Переборка классических втулок

Речь пойдет о классических насыпных втулках, где подшипники качения образуются отдельными шариками, а корпуса подшипников образованы элементами втулки. Это, как правило, втулки Shimano, Compagnolo, а также завода ХВЗ производства СССР (копия первых двух). В статье профилактике подверглась втулка Shimaho Deore FH-M510 пр-ва Японии выпуска 2003 года с пробегом около 10.000 км.

Следует заметить, что эту операцию в веломастерских при сезонных ТО практически никогда не делают, ссылаясь на сложность - предлагают не трогать или заменить втулки или даже колёса целиком на новые. Однако, во-первых, с компонентами высокого класса так поступать просто нерентабельно, а во-вторых, даже новые компоненты некоторых производителей не мешает осмотреть, иногда отрегулировать, а то и заменить смазку на более подходящую к нашим суровым условиям. Даже в промышленных подшипниках смазка требует замены, а уж с легкостью разборки насыпных втулок сделать сезонное ТО, заменить смазку и получить отлично катящий велосипед вообще не проблема.

Все описанные ниже приёмы применимы и к недорогим дорожным велосипедам (ситибайкам). Конструкция узлов у них схожа, разница только в качестве материалов, наличию пыльников и конструктивных ухищрениях. Чем дешевле компоненты - тем всё проще разбирается и тем стандартнее инструмент.

Особенности втулок

Огромный плюс этих втулок в принципиальной ремонтопригодности и легкости ремонта в полевых условиях, минимум необходимого специализированного инструмента, возможности настройки "под себя" а, в случае проблем в дороге, быстрым приведением в состояние "можно доехать до мастерской". Ещё один плюс - "честные" четыре (!) опорных подшипника в хорошо сбалансированной по нагрузке конструкции, что особенно заметно по ресурсу втулки в тяжелых условиях (песок, глина, снег с солью) и под тяжелыми ездоками. Особенно ценно, что, используя нижеописанную методику, после особо грязных покатушек можно быстро привести втулки в порядок, не дожидаясь, пока те закиснут или поржавеют.

Минус - требуются прямые руки, некоторая информация и аккуратность при разборке, чтобы не растерять запчасти. Также требуется терпение, чтобы отстроить опорные подшипники после сборки, но это терпение окупится сторицей - правильно смазанные хорошо отрегулированные насыпные втулки катят лучше!

Два варианта переборки

Совсем необязательно всегда каждый раз разбирать втулку полностью. Как правило, страдают самые нагруженные узлы - опорные подшипники колеса, в них забивается пыль и песок, туда попадает вода. Но в барабан, например, вероятность попадания чего-то извне гораздо ниже.

Текущий ремонт , заключающийся в чистке от грязи, просушке и удалению попавшей во втулки воды, соли, морской воды, мелкой пыли или речного ила после сложного вело путешествия. Такую операцию желательно провести как можно быстрее после возвращения. Снимать кассету необязательно. Уже, вытащив ось, становится ясно, насколько серьезна ситуация. Заменить же масло в опорных подшипниках совсем несложно, для этого из всего длинного списка инструментов нужны только конусные ключи.

Профилактическая переборка с частичной или полной разборкой всех компонентов, очисткой поверхностей, удалению всех загрязнений, выработки, заменой масла и тщательным осмотром. Это лучше всего произвести в конце сезона перед зимней консервацией любимого коня. Если же кататься много и зимой тоже - то перед зимним сезоном можно забить более "зимнюю" смазку, а в конце зимы - полностью перебрать узлы, куда могла попасть вода или соль с улиц. Снега ведь при зимнем катании забивается в вел порядочно. И смазать втулку более легкой и ходкой летней смазкой.

Конструкция втулок

Втулки состоят из очень стандартных запчастей - шариков, которых полно в любых промышленных подшипниках. Если необходимо, можно добыть любой подшипник с подходящими или даже похожими по диаметру шариками, извлечь их оттуда и поставить во втулку.

Кстати, если втулка начала шуметь, имеет смысл заменить старые шарики на новые, без дефектов поверхности; но не придется искать подходящие подшипники целиком, как в случае со втулками на промышленных подшипниках. Коррозия безжалостна к любой стали.

