自行車為什麼不用普通的滾珠軸承?
一般自行車上的軸承主要是兩種:培林和珠擋。另外還有個滾針的奇葩,再此先不做討論。
這個問題主要是集中在花鼓上。這些地方的軸承對潤滑度和軸向力、徑向力的受力強度都同時有要求。而像車架避震器轉點之類的地方,主要是考慮徑向力,所以幾乎都是培林。
習慣上把獨立嵌入軸承總成的花鼓稱做「培林」,把在花鼓的兩端打入鐺碗,在鐺碗中排入滾珠,通過滾珠的轉動來驅動的軸承稱做「珠擋」。
通俗點說,培林就是能被整體拆下來,成為大家平時所看到的環狀「滾珠軸承」。
珠擋結構示意圖見下方:
OK,開始說根本問題:自行車軸承受力,分為徑向力和軸向力。
1. 在軸承受到徑向力的時候,兩者區別不大,但是在軸向力的受力方面,由於珠擋結構有珠碗,所以理論上能承受更大軸向力,強度更高。
2. 而在潤滑度方面,培林一般是7~8珠,而且帶有保持架的滾珠的正上和下方為內外套的滑道(見第一張圖),包裹性狀更貼近半球型,使得滾動順暢度更加良好。
珠檔結構由於沒有保持架,滾珠可達到9珠以上,在同樣研磨精度時,的這種結構滾動阻力要超過7珠的總成式軸承。
3. 由於培林軸承密封性較好,不容易進水、進沙,所以在不考慮高成本解決密封性的情況下,培林可以提供更好的壽命。
以上三點中,第二和第三點貌似都偏向培林軸承更好。但這兩點都是基於考慮成本的情況下。事實上是,在高級輪組當中,為了保證軸承強度、潤滑度和密封性,並不會對成本作出妥協。比如Shimano的XT和XT以上級別花鼓,珠碗、滾珠和檔都是經過激光處理的,精度非常高。這也造成這些配件的不可替換性:每一個花鼓都是獨一無二的,每一個配件都是根據實際情況調教。
所以綜上所述,如果不考慮價格,只綜合考慮強度、潤滑度和密封性,珠擋結構有完美解決方案,而培林只能解決潤滑度和密封性。
鑒於珠擋結構的花鼓,要做到各方面都顧及,成本很高,所以常見自行車的花鼓軸承都是培林。而Shimano XT/XTR、SRAM CR等可以一定程度上忽略成本的中高端輪都是用的珠擋結構。FULCRUM F0這類的輪組已經不是簡單的二選一了,而是用了更複雜的解決方案,有興趣自己查一下資料吧
培林=bearing=軸承
大多數低端自行車都用滾珠軸承啊。
shimano和campagnolo也一樣用滾珠軸承,關鍵看加工精度。
參考這個,
http://www.zhihu.com/question/19724135
這個屬於是專用軸承,和農機裡面的圓盤耙軸承等,都成為專用的設計
不是很懂自行車,但那個軸承在汽車裡叫做輪轂軸承,對於這個軸承到是略知一二。考慮到都是為輪子做支撐,所以可以做個類比。
輪轂軸承因為同時承受徑向力和軸向力:
所以對於這個軸承是不能使用深溝球軸承的。最佳方案,或者說現在的常用方案是使用雙列角接觸球軸承(轎車)、雙列圓錐滾子軸承(卡車,火車)。
這種軸承的結構是這個樣子的:
可見對於這類受載荷比較複雜,軸向徑向彎矩力全上的工況,一般都會使用這種雙列球(圓錐)軸承。自行車的載荷算是比較小的,所以自然不會選擇笨重的圓錐軸承了,所以雙列角接觸球軸承是首選,也就是一般自行車上使用的那種「珠擋」,它的內圈和外圈都與其它零件集成在了一起,看起來不像一個正常的軸承了。
那麼題主問的「為什麼不用普通的滾珠軸承」,在其他答案里都從成本和使用上有了說明,那麼作為軸承從業者,可以將問題變為為什麼不使用普通深溝球軸承而使用雙列角接觸球軸承呢?
有兩個理由:
1. 雙列角接觸球軸承由於接觸角的存在,軸向與彎矩承載能力大大大於雙列布置的深溝球軸承,對這一點見下圖。顯然如果有一個向左的推力推動鋼球的話,右圖的鋼球能得到更好的支撐(接觸應力小),而左側鋼球上的力會像楔子一樣被放大從而接觸應力也會更大。
2. 深溝球軸承由於幾何裝配的原因,對裝入鋼球的數目有很大限制,見下圖。而角接觸球軸承甚至可以做到滿球,然後把內圈往上一蓋就可以了。
以上。希望對題主有幫助。
那你告訴我自行車用的什麼軸承? 培林跟珠擋軸承不都算滾珠軸承么
摩拜用的軸承
我想說自行車低端 ,用滾珠軸承成本高
在使用的。SHIMANO一直在堅持滾珠軸承。
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