и выбрать то изделие, которое подходит именно к вашей втулке.

Хруст или шум внутри втулки

Шумы, скрип и хруст сигнализируют о том, что вашей втулке пора пройти техобслуживание. И сделать это следует как можно скорее, иначе всё может закончиться очень плачевно. Для начала следует разобрать втулку, поменять смазку и проверить детали на наличие дефектов. Испорченные компоненты нужно заменить. Если после всего этого проблема осталась, то стоит проконсультироваться у специалиста. Возможно, что она возникла из-за низкого качества самой втулки, и придётся ставить новую.

Задняя втулка велосипеда является очень важным и часто недооценённым элементом велосипеда, а её ось подвергается увеличенным нагрузкам. Песок, грязь, микроскопические обломки и пыль обладают абразивными свойствами, разрушающими металл. Поломки механической части заднего колеса требуют дорогостоящего ремонта или даже замены всего узла, поэтому своевременное и правильное техническое обслуживание втулки существенно продлит жизнь вашего байка и поможет избежать ненужных трат.

Обслуживание

Сразу оговорюсь, что здесь речь идет только о наиболее распространенных типах втулок. Их обслуживание сводится к обслуживанию несущих подшипников: их чистке и замене смазки, а также регулировке, так как трещеточные механизмы («орехи») втулок условно-неразборные, механизмы втулок типа «Торпедо» необслуживаемые, а другие типы механизмов встречаются весьма редко и должны иметь какие-то конкретные указания по обслуживанию в паспорте велосипеда. При умеренной эксплуатации переборку втулок для замены смазки следует производить раз в сезон или раз в 5000 км., при агрессивном использовании, обслуживание необходимо проводить чаще. В случаях появления люфта в подшипниках или посторонних звуков при вращении колеса переборку или регулировку необходимо проводить по возможности быстрее. Если во втулки попала вода, также желательно перебрать их. Втулки шоссейных и городских велосипедов могут перебираться реже в силу более щадящего режима эксплуатации. Втулки на промышленных подшипниках также должны обслуживаться.

Надо сказать, что для разборки втулки на радиально-упорных подшипниках требуются конусные ключи и съемник кассеты, в случае задней втулки, поэтому обычно проще сдать велосипед на переборку в мастерскую. При замене смазки необходимо использовать пластичную смазку типа Литола, ШРУС, смазка № 158 или другой качественной пластичной смазки. (Прочитайте отдельную статью про смазки)

В случае использования конусных подшипников стоит осмотреть поверхность шариков и беговых дорожек на предмет наличия трещинок и сколов и, в случае необходимости, заменить шарики и конуса. Перед закладкой свежей смазки, необходимо как следует вычистить втулку от остатков отработанной. Не стоит разжижать консистентную смазку жидкими маслами, иначе смазка будет легко вымываться и быстро срабатываться. Кроме обслуживания подшипников, пользуясь случаем желательно осмотреть втулки на предмет появления трещин в корпусах и, главное, на фланцах в зоне расположения спицевых отверстий.

Ремонт задней и передней втулки велосипеда

При выработке своего ресурса или преждевременной поломке таких деталей как: ось, конус, шарики подшипника, и чашки производится их замена на новые. И если с первыми в этом списке проблем особых нет, то вот с чашками не все так просто. Есть несколько заморочек. Во-первых, купить новые конкретно под определенную втулку вряд ли получится (разве что найти такую же б/у). Поэтому потребуются либо танцы с бубном и заказом чашки у токаря или же искать донора, выбивать их и вставлять в потерпевшего. Что не всегда получается. Есть еще один вариант. Выбить чашки из втулки колеса велосипеда и на их место поставить промподшипники. Но тут тоже нужно четко подобрать все по размерам и не все может пойти, так как хотелось. Так что в случае поломки чашек, скорее всего, потребуется купить новую втулку.

Хотелось бы заметить, что при замене шариков следует менять сразу все, а не по несколько штук.

При выходе из строя промподшипников, они также меняются без проблем на новые.

Ну а в остальном, вовремя производите очистку и смазку втулок, проверяйте их на люфты (в случае необходимости подтягивайте, как было описано выше) и втулки велосипеда прослужат вам очень долго.

Устройство задних втулок с тормозом

Большинство односкоростных велосипедов, будь то дорожный или детский, снабжены задней втулкой со встроенным тормозным механизмом и механизмом свободного хода педалей. Такие втулки выполняют несколько следующих функций:

Передача крутящего момента от ведущей звезды шатунов к ведомой звезде задней втулки и соответственно самому колесу.
Свободный ход колеса относительно ведомой звезды. Как только ведомая звезда останавливается, колесо продолжает вращаться, не зависимо от педалей велосипеда.
Встроенный тормозной механизм позволяет тормозить путем вращения педалей в обратную сторону. Суть такая же, как в барабанных автомобильных тормозах с внутренними колодками.

Самые распространенные тормозные втулки типа «Торпедо». Такие втулки устанавливались на большинстве советских велосипедов и до сегодняшнего дня используются в производстве дорожных велосипедов. На самых старых советских и некоторых импортных велосипедах начала прошлого века устанавливали втулки типа «Иди». Так же в советское время были разработаны отечественные втулки с говорящим названием «Родина». Последние два типа в настоящее время почти не встречаются. Поэтому рассмотрим подробнее устройство только втулок «Торпедо».

Схема задней тормозной втулки типа Торпедо

Исходя из вышеприведенной схемы, рассмотрим, как происходят процессы внутри задней втулки.

Рабочий ход – во время поворота педалей ведущий конус вращаясь своими выступами сдвигает ведущие ролики вверх, тем самым заклинивая корпус втулки, тем самым вращая колесо.
Свободный ход – как только ведущий конус перестает вращаться, корпус сдавливает ведущие ролики в углубления между выступами, благодаря этому процессу теряется связь между ведущим конусом и корпусом. Потеря связи позволяет колесу свободно вращаться относительно педалей.
Торможение – когда велосипедист начинает давить педаль назад ведущий конус начинает вращаться в противоположную сторону и косыми выступами благодаря трению вращает тормозной конус. Тормозные ролики заходят в канавки тормозного барабана и тормозной конус вдвигается в барабан. Барабан раздвигается конусами с обеих сторон, прижимается к корпусу втулки и тормозит колесо.

Тип «Торпедо» обеспечивает наилучший вариант торможения. Чем сильнее усилия на педаль тем сильнее торможение – это обеспечивает плавное торможение.

Крепление оси втулки на раму велосипеда

Колесо крепится на велосипеде путем заведения концов оси втулки в пазы на перьях рамы и их последующей затяжки, которая может осуществляться либо гайками, накрученными на концы оси, либо при помощи эксцентрикового механизма или, как его еще называют, механизма quick release. Удобство использования эксцентриковой стяжки заключается в возможности быстрого снятия и установки колеса без использования инструментов, которая при необходимости иногда оставлять где-либо велосипед, в условиях нашей страны иногда превращается в недостаток. Второе преимущество — неизменность регулировки подшипников при затяжке эксцентрика после установки колеса на велосипед. Все современные втулки, кроме самых дешевых, снабжаются эксцентриковым механизмом.