Общая схема втулки из мануала Shimano. Втулки ХВЗ практически идентичные. Отличия в пыльниках и сальниках.

Требуемый инструмент

Из инструмента понадобится

1. пара специальных тонких "конусных" ключей 13-14-15-6 и 13-14-15-17, изготовленные из крепкой инструментальной стали;
2. специальный ключ-хлыст с куском цепи для фиксации кассеты;
3. съемник кассеты (втулка с ребрами);
4. рожковый ключ на 24, который может быть заменен чем угодно;
5. шестигранник 1.5мм (для полной разборки или протяжки кассеты);
6. шестигранник 10мм (для съема барабана свободного хода);
7. обычный велосипедный универсальный ключ ХВЗ, в котором понадобится удобный торец между рожками 10 и 12 в качестве съемника барабана
8. медицинский пинцет (шарики доставать из керосина и укладывать в обойму)
9. старая зубная щетка (удобнее отмывать);
10. плоскогубцы (пассатижи) среднего размера.

"Хлыст" - им удерживают кассету от прокручивания при демонтаже:

Кстати, это ещё и педальный рожковый ключ "на 15".

Съемник кассеты (черный) и ключ, которым его крутят:

Обычный "семейный" ключ от велосипеда Украина пр-ва ХВЗ. Его левая торцевая часть пригодится как съемник барабана.

Конусные (втулочные) ключи - незаменимы для регулировки конусов и из законтривания.

Шестигранники. Большой пригодится, чтобы снимать барабан, маленький - чтобы разобрать и собрать кассету.

Демонтаж кассеты

Удалить ось с эксцентриком. Обратить внимание, как именно стояли пружинки - они должны быть как бы направлены более узким концом внутрь, широкими концами к гайке и эксцентрику, как на схеме, поз.1 из мануала Shimano.

Разборку следует начать с демонтажа кассеты. Во-первых, она грязная и большая и её тоже не мешает вычистить и привести в порядок. Затем, надо убедиться в отсутствии износа корпуса барабана. Если барабан, удерживающий шестеренки кассеты, окажется изношен, то барабан (freehub) надо заменить обязательно, но, к счастью, это случается крайне редко.

Вставить съемник кассеты в самую маленькую звездочку в соответствующее отверстие. Левой рукой накинуть удерживающий ключ-съемник с цепью на кассету, правой рукой, удобно ухватив ключ на 24, за съемник крутануть гайку, удерживающую кассету. Гайку мы вывинчиваем из корпуса барабана, резьба правая (стандартная). Усилие может понадобиться немалое.

Затем аккуратно снимаем кассету. Она будет состоять из нескольких частей: основная с 5-7 наибольшими шестеренками, скрепленныим между собой и отдельно самая малая и 2-3 меньших, возможно через спейсеры (колечки). Всё это надо запомнить или зарисовать (сфотографировать), если не уверены в себе.

В результате должно получиться примерно так:

Если грязь прилипла намертво, кассету можно оставить в герметичной емкости с керосином на полчаса, чтобы грязь и масло откисло. Затем, отчистив щёткой и обтерев ветошью, надо её тщательно осмотреть на предмет деформации зубьев и выработки (выкрашивания).

На фото - практически новая кассета, которая прошла 1000 км, но по гористому рельефу и с хорошей нагрузкой - на 4-7, самых часто используемых и самых нагруженных звездах, заметны замятия краёв зубов. Особенно досталось звёздам 19 и 23.

"Раздалбливание" и заусенцы ухудшают переключение; изменение профиля зуба могут вызвать эффект проскакивания цепи. Причина деформаций проста - езда с растянутой старой цепью на новой кассете. Если бы цепь была новая и длина звена была бы в норме - выработка кассеты была бы менее явной, более равномерной и совсем не такой выраженной.

Надолбы можно аккуратно спилить тонким надфилем, но только "лишнее наплывы" по толщине, не трогая сам профиль зуба. Это немного улучшит переключение, но, к сожалению, никак не повлияет на оставшийся ресурс. Фото обработанной таким образом кассеты в конце статьи.

Обратите внимание на надежность скрепления блока кассет. Некоторые модели кассет - клепаные, некоторые - разборные. Разборные могут самопроизвольно развинтиться. На фото - винт под шестигранник, который скрепляет всю кассету и сам ключ-шестигранник на 1.5, которым его крутить.

