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自行车轴承保养、维护、安装
作者：bearingpower 发表时间：2010-12-12
自行车依靠人体引擎驱动的交通工具，而轴承的顺畅可以减小动能的消耗，使得速度更快，而自行车的各个轴承的不顺，哪怕是最小的动力损失和摩擦上升都会影响速度，所以为了完美顺畅的自行车，就必须有接近完美的轴承来配合。 根据skf轴承的产品保固手册上说，百分16的培林是装配中损坏，百分36润滑不当中损坏，百分14来自污染的损坏，百分34才是疲劳后自己损坏的，而疲劳损坏的发生是要非常久的，一颗低转速深沟球轴承，理论上寿命是永久的，所以保养和安装等都是是非常关键的。 为什么轴承会损坏 仅部分轴承是在实际使用中损坏的，大部分轴承应用超过机器或者设备本身的设计寿命。 轴承损坏的原因很多，超出原先估计的负载，非有效的密封或者过紧的配合，所以导致过小的间隙等，任何一种因素皆有其特殊的损坏形式，并且会留下特殊的损坏痕迹，因此，检查损坏的轴承，在大多数的例子种可以发现其损坏的导因，并且给予这些原因采取防止的措施。 大体上来说，有百分30多是疲劳产生的损坏，而另外百分60多都是因为润滑不良，污染，安装方法不当所造成的。 然而这些顺和形势与轴承所用的工业有关系，例如纸浆工业，多是由于污染，润滑不良所造成，而不是由于材料疲劳导致的。 而自行车轴承的损坏轴承进水导致内部生锈发生不顺，也曾经因为错误的使用了低极压油料，导致轴承更易损坏，也有在错误的敲击轴承后，导致装入后既发现不顺，而不久后就开始的损坏发生。 轴承疲劳损坏的现象分析 轴承从开始使用导第一个材料疲劳的现象出现的这个期间长短是和轴承的转速，负载的大小，润滑干净度有关系的。 疲劳是负载表面下剪应力周期性出现所形成的结果，经过一段时间后，这些剪应力便引发细小的裂颅，然后渐渐延伸到表面，当滚动件经过这些裂颅后，便有些裂块脱落，形成所谓“剥皮现象”，然后随着剥皮的情况继续扩大，轴承即损坏不堪使用。 以上是轴承疲劳的描述，它最初是发生在表面以下的，虽然最初的剥皮情况通常非常轻微，但是随着应力的增加和裂块的增多，导致剥皮面积的蔓延，这种破坏形势通常维持很长一段时间，其明显可见的阶段是在噪音及震动增加的时候。 自行车轴承在损坏的最初级阶段，可能仅是转动时难以感觉的，而后期发现转动时有麻点感，而一但出现麻点感，轴承并不是不能使用，只是在每次前进珠子和轴碗和轴档都发生更大的磨损和更严重的损坏，由于自行车是一种低速高极压类型的轴承方式，所以即使表面剥皮现象严重，也不是不堪使用的，而是无形无声中消耗你的动力，而你的感觉可能仅是觉得车子不知道为什么不好骑不顺了。 因此在轴承完全破坏前，它提供使用者足够的发现时间，不要忽视这种摩擦的存在，它会令骑行的速度下降，让长距离体力的消耗更大速度更慢。 如果对于表面的粗糙程度细微，若润滑油膜有适当厚度时，则表面应力生成的机率相当的低，这也就是为什么要适当的选择适合的机油来进行润滑的原因，然而，如果压力的负荷超过了油膜的pu值（疲劳负荷极限值，如过高的转速，过高的压强冲击），则材料的疲劳迟早会来。轴承提前损坏的原因－（污染篇） 自行车，尤其是越野自行车，经常和泥水打交道，虽然现代高级自行车轴，使用了胶封轴承，外部还使用高压o型橡胶密封环，但是只能在某一程度上减少泥水的入侵，完全避免几乎是不可能达到的，尤其是高压水枪冲洗，长时间在泥水环境下越野，连续的雨天骑行等。 轴承是精密的零件，越小号的轴承，珠，铛，碗之间的间隙是越小的，如果轴承的润滑脂受到了污染，将无法达到培林的使用寿命，而发生提前的损坏，这种损坏的比例在轴承的比例中至少有百分14是由污染问题引发的。 处理的方法就是及时的在恶劣环境使用后及时的更换润滑脂，这个工作听似精密复杂，其实相比更换培林来的简单方便的多，在后面我们将具体就轴承的换油工作进行细致的拍摄解剖，其实是十分简单的。 