Велосипедные втулки
Общие сведения
Втулки такого типа ставились на почти все Советские односкоростные велосипеды, а также на классические мотовелосипеды, до МВ-18 включительно. В посторйке самодельного мотовелосипеда тоже часто используются старые велосипедные колёса, а уж в восстановлении мотовелосипеда вроде Гауи или В-902 без переборки и нормальной работы такой втулки ну уж никак не обойтись! Но зачастую для дырчиководов эти втулки остаются этаким «чёрным ящиком», и весь уход оканчивается набиванием во втулку масла, что её нормальной работе, кстати, только вредит. А потом результат – тормоз при повороте педалей назад не работает, или работает плохо, а колесо болтается, люфтит...
Потому и пишется эта статья, раз уж есть фотоаппарат, Интернет и необходимость собрать себе хорошо работающую втулку такого типа.
Тип этот, надо сказать – весьма старый, конструкция начала широко применяться на велосипедах ещё в 1900-х годах, и конструкция втулок, производимых в СССР почти совершенно не менялась с конца 1950-х, все детали втулок, произведённых разными заводами – абсолютно взаимозаменимы, различия только мелкие, вроде клейм завода. Сейчас такие втулки вроде как не производятся – даже заповедник в Белоруссии – Минский завод на свои дорожные велосипеды ставит втулки чуть другого вида, подозреваю, что китайские – где и металл использован очень часто похуже, и конструкция хлипче...
Совсем старые втулки отличались креплением звездочки - она была на резьбе и контрилась гайкой наподобие как на каретке,только с левой резьбой.Такие звезды были на 20 зубов как правило. Также на таких втулках тормозной барабан имел половинки меньшего диаметра,соединенные не стальной пружиной,а латунной накладкой по всей поверхности барабана,с вырезом-галочкой. Сепараторы подшипников также имели другой вид. Все детали взаимозаменяемы с современными.
Устройство
Итак, о конструкции втулки шершавым языком не плаката, но инструкции:
Внутри корпуса 3 втулки размещены шариковые подшипники, механизм свободного хода и тормозной механизм.
Механизм свободного хода или ведущий механизм расположен в правой части втулки.
На оси 17 помещен ведущий конус 14, имеющий шариковую дорожку и пять фасонных гнезд, донные части которых выполнены по спирали. В пределах гнезд могут свободно перекатываться пять ведущих роликов 19, оси которых параллельны оси втулки. Поверх ведущего конуса с роликами надета чашка 10 с пятью прорезями, из которых ведущие ролики слегка выступают над ее цилиндрической поверхностью. С левой стороны чашки имеются два торцовых выступа (кулачка) с винтовой поверхностью, соприкасающихся с аналогичными выступами тормозного конуса 9. На шариковой дорожке ведущего конуса размещены одиннадцать шариков в сепараторе, образующих вместе с ведущим конусом и корпусом, на внутренней поверхности которого есть шариковая дорожка, правый подшипник свободного хода.
На внутренней шариковой дорожке ведущего конуса расположены семь шариков в сепараторе, правым конусом 16, навернутым на ось до отказа, подшипник рабочего хода, защищенный пылепредохранителем 15.
На ведущем конусе 14 с правой его стороны снаружи втулки на шлицах установлена ведомая звездочка 12 цепной передачи, закрепленная упорным кольцом 13. Левый конец оси 17 ввернут в левый конус 2, имеющий шариковую дорожку, на которой также расположены одиннадцать шариков в сепараторе. Они вместе с конусом и корпусом втулки образуют левый подшипник. На левый конус напрессован пылепредохранитель подшипника. Шарики всех подшипников задней втулки имеют диаметр 6 мм.
Тормозной механизм втулки состоит из тормозного барабана 4 и тормозного конуса 9, размещенного вместе с расположенными на нем деталями в правой части тормозного барабана 4. Левой стороной тормозной барабан надет на коническую часть левого конуса и предохранен от проворачивания имеющимися на его торце усиками, входящими в специальные пазы на левом конусе.
