Строение, виды, размеры, стандарты ABEC, керамические или swiss – эта статья ответит на большинство ваших вопросов о подшипниках. А также немного практики, а конкретно – снятие пыльника. В каждых роликовых коньках есть подшипники, их количество зависит от количества колес: по два на каждое колесо, между которыми находится втулка. Роль втулки – плотно сидеть между подшипниками и передавать боковое давление от одного внутреннего кольца к другому, а от последнего – к раме. Таким образом, когда роллер при катании заваливает раму на внешнюю или внутреннюю сторону, практически все давление идет на раму, а не на подшипники. Это позволяет им вращаться при такой нагрузке и не ломаться.
Все подшипники для роликовых коньков стандартизированы, т.е. они производятся условленных размеров и характеристик. Это обеспечивает возможность ставить практически любые подшипники на колеса.
Строение
1.Внутреннее кольцо
2.Внешнее кольцо
3.Шарики
4.Клетка
5.Пыльник
6.С-кольцо
Виды подшипников
Роликовые подшипники наиболее часто используют трех видов: 608, 688 и 698. Первая цифра – тип подшипника – 6, означает, что подшипник относится к типу “single-row deep groove” (один ряд с глубокой канавкой). Это наиболее часто встречаемые подшипники. Вторая цифра указывает на серию подшипника. Существуют такие серии (от самой легкой к самой тяжелой):
8 – сверхтонкие
9 – очень тонкие
0 – сверхлегкие
1 – сверхлегкого давления
2 – легкие
3 – средние
4 – тяжелые
Третья и последняя цифра указывает на диаметр внутреннего кольца.
608 подшипник. Используется в большинстве роликов. Внутренний диаметр 8мм, внешний – 22мм, толщина – 7мм.
688 или микроподшипник. Используются в основном в беговых ролликах. Внутренний диаметр – 8мм, внешний – 16мм, толщина – 5мм.
698 подшипник. Еще их называют карликовыми (dwarf size). Используются довольно редко. Внутренний диаметр – 8мм, внешний – 19мм, толщина – 6мм.
608 vs 688
688 микроподшипники отличаются тем, что внешний диаметр на 6мм меньше 608 подшипников, а толщина – на 2 мм, благодаря этому они обладают меньшей массой (стальной 608 подшипник весит около 12 грамм, 688 микроподшипник – около 4г), лучше защищены от пыли и влаги. Количество шариков обычно 9-11 (в 608 подшипниках 7 шариков, реже 6 или 8). Однако в обычные колеса такой микроподшипник просто так не поставить. Необходим специальный переходник под 688 подшипник и 688 втулки (они, как правило, чуть длиннее обычных втулок). Так как переходники делают, как правило, из легкого пластика, а 608 и 688 втулки примерно одинаковы по весу, то можно получить выигрыш в массе ролика. Например, на 4-х колесных роликах 608 подшипники в сумме весят около 96 г., что примерно равняется масса еще одного колеса. При замене на микроподшипники масса уменьшается примерно до 50г, что почти вдвое меньше. Это может совсем незаметно для обычных роликов, но для беговых это не так уж мало, когда масса рамы до 200г., а ботинка около 300г. Здесь снижение веса на каждые пару грамм уменьшает затраты энергии при беге, что особенно важно на длинных дистанциях. Однако 688 микроподшипники не так хорошо переносят неровные дороги или грубый асфальт. К тому же стоят намного дороже, из-за повышенной сложности производства.
Виды клеток
Для удержания и разделения шариков служат клетки (или “сепаратор”, как вам больше нравится). Обычно металлические, так называемого «ленточного» типа (Ribbon cage). Состоят из двух половинок, в которые запрессовывают шарики.
На подшипниках более высокого качества, а также на беговых, чаще используют клетки типа «корона» (Crown type cage), сделанные из различных синтетических полимеров или металлические. Состоят из одной цельной детали, легко одеваются и снимаются с шариков.
Стандарты ABEC
Также практически на всех подшипниках указывается классификация по шкале ABEС (Annular Bearing Engineering Council – англ. Ежегодный Совет Инженеров Подшипников). Чем большее число ABEC, тем выше точность изготовления. При этом не существует необходимости придерживаться определенных материалов при изготовлении, подшипники должны быть сделаны с определенной точностью (например, в списке указана наибольшая погрешность внутреннего кольца). Более высокий класс точности позволяет подшипнику вращаться при большей частоте с меньшей вибрацией, трением. Существуют 5 классов точности:
ABEC 1 – Недорогие подшипники. Ими оборудуют большинство дешевых ролликов и скейтбордов, часто не указывая класс. Как правило, не рассчитаны на обслуживание. Погрешность – 0,0075 мм.
ABEC 3 – Обычные подшипники для ролликов среднего типа. Неплохие для хоккея и роллеров, которым часто приходится переставлять подшипники в зависимости от условий катания. Погрешность – 0,005 мм.
