Ležajevi su u srcu svakog rotirajućeg dijela vašeg bicikla, ali hoće li zamjena čelika za keramiku utjecati na vašu vožnju?
Otkako su stari Egipćani koristili platformu od debla za pomicanje divovskih kamenih blokova na mjesto dok su gradili piramide, ležajevi su pomogli ljudskoj rasi da se kotrlja naprijed.
Zanimljivo je da je prvi službeni patent za kuglični ležaj bio za bicikl. Francuski mehaničar Jules Suriray ugradio ih je na bicikl koji je u studenome 1869. godine pobijedio na prvoj svjetskoj biciklističkoj utrci grad-grad, Pariz-Rouen. Ovih dana, ležajevi su svim biciklistima poznatiji kao stvari koje se raspadaju tijekom rastavljanja i zahtijevaju sate na rukama i koljenima tražeći ispod radnih stolova ili hladnjaka kako bi ih izvadili.
Na stranu lekcija iz povijesti, ležajevi igraju veliku ulogu u tome kako se bicikli mogu tako slobodno kretati. Pedale, ručice, kotači, slušalice, džokej kotači… ako se okreće, ležajevi su u središtu toga, a bez njih bismo se teško vozili bilo gdje brzo. Postoji mnogo različitih tipova ležajeva, pa je vrijedno razjasniti nekoliko definicija u ovoj fazi kako biste uklonili zabunu.
Kada govorimo o "ležaju", mislimo na komponentu koja se sastoji od pet osnovnih dijelova: kuglice, brtve, kavezi kuglica, prstenovi i mast. Koncept je jednostavan – nekoliko loptica je stisnuto između dvije konkavne površine (race), dopuštajući im da se okreću jedna protiv druge (jedna je obično fiksirana) uz minimalno trenje. Kavezi i brtve drže sve na mjestu i štite od prljavštine, dok mast podmazuje i štiti pokretni sustav.
Većina modernih aplikacija za bicikle sada favorizira 'kartridžne ležajeve'. Ove zabrtvljene jedinice imaju nekoliko prednosti u odnosu na stare sustave 'labavih ležajeva', koji su uglavnom ograničeni na jeftinije, jeftinije komponente (iako se nekoliko odabranih vrhunskih dijelova i dalje odlučuje držati labavih sustava kuglice, čašice i stošca zbog do njegove finije prilagodljivosti). Ležajevi uloška općenito zahtijevaju mnogo manje održavanja, a kada se na kraju istroše, to obično neće uzrokovati oštećenje terminala na dijelovima oko njih. Osim toga, mogu se lako zamijeniti.
'Kuglični ležajevi' se odnose na same kuglice. Kuglični ležajevi mogu biti izrađeni od različitih materijala, uključujući kromirani čelik, nehrđajući čelik i – noviji ulazak u svijet bicikala (o čemu kasnije) – keramiku, obično silicijev nitrid (Si3N4). 'Hibridni' ležaj je onaj s keramičkim kuglicama i metalnim prstenovima.
Nisu svi ležajevi jednaki, bez obzira na to od čega su napravljeni. Jednom sam vidio vrhunskog mehaničara za bicikle kako vadi zlatarsko povećalo, proučava naizgled čist, sjajan kuglični ležaj i izjavljuje: 'Neću ih staviti u svoje glavčine. Oni su poput ukrasa za kolače.’ Kao i kod većine stvari, u ležajevima postoji hijerarhija i dobivate ono što plaćate.
Ono što se vrti… nije nužno okruglo
Najjeftiniji kuglični ležajevi možda čak i nisu savršeno okrugli. Ležajevi se općenito ocjenjuju prema ljestvici okruglosti, mjerenoj na milijunti dio inča. Čelična kugla kvalitete 200 znači da je okrugla s tolerancijom od 200 milijuntih dijelova inča. Stoga niži broj – ocjena 25 na primjer – je mnogo preciznije proizvedena lopta. Za veličine koje se koriste u biciklima, ocjene variraju od 2000 do 3, a sve ispod 100 općenito se smatra "preciznom loptom". Ovaj sustav ocjenjivanja koristi se i za čelične i za keramičke kuglice, kao i za daljnju gradaciju za hrapavost površine, pri čemu keramika obično postiže mnogo glatkiji rezultat – samo jedna od njezinih inherentnih prednosti.