Левый конус всегда остается неподвижным относительно рамы велосипеда, так как тормозным рычагом 21 и хомутиком 22, расположенными с левой стороны втулки, он жестко связан с цепной вилкой рамы.
Тормозной барабан состоит из двух отдельных продольных половин, скрепленных кольцевой ленточной пружиной 5. На цилиндрической части тормозного конуса 9 имеются две лыски, на которых размещены два тормозных ролика 8, удерживаемых латунным сепаратором 20. Два слегка отогнутых наружу латунных язычка сепаратора скользят с некоторым трением по внутренней рифленой поверхности тормозного барабана. Шайба 7 и упорное кольцо 6 служат для удерживания сепаратора на тормозном конусе. Работают механизмы втулки следующим образом.
При повороте ведомой звездочки относительно корпуса втулки по часовой стрелке в начале рабочего хода педалей связанный со звездочкой ведущий конус начнет поворачиваться относительно чашки 10. Чашка в начале поворота конуса несколько запаздывает, так как ее торцовые выступы встречают сопротивление со стороны выступов тормозного конуса 9, вращающегося внутри тормозного барабана с некоторым трением. При повороте конуса относительно чашки примерно на 20" ведущие ролики 19, удерживаемые прорезями чашки, под воздействием спиральных поверхностей гнезд ведущего конуса выдвинутся наружу и заклинятся между внутренней цилиндрической поверхностью корпуса и гнездами ведущего конуса. В местах контакта роликов с внутренней поверхностью корпуса возникают значительные силы трения, прочно сцепляющие корпус с ведущим конусом. Теперь корпус втулки вращается со звездочкой как одно целое и через спицы вращающий момент передается на обод колеса. Во время рабочего хода вращение колеса осуществляется на двух подшипниках: левом подшипнике и малом подшипнике рабочего хода. Чашка при вращении увлекает за собой тормозной конус, который проворачивается внутри тормозного барабана во время всего периода рабочего хода. Момент трения, создаваемый язычками сепаратора тормозного конуса, невелик и при езде практически не ощущается. Так осуществляется рабочий ход велосипеда.
При прекращении вращения педалей велосипед продолжает движение но инерции. В этот момент корпус втулки при своем вращении обгоняет остановившийся ведущий конус 14 с сидящими в его гнездах роликами 19. Ролики, слегка поворачиваясь вокруг собственных осей, расклиниваются и свободно скатываются в более глубокие места спиральных гнезд конуса. Конус и корпус втулки разобщаются. Колесо вращается теперь на двух шарикоподшипниках в корпусе втулки: левом и правом подшипниках свободного хода.
Подшипник рабочего хода не работает. Осуществляется свободный ход велосипеда.
Если велосипед необходимо остановить, педали поворачивают в об ратную сторону, против хода велосипеда. При этом осуществляется торможение. Ведущий конус 14 поворачивается против хода колеса и посредством находящихся в его гнездах роликов 19 увлекает за собой чашку 1О. Чашка, упираясь своими торцовыми винтовыми выступами в тормозной конус 9, начнет поворачивать его внутри тормозного барабана 4. Поскольку сепаратор 20 поворачивается с некоторым трением о внутреннюю поверхность тормозного барабана, два тормозных ролика в, скользя полыскам тормозного конуса, выступают из окон сепаратора и, попав в продольные канавки рифленой внутренней поверхности тормозного барабана, не позволяют тормозному конусу проворачиваться дальше. С этого момента винтовые выступы чашки 10, взаимодействуя с тормозным конусом, начнут вдвигать его внутрь тормозного барабана 4. Под действием тормозного конуса барабан немного сдвигается влево и левой стороной надвигается на коническую' часть неподвижного левого конуса 2. При дальнейшем вдавливании тормозного конуса внутрь тормозного барабана последний раздвигается. Его половины, соединенные упругой ленточной пружиной 5, расходятся и, прижимаясь к внутренней поверхности корпуса втулки, создают силы трения, тормозящие колесо. Поворот барабана вместе с корпусом втулки исключается, так как отогнутые внутрь усики на левой стороне барабана, входящие в пазы неподвижного левого конуса 2, препятствуют повороту. Тормозной момент воспринимается левым конусом через тормозной рычаг, связанный с рамой велосипеда.