Можно аккуратно разобрать кассету, тогда её значительно удобнее чистить, осматривать и подправлять. Не перепутайте только детали в порядке сборки. С возрастом все элементы механизмов прикатываются друг к другу и становятся индивидуальными. Поэтому менять их местами без надобность очень нежелательно. Обратите также внимание на зуб позиционирования (на фото он рядом с буквой "М"), он немного отличается шириной от остальных. Можно просто собирать кассету на барабане, так сложнее что-то перепутать.

Разборка втулки

Следует приготовить заранее керосин 100-500мл., подходящую емкость для отмывания деталей, ветошь и туалетную бумагу. В качестве емкости я использую банку от селедки 180мл., диаметром 140мм (в неё очень удобно ложится велосипедная цепь, но сейчас не об этом). Ещё для отмачивания деталей хорошо подходит герметичная "баночка для анализов" на 100мл., которая продается в любой аптеке за 20-30 рублей. Также потребуется конститентная смазка и шприц на 20мл. для её аккуратного нанесения. Можно и неаккуратно, отвёрткой мазать, кому как больше нравится. Смазок существует великое множество: от зарубежных литиевых типа MOBIL Mobigrease XHP222 , харьковской ХАДО с ревизиантами до банального ЦИАТИМ-221 (история и классификация смазок ЛИТОЛ-ЦИАТИМ), которая тоже, кстати, литиевая. Кто насколько любит свои втулки и кому что нравится. Только солидолом не надо - он впитывает воду и под ним всё поржавеет.

Немного о конусных ключах. Особенность этих ключей - толщина всего 2.5мм. Они необходимы для расконтривания конусов подшипников при разборке, где стандартный рожковый ключ не подлезет в силу толщины, а при сборке - для точной регулировки и законтривания этих же конусов. Эти ключи продаются и стоят недорого, около 200 рублей, а пригодятся ещё не раз. Для передней втулки больше не нужно ничего.

Аккуратно расконтриваем конуса, разбираем, обтираем старую смазку, раскладываем по порядку разборки и запоминаем как было. Разобраться поможет схема из мануала Shimano

Обратите внимание, что по мануалу барабан свободного хода (freehub) предполагается неразборным. Так и есть, его предлагают менять, как запасную часть, "тонкая работа". Но нас это не остановит - мы и его тоже разберем и вычистим, заменим смазку и вдохнем немного свежести.

Последние картинки для тех, кто запутается и ещё немного про износ.

Вот так выглядит задняя ось 10-ти летней втулки Shimano Deore 2003 года выпуска в сборе, как если бы она была внутри втулки.

Количество шариков в ЗАДНЕЙ втулке Shimano Deore: 9 шт. диаметром 6.35 мм (1/4") с каждой стороны.
Количество шариков в ПЕРЕДНЕЙ втулке Shimano Deore: 10 шт. диаметром 4.75мм (3/16") с каждой стороны.

Следует обратить внимание на качество поверхности качения опорных подшипников. Поверхность должна быть гладкой и блестящей, без ямок, каверн или коррозии. Накатанная дорожка в виде окрашивания, как на фото, допускается, если на ощупь ногтем она не чувствуется. Не должно быть отпечатков шариков - если такие есть, значит был сильный удар по колесу с деформацией конуса; в таком случае колесо уже никогда не удастся отрегулировать на оптимальное качение и минимальный люфт и втулка будет постоянно греметь и "есть грязь" пока не перетрет саму себя.

Также следует отмыть в керосине, обтереть и внимательно осмотреть сами шарики. Они тоже должны быть гладкими, блестящими и абсолютно круглыми. Если на шариках есть следы какой-либо коррозии или механические повреждения, то лучше их заменить. Менять надо все шарики сразу - очень важно, чтобы все шарики в одном подшипнике были одного диаметра; если какой-либо шарик будет больше другого, на него ляжет вся нагрузка, а точечная нагрузка быстро разрушит и шарик и накатную дорожку.

Втулки высокого класса изготавливаются из очень прочных сплавов; проблемы возникают только из-за попавшей соли, пыли, грязи, глины или частиц песка и ещё иногда из-за неправильно подобранной или попросту отсутствующей смазки. Как правило, после грамотного ухода, они опять работают как новые ещё не один цикл.