Čine li ove male razlike u zaobljenosti i površini ikakvu razliku za prosječnog biciklista? Alan Weatherill iz britanskog proizvođača komponenti Hope Technology kaže: 'U konačnici, ako su kuglice loše kvalitete i nisu savršeno okrugle ili glatke, uzrokovat će povećano trenje i prijevremeno trošenje svih komponenti ležaja. Neizbježno će propasti. Kvaliteta lopte, bez obzira na materijal, najvažniji je čimbenik.’
Važnost kugličnih ležajeva daleko je veća nego što njihova veličina može sugerirati, što je razlog zašto biciklistička industrija diže toliku buku oko keramičkih kuglica. Evo o čemu se radi: keramičke kuglice općenito su okruglije, glađe, tvrđe i lakše od čeličnih kuglica, pa bi teoretski trebale pružati manje trenja i veću dugovječnost. Također su znatno skuplje, pa je vrijedno dobro pogledati potencijalne prednosti keramičkih loptica prije nego što se odvojite od novca…
Jacob Csizmadia, osnivač CeramicSpeeda, bio je prva osoba koja je uvela keramičke hibridne ležajeve u profesionalni biciklizam još 2000. CeramicSpeedovi testni podaci tvrde, pomalo hrabro, uštedu energije od šest do devet vata u odnosu na čelične ležajeve. Ako je istina, to je pristojan dio energije i potencijalno ušteđeno vrijeme jednostavnom zamjenom ležajeva, ali ne misle svi da su keramički ležaji pravo čudo u koje bi nas neki htjeli uvjeriti.
Weatherill objašnjava zašto je Hope osjetio potrebu ponuditi opciju keramičkih ležajeva za svoje glavčine i donje nosače: 'Učinili smo to jer je to od nas tražilo [tržište]. Nismo to učinili s inženjerske točke gledišta. Puno toga je hype. Keramički ležajevi koriste se u industrijskim strojevima jer se okreću brzinom od 25 000 okretaja u minuti i postoje značajne prednosti, ali kotač bicikla vrti se samo pri, recimo, 300 okretaja u minuti, tako da su razlike u usporedbi s vrlo kvalitetnim čeličnim kuglicama koje smo već koristili vrlo velike. lagano.'
Direktor CeramicSpeeda Martin Banke želi osporiti Weatherillovo stajalište i brani svoje testne podatke govoreći: 'Keramički ležajevi nisu marketinška reklama. Keramičke kuglice su superiornije od čeličnih kuglica pod bilo kojim opterećenjem na biciklu – pod pretpostavkom odgovarajuće vrhunske kvalitete keramike.’
Problem kvalitete, sugerira Banke, mogao bi biti razlog zašto neki ljudi još uvijek nisu uvjereni u keramičke ležajeve: 'Kvaliteta keramičkih ležajeva [drugih proizvođača'] varira. To znači da su na tržištu neki vrlo loši, obično jeftini ležajevi s većim trenjem, većom lomljivošću i kratkim vijekom trajanja i zato neki, s dobrim razlogom, još uvijek sumnjaju u keramičke ležajeve.’
Kad su ga upitali da komentira Weatherillovu izjavu o nužnosti keramičkih kuglica pri nižim brzinama rotacije bicikla, Banke je rekao: 'Ako pogledate prvu stranicu u velikoj knjizi o hibridnim ležajevima, rekli biste odgovor je ne [trebati ih na biciklu]. Zapravo ovo je daleko od istine. Točno je da su keramički ležajevi izvorno izumljeni za primjenu pri velikim brzinama gdje su manja težina i velika krutost kuglica te nisko trenje ležajeva omogućili da se strojevi brže vrte bez uništavanja ležaja. No, kao i s mnogim drugim tehnologijama, keramički ležajevi pokazali su se iznimno dobrim svojstvima i za bicikle. Materijal poput ugljičnih vlakana također nije izvorno izumljen za bicikle, ali sada ga koriste svi.’
Kao da podupremo Bankeovu tvrdnju, jedan nedavni ulazak na tržište keramike nakon početnog razdoblja neizvjesnosti je Chris King, američki brend s možda najprestižnijim imenom u ležajevima za bicikle. U ranim danima keramičkog 'booma', Chris King nije želio uskočiti, te se neko vrijeme nastavio boriti s uglom čelika. Ipak, i on sada nudi keramičke nadogradnje za sve svoje komponente, s izuzetkom slušalica.