Взято отсюда: http://www.velonet.narod.ru/masterskaya/baza/ztv/ztv.html
Ещё не понятно? Не удивительно, я тоже не понимал...
Устройство в картинках
Тогда вот, что пишет инструкция (к велосипеду «Рига» 1950-х) о её работе, здесь постарались наглядно нарисовать:
Всё ещё не понятно? Тогда берите в руки колесо, ключи - и читайте дальше!
Как разобрать
Итак, пришло время разобрать втулку.
Сначала снимем с рамы. Как правило резьбы не сорваны, но люди с длинными ключами и сильными руками всё же бывают, так что сначала полностю открутим гайку крепления с одной стороны, потом - с другой.
Откручивая, придерживаем, при необходимости, за квадратный оконечник оси. Лучше всего квадратик фиксировать специальным отверстием в ключе "семейке", можно - струбцинкой или разводным ключём. Плоскогубцами - не стоит, легко сорвать грани.
Затем откручиваем плоскую гайку с прорезями, и снимаем шайбу:
На моём экземпляре гайка еще приличная, сделана до того, как рационализаторы начали свою вредительскую деятельность, но уже в 60-х эти гайки стали штамповать из какого-то мягковатого металла и чересчур плоскими, так что очень редко они встречаются удовлетворительные даже новыми. В большинстве случаев резьба на ней сорвана.
Рекомендую заменить её на обычную (можно - хорошую нержавеющую) гайку, обточив, чтобы стала более плоской, и не пришлось разгибать раму.
Эта гайка - важна, без неё будет самозатягиваться и-или саморазбалтываться.
Также важна и шайба, фиксирующаяся от проворачивания в пазу на оси, её не выкидывайте, если выступ сорвало - надо бы заменить.
Тормоза не отпускают если конусные поверхности изношены(типа-пандус),или не в размер сделаны,или люфт в колесе,как вариант-втулка неправильно собрана,не с той стороны.
Далее, снова придерживая за квадратный конечик, крутя за рычаг, вывинчиваем левый конус. Если туго идёт - приёмы обычные - помыть ось кисточкой и соляркой, ВД-40.
Всё, поздравляю, можно вынимать самый страшный механизьм, распадаться ничего не должно! Раскидывающийся шариками подшипник - безжалостно меняем. Цена его невелика, а лучше явно станет. По крайней мере собрать легче...
Тормозной барабан вместе с фиксирующими роликами и выжимной деталью - просто снимаются с оси. Ось - вынимается также, без задержек.
Правый (маленький) конус тоже ходит по подшипнику, если есть подозрение, что шарики в нём не совсем хороши - снимаем металлический пыльник, и добираемся до шариков в обойме:
Осторожно! Пыльник легко повредить, подобрать похожий китайский можно, но сложно. Так что - сначала тщательно вымыть, вымочить в ВД, потом осторожно тянуть с разных сторон.
Остаётся неразобранным механизм фиксации рабочего хода с большими роликами:
Поддев тонкое пружинное колечко, можем вычистить отложения и отсюда:
Теперь можно снять, проверить и почистить большой правый подшипник:
При желании можно снять и звёздочку, поддев тонкой отвёрткой толстое пружинное кольцо. Но помните, что поставить его обратно чуть потруднее, чем снять...
Вот и всё - можно детальки мыть в керосине, проверять.
Рекомендую также, вставив во втулку только механизм фиксации рабочего хода - почувтвовать, покрутив как он работает:
Отдельно взяв разжимной томозной барабан, и вставив в него детальку с латунными усиками и маленькими роликами - попробовать, как он работает, покрутив в разные стороны за торчащие пологие зубцы. Также можно увидеть, как большой левый конус входит пазами в барабан - это сделано для того, чтобы его при торможении ужержать тем самым рычагом, кторый стоит в пазах левого большого конуса. Иначе бы так и крутилось внутри...