轴承提前损坏的原因－（润滑不当） 尽管可以安装“免维护”的胶封轴承，但是提前失效的轴承中仍然有百分36是由于润滑脂技术应用不正确而造成的。 任何润滑不当的轴承，都不可避免的提前失效，由于轴承是花鼓中胶不容易装拆的部位，而先天使用了不正确的润滑脂，而后期使用时不更换润滑脂，或者在润滑脂发生碳化变质污染后不进行及时更换，那你的花鼓就很难有足够长的寿命和良好的润滑度。 自行车使用的配林我们现在碰到大多数都是深沟球的小规格轴承，如609，6000，6001，6200，这些在工业上都是用于小规模电机的定子和转子使用的培林，而这样的小培林在购买时通常预装的是低粘度，高润滑度的广谱润滑脂。 而我们过去也曾经大量错误的购买和使用价格相当昂贵的这类润滑脂，比如我们过去购买的SKF的LGMT-2合成锂基脂，这是一种低扭距，低摩擦的小电机润滑油，也正是大多数小号skf培林中使用的，当时的价格还很贵，200克的包装价格高达60多元，但是这样油料的粘稠度仅110，对高负荷，极压，往复运动的能力都差，而根据自行车轴的使用情况，这应该是一种低转速，高极压（因为大量压力仅集中在几个细小的培林上，且冲击跳跃时会产生更大压力），所以我们后来选择了SKF的LGEP-2合成锂基脂，而这种虽然价格也贵（155元），但是其粘度达到200，高负荷，高防水，高防锈，高抗震，虽然在低扭距摩擦指标上不如LGMT-2，但是却完全适合自行车的前后中轴和车首碗组。 轴承提前损坏的原因－（装配不当） 另一个损坏高达百分16的原因，就是这个装配不当，而错误或者暴力的装入方法，使得那些培林在装入时就已经发生了光滑铛碗表面的敲击硬伤。 为了让培林卡紧轴心，防止轴套摩擦现象的产生（这种现象会在高速转动机械上瞬间产生高温，造成润滑油烧干甚至导致热涨卡死，造成停机），所以轴承的内铛和外碗（工业上也称轴承箱）使用一种“过盈”现象，通俗的说就是轴比内铛大，或者外碗比装入物大，这种过盈需要很大的力量才能装入，而这样的装入对培林进行敲击需要极大的力量，这会造成培林在敲击的过程中损伤，所以工业上的大轴承通常采用加热，液压顶入等方式。 自行车使用的是胶封深沟球轴承，这样的轴承最怕敲击（滚针培林和大培林对敲击的抵抗力稍强），且也不可使用加温装入方法，但是由于自行车培林的过盈很小，甚至如青豪培林花鼓可以用手放入培林，所以使用胶锤的敲入是相对安全的，但是顶入的垫背物却是需要有非常平的表面，而使用静力压入，比如台钳压紧，是最佳的方式。轴承损坏的判断－触摸，观察，倾听 检查车轴，事先在长途或者比赛前发现培林存在的故障，早期在培林润滑严重恶化时，提前的排除这些故障进行润滑或者进行更换，以避免由于硬件的问题，而影响水平的发挥，这是对于专业车手和业余车手都很重要的。 触摸是一个很简单的方法，在工业上，培林的润滑问题可以导致高温，而使用手触摸就可以感觉到，这种高温会有害培林中的润滑剂，对于自行车难有那样的高速旋转，甚至达到让培林发热的地步，自行车检查的触摸仅是用手模正在转动的花鼓的轴心，这可以感觉到里面的情况，震动表示出现凹坑或者珠子已经不圆，流沙般的感觉是缺乏良好润滑，而如果转动涩而卡，那说明油料干枯或者错误的装置使得培林已经发生错位过紧。 观察主要是针对培林的外观，看是否胶封已经破裂，拆开胶封检查润滑油是否干枯，发黑代表润滑油污染或者碳化，发白浑浊说明进水，这种情况下发现越早，换油后损害越小，而长期这样的油料使用，可以让培林产生不可逆的损坏。 倾听，工业上常用电子听诊器来检查培林的情况，低沉的呜呜声代表培林工作正常，而斯斯声和尖锐唧唧声或者其它不规则的生意，那表示轴承正处于不正常的工作状态。 尖锐唧唧声可能是不适当的润滑造成，不适当的润滑照成金属摩擦，而斯斯的声则可能是润滑油被污染。不规则的杂音则是滚道凹痕产生震动发出的。 