ABEC 5 – Улучшенные подшипники для большинства хороших ролликов. Хорошие для обычного частого катания. Встречаются наиболее часто из-за хорошего качества и относительно невысокой, по отношению к ABEC 3 подшипникам, цене. Погрешность – 0,0035 мм.
ABEC 7 – Гоночные подшипники. В основном используются опытными роллерами, которым нужно наилучшее качество. Дороже других подшипников из-за повышенной сложности изготовления. Погрешность – 0,0025 мм.
ABEC 9 – Наиболее точные и качественные подшипники, поэтому и самые дорогие. Погрешность – 0,0012 мм.
Классификация ABEC используется в основном только для роликовых и скейтбордических подшипников. Везде же используется общепринятая система стандартов ISO (International Standards Organisation – англ. Международная Организация Стандартов).
ABEC 1 эквивалентен ISO P0
ABEC 3 эквивалентен ISO P6
ABEC 5 эквивалентен ISO P5
ABEC 7 эквивалентен ISO P4
ABEC 9 эквивалентен ISO P2
Однако не всегда можно ощутить разницу между, например, ABEC 7 и ABEC 3 подшипниками. Более высокая точность практически не заметна на скорости 20 км/ч. Снижение вибраций и улучшение качения хорошо заметны примерно на скорости 10 000 оборотов/минуту (на 80мм колесе это примерно 150км/ч). Наибольшая частота вращения для подшипников ABEC 1 стандарта примерно 32 000 об/мин. Обычный роллер катается примерно со скоростью до 2 000 об/мин, на даунхилле можно разогнаться до 4 000 об/мин. К тому же нужно учитывать, что попадание пыли, грязи, износ приводят к ухудшению класса подшипника. Из-за этого, при замене подшипников на новые, выше по классу, может показаться, что они ездят быстрее. Это лишь благодаря тому, что в них нет грязи, смазка чистая, они не повреждены частичками пыли и т.д. Так что замена смазки, снижение силы трения воздуха, изменением своей посадки, и улучшение техники катания, скорее всего, намного эффективнее увеличат скорость, чем замена подшипников.
Высококачественные подшипники
Многие производители выпускают также высококачественные подшипники, так называемые Swiss. Они отличаются от простых высокой точностью обработки и использованием лучших технологий (полимерные клетки, прорезиненные пыльники, жидкие смазки). Следовательно, и стоят дороже обычных. Также производители на подшипниках часто указывают «Titanium». Это значит, что в состав сплава входит титан, что позволяет повысить выносливость.
Керамические подшипники
Существуют еще отдельный вид подшипников – керамические, отличающиеся от обычных материалом. Если практически все сделаны либо из нержавеющей стали, либо из хромированной, то в этих шарики изготавливают из нитрида кремния. Керамический шарик более гладкий, крепкий, легкий, чем стальной. Благодаря этому такие подшипники обладают рядом преимуществ:
– керамические шарики легче стальных. Масса керамического подшипника примерно 9-10 грамм. Также благодаря этому меньше и центробежная сила, действующая на каждый шарик. А это приводит в свою очередь к уменьшению энергии, затрачиваемой на трение.
– крепче стальных. Благодаря этому качественный керамический подшипник прослужит на порядок дольше стального.
– обладают более гладкой поверхностью, что уменьшает трение в подшипнике.
– обладают лучшими температурными свойствами. Они не так сильно разогреваются, что позволяет уменьшить испарение смазки.
– не восприимчивы к окислению и химическим реакциям, а также практически не требуют смазки. Благодаря этому такие подшипники более устойчивы к воде и не требуют частого обслуживания. В качестве смазки всегда используется масло.
Однако внутреннее и внешнее кольца остаются, как и в обычных подшипниках, стальными и уязвимыми к влаге. Это сделано для уменьшения трения при качении шарика в канавке. Металл, в отличие от керамики, обладает гибкостью и со временем, под давлением шариков, канавки слегка формируются. Это отшлифовывает канавки и уменьшает трение. Еще один негативный в этом момент – при постоянной перестановке местами подшипников эти канавки расширяются, и появляется люфт, из-за постоянной смены направления давления.
Но не все керамические подшипники хороши! Существуют и дешевые варианты, в которых шарики сделаны из стали и покрыты слоем нитрида кремния. Такие лучше не использовать по двум причинам. Во-первых, они не обладают всеми преимуществами качественных керамических подшипников. Во-вторых, из-за различий в свойствах этих двух материалов происходит отслаивание керамического слоя от стали.
Керамические бывают не только 608. но и 688 подшипники. Если они к тому же Swiss – наилучший вариант для гонок. Цена соответствующая наилучшему качеству.
Z – металлический пыльник с одной стороны подшипника
ZZ – металлические пыльники с обеих сторон подшипника (чаще используется именно «Z», хотя пыльники с обеих сторон)
RS – металлический пыльник с резиновым покрытием
2RS – с обеих сторон подшипника
Однако некоторые производители использует свои обозначения, и один и тот же подшипник может быть по-разному обозначен.
Снятие пыльника