Если сейчас, с чистыми детальками в руках, вернётесь к первому посту и цветным картинкам - будет легче понять устройство и принцип работы.
Ключевое - когда крутишь в нужную сторону - ролики (что большие, что маленькие) выдвигаются.
Большие, круья педали вперёд - прижимаются ко внешней стенке втулки, и можно крутить педали, ехать. Снимаем усилие - ролики возвращаются, "въезжают", и скользят - это свободный ход.
Крутим педали назад - плогие зубцв начинают вжимать деталь с латунными усиками, маленькие ролики на ней выдвигаются, прижимаются к канавкам внутри тормозного барабана. Барабан разжимается (она состоит из 2 половинок) - тормозим, трением обо внешнюю стенку втулки. Снова - усилие снимаем, и ролики возвращаются.
Вот зачем - смазывать втулку толко жидким маслом - ролики должны очень легко ходить! Как её смазать, не разбирая и не замыв заодно вовнутрь пыли и песка, когда диверсанты убрали из конструкции пресс-масленку - загадка. Зато дешевле, технологичнее в производстве и рацуха внедрена...
Консистентной смазкой мазюкаем только непосредственно на шарики подшипников, и без фанатизма - дальше внутри втулки ЛИТОЛу делать нечего.
Разобрали? Теперь промоем (мне удобнее всего небольшой кистью в ванночке с соляркой, детали на фото выше - мыты не были по причине работы на кухне, просто протёр тряпочкой, помою позже) и читаем дальше!
Дефектация
В доставшейся мне втулке производства Рижского завода 1958 года было несколько характерных неисправностей, так что рассмотрим её как пример.
Хром сохранился весьма хорошо, клеймо, видимо, на заводе выбили неглубоко, но части латинских букв РВЗ и звезда – видны. Такие же клейма – на родных втулках мотовелосипеда Гауя.
Это тоже – характерная для Рижского завода конструкция маслёнки. Потом их (маслёнки) «зарационализировали», как «лишнюю» деталь, но до начала 70-х примерно они ещё встречались на новых велосипедах.
Внутри видны следы износа – втулка работала, ей достаточно много тормозили, прижимавшийся тормозной барабан проточил канавочки, но износ далёк до критичного – этой ещё ездить и ездить! Важно отметить – канавки, по которым катятся шарики подшипника в обойме – ровные, без каверн, ямочек, изъязвлений. Не идеальные, конечно, но хорошие.
А вот канавки ответной части – конуса левой стороны – оказались попорченные, равно как и сами шарики подшипников.
Поэтому подыскиваю из других втулок, купленных на барахолке и собранных по свалкам – целый конус с достаточно ровными канавками:
С правой стороны конус рабочего хода, который стоит на оси – оказался нормальным, равно как и сама ось, ровная, не гнутая (лучше всего видно во вращении, вставив, скажем, в дрель) и резьба на ней нигде не сорвана:
А вот шарики подшипника рабочего хода – таки увы, с кавернками, не совсем «мёртвые», но и не исправные:
На нижнем шарике видны точечки-выщербинки. Вообще, в случае с Советскими веловтулками версия об исключительно хорошем качестве подшипников производства СССР не подтверждается, шарики и дорожки конусов даже «старых годов» оказываются испорченными.
Это не очень страшно – конструкция и размер втулки разработана для допусков и металла начала 20 века, работать кое-как будет, «убить» совсем эту втулку сложно, но будет мало того, что похрустывать или тяжело крутится, но и невозможно отрегулировать – либо колесо болтается, либо ещё больше тормозит и разрушается всё дальше.
При нормальной переборке – дефектное заменяем. В веломагазинах Риги такие подшипники в обоймах – не редкость, стоят немного. Меняем!
Далее – деталька, фиксирующая тормозной барабан. Доставшаяся мне – в хорошем состоянии. Зубцы и этакий пологий «пандус» - целые, ровные, без сколов,как бывает. Латунная обойма ровная, не выгнута наружу слишком сильно, ролики целые, ходят хорошо.