在没有电子听诊器的情况下自行车有很简单的方法，用一木棍顶在前叉或者后叉上，然后转动，而中轴也可以使用这个方法，但是因为中轴的声音会和后轴混合在一起，所以不好判断。 以上三种方法中最适合自行车的就是触摸，只需要将轮子拆下一转，便可以很准确感觉出轴损坏达到的严重程度。 1.防锈性能 使用于轴承内的油脂都具有防锈性，防锈的性能好坏主要是看油脂的可溶性，不同粘稠度和不同材料形成的润滑脂，具有不同等级的防容和防锈性能，一般的来说，粘稠度大且脂溶性差的油脂防水性更好，这样的油脂即使在培林腔中充满了水，也可以在钢材表面形成一层可以抵挡的油膜。自行车由于转速低，油脂的选择可以相对用粘稠度稍微高，但是防水性极强的种类，因为自行车在洗车，雨天，越野，都常和水打交道，这就使得防水性非常重要，即使是稍微粘稠的油脂，也不会影响低转动下的顺畅，而一但表面形成了氧化破坏，那整个剥皮过程和老化过程都将快速的加剧。 2.机械稳定性 油脂在高速旋转时时会变软的，导致泄漏，当有震动时，油脂会被从滚道上挤压抛出，而油脂的皂结构会产生机械崩解使得油脂被破坏，甚至被抛出轴承。 3.油封 油封是包含油脂和轴承不受外界污染的门户，工业上许多轴承仅使用了滚珠保持架，有些使用的是金属油封系统，有些因为有自动加油系统，而呈现完全开放状态，而自行车通常不能使用这样的轴承，否则仅在油脂枯竭或污染的第一个周期后，即宣告寿命终结，而金属油封的轴承虽然也可以在一个较长时间避免污染，并且可以起到含油作用，但是以后不能拆开从新注油或者进行全面的清洁，所以也同样不适合自行车使用，自行车使用的轴承必须选择购买带有胶封的，这种封装的防污染性能好，油料保持时间长，并且可以在一个很长的使用周期后，将塑料油封挑开，然后将内部进行全面的清洁和油脂的更换。 4.混合油脂 绝对不要把不能相容的油脂混合，如果两种不相容的油脂混合，通常稠度会变软，最后因为油脂容易流失而造成损坏，如果你不知道你的轴承原来使用那种润滑脂，则先要将原来的油脂全部清除，然后添加一种油脂进行润滑。油脂的分类和选择 油脂的分类可根据他们的容许温度来进行，油脂的润滑能力和粘稠度受到工作的温度影响较大，在某个温度下，油脂可以让轴承保持良好的运转状态。 油脂的分类理论上可分为低温的lt，中温下的mt，高温下的ht，同时一类油称为ep（耐挤压）货em（耐挤压并添加二硫化钼），加有添加剂以加强润滑油膜的强度。 选择油脂是非常重要的，如果错误的旋转油脂，则所有预防轴承损坏的措施也是徒然，选择一直油脂，在它合适的工作温度和环境下达到最好的防疲劳和润滑的效果，通常轴承的制造者会指定使用某种类型的油脂，但是我们大家的自行车轴通常不会有类似的信息获得，而要使轴承运转发挥在最佳的状态。 那选择油脂的态度就必须是非常认真的，推荐大家可以考虑的自行车油脂应该是中等粘稠度，高防水，高抗极压，中温，高抗震的油料，目前我们选择使用过的油脂有多种，其中泰国202（也称斯达2号）是一种廉价且符合大部分要求的油脂，价格一般一公斤装的是25元，唯一的问题是粘稠度过大，在轴间隙调整极佳状态下，手转也依然感觉稍有阻力，原因是粘度过高，这种油甚至会粘动橡胶油封转动，对于喜马诺花鼓和公路车花鼓是相对合适的，尤其是中轴这样的高极压低转速轴承是特别适合，而SKF的LGEP-2锂基脂不仅有泰国202的各种优点，并且在粘度下小于泰国202，这使得轴件转动更顺畅，对于使用在3轴以及转动频率较低的车首碗组和频率较高的导轮中都是合适的，选择这款油脂是我们在长期的实践和走过许多弯路的情况下一个难得的经验选择，大家也可以在居家附近的 SKF转卖店中找到这种润滑脂，唯一的缺点是价格较贵，但是对于其对轴承的保护是值得投入的。- 市场一部：022-58519722
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