'Postojala je velika količina pompe oko keramike od njezina predstavljanja, a brojni proizvodi uvedeni na tržište nisu imali cjelokupni dizajn koji bi ovom materijalu omogućio najbolju izvedbu, što u nekim slučajevima daje to je loš glas', kaže King, vlasnik istoimene tvrtke. 'Odluka da se ponudi keramička opcija bila je svjestan izbor, a ne marketinški vođen', naglašava on, i opravdava zakašnjeli ulazak tvrtke u keramičku borbu govoreći: 'Kvalitetne čelične kuglice i maziva imaju vrlo dobre rezultate i mi imamo godine iskustva koje to dokazuju. Kako bismo naučili o svojstvima keramičkih loptica podvrgli smo ih opsežnom testiranju. Odluka da ponudimo keramičku opciju došla je tek nakon što smo sami sebi dokazali da postoje stvarne prednosti.’
Jedna od tih prednosti, tvrdi King, je da 'keramičke lopte imaju iznimnu sposobnost da zadrže svoj 'pravi' sferni oblik pod opterećenjem. To stvara uvjete da naše komponente opremljene keramikom imaju iznimno dug i miran radni vijek.’
Ipak, King priznaje da prednosti performansi nisu velike: ‘Naše istraživanje je pokazalo da naši hibridni keramički ležajevi nude suptilne prednosti zahtjevnom potrošaču.’ Prednosti leže uglavnom u mogućnosti korištenja lakših maziva. King kaže: 'Kod hibridnog keramičkog ležaja King upotreba keramičke kuglice smanjuje potrebu za podmazivanjem pa se može koristiti lakša mast i manje nego na usporedivom čeličnom ležaju. Manje maziva znači manje otpora na ležajeve.’
Ovo se čini kao teritorij 'marginalne dobiti'. Možda bi se iz ležajeva moglo izvući više performansi kada bi svi dijelovi bili keramički umjesto samo kuglica? Chris King, Hope i CeramicSpeed nude 'hibridne' keramičke ležajeve (keramičke kuglice u čeličnim prstenovima), pa bi li keramika na keramici bila još bolja?
King kaže da 'još nije uspio dokazati da postoji potreba za potpuno keramičkim ležajevima' i također navodi cijenu kao najveći razlog zašto ne ide na potpunu keramiku. Banke sugerira da keramičke utrke mogu biti krhkije s većim potencijalom za neuspjeh, pa se i on drži hibrida.
Na pitanje što misle da budućnost nosi, i Banke i King slažu se da su keramički ležajevi tu da ostanu. Banke čak predviđa 'veliki porast broja naknadnih nadogradnji - mnogi ljudi koji kupe skupe kotače jedne godine vjerojatno će sljedeće godine kupiti komplet za nadogradnju ležaja'.
Kako ne uočiti dobar smjer
Ruke gore ako ste ovo učinili… stavite bicikl na radni stalak ili ga okrenite naopako, neka se kotači ili donji nosač okreću brzo i zatim pogledajte koliko se dugo okreću. Što se duže vrte, to su ležajevi bolji, zar ne?
To je trik koji koriste proizvođači u trgovinama bicikala i na sajmovima, gdje se igrači pozivaju da zavrte kotač ili BB i dive se kako se okreće bez napora čitavu godinu. Jednostavan način da to postignete je uklanjanje masti iz ležajeva i korištenje laganog ulja za smanjenje trenja i lakše okretanje. To je nešto što su cestovni trkači, posebno kronometristi, pokušavali steći prednost.
Naravno, ono što se ovdje ne uzima u obzir su znatne sile na ležaju koje izazivaju pedaliranje i težina vozača. Čim sjednete na motocikl, a kamoli sprintate ga cestom, kuglice će biti snažno gurnute u utrke, a osim ako se mazivo ne može nositi s tom silom, jednostavno će biti istisnuto iz kontaktne površine, što će rezultirati loptica koja trči ravno uz površinu trka nepodmazana.
Banke objašnjava: 'Čelični ležaj bez brtvi, potpuno čist i suh, mogao bi se vrlo dobro okretati u postolju. Ali čim dodate težinu, čelične kuglice dodiruju čelične prstenove i trenje se dramatično povećava." Isti se učinak također može postići "dodavanjem prevelikog zazora u ležaju". Na cesti ćete iskusiti zračnost i povećanu stopu trošenja, a ležaj će vjerojatno brzo otkazati.’
Pouka je: ne vjerujte spinu - doslovno. Jedini način da osigurate dugovječnost i stvarne, iako marginalne, poboljšanja performansi je da budete sigurni u kvalitetu svojih muda.
Važnost kablova i kako ih postaviti