Беда таких деталек последних годов выпуска - трубочка с плоскими усиками попадается из пластичной латуни, а не из пружинящей, соответственно - усики пригибаются и не работают. Как результат, задержка срабатывания тормоза.
Усики должны быть немного отогнуты, легко скользить по барабану - тогда нормально работает. Чересчур отогнёте - потрещит какое-то время, и сносится латунь. Не будет отогнуто - начнёт проркручиваться тормоз.
Именно стстояние этой детали часто – причина того, что втулка «не тормозит». Дело в том, что ролики в ней должны свободно, легко, без малейших задержек крутуиться и ходить, выступать при зажатии – если туда щедро набито солидола, консистентной смазки, да ещё добавилось пыли и частичек металла – ролики не будут выходить, и идут «прокруты» педали назад. Именно поэтому – такие втулки смазываются только жидким маслом, их нельзя забивать ничем вроде ЛИТОЛа.
Также для нормальной работы тормоза важно, чтобы и ответная для роликов часть – разжимающийся тормозной барабан – не был чрезмерно изношен, чтобы ролики попадали в этакие канавки, волнышки, а не скользили по ровной изношенной поверхности.
Повторюсь, здесь износ виден – но не критичен, снаружи остались бороздки, изнутри – прорези под ролики. Этот барабан – калёный, разжимной, изготавливается раскалывая надвое заготовку, так что если разбираете – то две половинки годятся только от одного, от разных брать – нельзя. Что ещё может быть испорченным?
Ну, со звёздочкой понятно – сами зубцы, по которым ходит цепь должны быть равномерными, иначе новая цепь на них будет хрустеть и очень быстро износится. Здесь – всё в порядке. Отметили – канавки под подшипники тоже живые.
На этой звёздочке Рижского завода есть овальные прорези, но позже их перестали делать. Они нужны, чтобы легче было спицы менять – не обязательно для этого снимать звёздочку.
На втулке видны три прорези, в которые входят выступы звёздочки – эти выступы бывают изношенными, звёздочка от этого болтается. Неприятно, но терпимо. Пружинное кольцо, держащее звёздочку на месте должно быть не ржавым чрезмерно, целым, не гнутым, полностю лежать в канавке.
С обратной стороны видно пылезащитное кольцо, которое стоит перед звёздочкой. Предыдущие хозяева его могли потерять, так что лучше его вернуть, чтобы в подшипники грязь меньше лезла. Канавки подшипников, традиционно, смторим на ровность, пазы для больших роликов – чтобы без сколов.
А вот это - испорченная деталь, на замену. На канавках для шариков подшипников хорошо видны кавернки, нормально работать не будет. К тому же звёздочка болталась, крепящие её выступы - заметно изношены, и нету уплотнительного пылезащитного кольца:
К выбору подшипников надо подойти с осторожностью, новоделные неясного происхождения могут быть некачественными. Можно также разобрать закрытый промподшипник с шариками соответствующего диаметра, и поменять только шарики. При смене только шариков - рекомендуется промерить их микрометром, отбраковать сильно выделяющиеся по размеру.
Сборка втулки
Собирается, как говорится, "в обратном порядке", но на всякий случай фотографии и пояснения:
Сначала на ось, с той стороны, на коорой квадратное окончание, навинчиваем конус, до упора, до конца резьбы, хотя бы и просто пальцами. Можно чуток затянуть, без фанатизма. Затем на конус ставим пыльник. Пыльник можно и во втулку со звёздочкой вставить - это смотря на чём он лучше держится.
Надеваем подшипник, смазанный смазкой (у меня смазка с дисульфидом молибдена, поэтому и черноватая). Напоминаю, остальные части, кроме подшипников - смазывать консистентной смазкой не надо! Их потом чуток польём минеральным маслом.