Разборка барабана (freehub)

Чтобы снять барабан с тела втулки, следует воспользоваться шестигранным ключом на 10 (во втулках Shimano XT/XTR - на 14). Резьба обычная (правая). К тому же, чтобы снять барабан можно только с заспицованного колеса, потому что удержать втулку иначе очень проблематично. Надо упереться и, удерживая колесо, провернуть шестигранник по правилу правой резьбы, вывинчиваем втулку на себя. Усилие может понадобиться немалое.

После того, как шестигранником вывинчена удерживающая втулка, барабан снимется и с обратной стороны обнаружится тонкий резиновый сальник. Его можно поддеть пинцетом или острым предметом и аккуратно извлечь, тогда будут видны шарики нижнего опорного подшипника.

ВНИМАНИЕ! РЕЗЬБА ОПОРНОГО ПОДШИПНИКА БАРАБАНА - ЛЕВАЯ! Острожнее с собачками и пружинками - они имеют свойство разлетаться в разные стороны при поспешной разборке.

Количество шариков в барабане Shimano Deore: наружная часть - 25 шт. и внутренняя часть - 25 шт. диаметром 3.17мм (1/8").

Помните, шарики вывалятся, как только сместятся половинки корпуса относительно друг друга, так что действуйте аккутатно и над кюветой, чтобы они высыпались в ограниченную емкость и их не пришлось искать по всему полу.

Устанавливаем фрихаб на втулку, не забываем проверить, на месте ли резиновый сальниик с внутренней стороны и не забыли ли шайбу; затягиваем шестигранником хорошо. Фрихаб должен крутиться свободно без заеданий и люфтов; в обратную сторону чётко фиксироваться.

Установка оси

При установке оси следует действовать по такому алгоритму: сначала надо собрать ту сторону оси, что со стороны кассеты (детали 3-9), ориентируясь на расстояние от конца оси до гайки 5мм. Сразу протянуть пару конус (9) - гайка (3) ключами, законтрив. Затем заложить смазку во втулку с обоих сторон, разровнять лопаточкой, налепить на смазку шарики, усадить пыльник на втулку и аккуратно вставить ось со стороны кассеты. Затем навернуть конус (11), проставку (12), шайбу (13) и гайку (3). Теперь можно отрегулировать люфты и затем не забыть законтрить вторую пару конусов.

Ещё раз сборочный чертеж:

В результате выступы оси с обоих сторон должны получиться практически одинаковыми и меньше, чем толщина пера рамы (6мм).
Пыльники удобно усаживать съемником кассеты - как раз идеально подходит по размеру; усаживает на место равномерно и точно.

Восстановление формы зубов кассеты

Необязательная процедура. Надолбы от растянутой цепи, как указывалось ранее, можно аккуратно спилить тонким алмазным надфилем, сровняв "лишнее наплывы" по толщине, но не трогая сам профиль зуба! Зубы все разные, с разными скосами и заходами, некоторые просто немного повернуты в плоскости. На это необходимо обращать внимание и стараться придать зубу первоначальную форму со всеми фасками и залысинками. Восстановление формы зубов немного улучшит переключение, но, к сожалению, никак не повлияет на оставшийся ресурс. Фото необработанной и обработанной таким образом кассеты SRAM PG-970 :

Рекомендация относится к кассетам высокого класса SRAM 970 и SRAM 990 PowerGlide II (отличаются наличием "паука" во второй и, соответственно, весом). Наверное, не стОит пытаться что-то делать с зубами недорогих анодированных или хромированных кассет класса Shimano Deore, Road 105, SRAM PG-950, 980 и ниже классом. Основа звезды в этих кассетах - мягкая сталь, которая легко деформируется сама по себе, а сдирание покрытия из хрома ни к чему хорошему не приведет. Новая касета такого класса будет стоит меньше 500 рублей, проще поменять. Или приобрести что-то классом выше.

Хочу также заметить, что деформация зубьев практически всегда является следствием езды на растянутой цепи по незнанию или "из сознательной экономии". Ухаживайте за цепью, своевременно измеряйте её длину (или удлинение) любым доступным способом и этим удастся значительно продлить срок службы и кассеты и передней системы.