Ну и дальше собираем:
Не забываем про фигурную шайбу:
Затем, придерживая за квадратный конечик, закручиваем большой конус, крутя его за реактивный рычаг (это та блестящая штука, что крепится хомутиком к раме). Закручивать надо не до конца, а чтобы чуток был прослаблен, а то при окончательной затяжке слишком зажмёт. На этом этапе можно вставить в раму и уже прихватить тот коней, что с квадратиком, уже гайкой крепления колеса к раме.
Всё, накручиваем и опять таки, без фанатизма, ставим стопорящую гайку (напоминаю, она важна целой и здоровенной, а то вся конструкция будет самозакручиваться и самораскручиваться, и плохо тормозить или болтаться):
Заатем крепим реактивный рычаг хомутиком (рекомендую под него подложить резинку или картона, чтобы рычаг не мог ходить туда-сюда, в целях противодействия самораскручиванию) и затягиваем гайки крепления колеса. Если после затяжки гаек стало хуже проворачиваться - значит, маловато оставили прослабления при сборке, или провернулась шайба. Ослабляем обе гайки крепления, и крутя за квадратный хвостик, не снимая с хомута реактивного рычага - можно конусы чуток отпустить. Затем снова затянуть гайки, включая стопорящую. Крутится должно не заметно хуже, чем переднее.
Всё, поздравляю, сейчас можно накачивать колесо и ехать!
Специально для мотовелосипедистов - напоминаю, как ставится на колесо и моторная звёздочка:
Ровных дорог и надёжной работы двигателя!
И напоследок, для общего развития и информации...
Иные конструкции велосипедных односкоростных втулок
Нормально собранная втулка школьника ходит несколько лет без проблем, либо до того момента, пока в неё кто нибудь не полезет. Изнашиваться в ней особо нечему. Вся фишка в правильной установке деталей 20-22. Народ собирает как попало (неоднократно видел), а потом удивляются и говорят - Г. Проблема бывает обусловлена ещё тем, что после неправильной сборки, народ иногда просто ленится выправить погнутые детали или заменить шайбу с отломившимся усиком.
А вот ещё один интересный тип втулки, "Иди" (Eadie). Вот фотогафии втулки типа "Иди". Эта втулка с довоенного (1940г.) велосипеда МД-1, выпущенного Московким велосипедным заводом.
Внешний вид собранной втулки. Удивил типоразмер гаек крепления колеса: их размер под ключ всего лишь 14мм, при том что резьба на оси такая же как и на втулке "Торпедо" т.е. М10х1.
Все съемые детали извлечены из корпуса втулки:
Они же на оси:
Видна винтовая пара, за счет которой работает механизм свободного хода (при отсутствии вращения ведомой звездочки), механизм сцепления (при вращении ведомой звездочки по часовой стрелке) и механизм торможения (при вращении ведомой звездочки против часовой стрелки).
Принцип работы тормозного механизма:
Расторможено
Заторможено
Виды пустого корпуса втулки справа:
(удобные прорези для замены спиц без демонтажа ведомой звездочки!) и слева:
Видно ответную часть механизма сцепления.
Один из подшипников втулки насыпной:
Правда здесь шариков маловато, вероятно, часть шариков потеряна.
Неплохой конкурент втулке Торпедо - деталей меньше, проще, трущиеся поверхности больше.
Минусики - тяжелее, спицы разные.
Сергей Sbech
Обсуждение статьи «Велосипедные втулки»
sweetest17.05.2015 в 20.36
ДмитрийПрошу подсказать мне или указать/направить меня, если кто знает на источник, где можно узнать эталонные типоразмеры (более - внутренние и внешние радиусы чашек и осей и конусов и других частей) для данной втулки.
Очень прошу ответов. Любых.
Petr04.07.2015 в 20.01
| « Вернуться назад | Еще публикации » |
Прекрасно, подробно и грамотно написанная статья!
У нас в Тамбове запчасти к "Торпедовским" втулкам не проблема.
Сам одно время специализировался на настройке "Школьниковских" втулок.
А вот "Иди" живьём пока видеть не доводилось...
Удачи!
28.11.2012 в 16.39