Servisní okénko

Kliky s osou 30 mm vs. střed BB86

Jistě se spousta z vás potýká s problémem kompatibility středového složení BB86 (například Shimano Ø díry v rámu 41 mm) a klik s osou o průměru 30 mm. Standartně je střed BB86 určený pro kliky s osou 24 mm, nicméně jednoduchou matematikou dojdeme k tomu, že i kliky s 30 mm osou se tam vlezou a ještě tam zbude prostor pro nějaká ložiska…

Jelikož tuto kombinaci řeším často a stejně často řeším i rychle opotřebená ložiska, tak jsem našel velmi pěkný a odborný blog, kde je vše vysvětleno. Jedná se o stránky www.hambini.com. Sachin Hambini je vesmírný inženýr a konstruktér, který se mimo jiné věnuje cyklistice a asistuje u ProTour týmů jako poradce pro vybavení a aerodynamiku.

Přeložený a doplněný článek od Hambiniho

Podíl korporace Shimano na trhu je takový, že si může diktovat standardy. Z pohledu externího inženýra se tato skutečnost zdá taková, že Shimano vytvořilo standart BB86 proto, aby znemožnilo, nebo velmi znesnadnilo použití klik s osou 30 mm ostatních výrobců. Shimano používá kliky s osou o průměru 24 mm v kombinaci s ložisky 6805N. Toto ložisko má vnitřní průměr 25 mm, který je následně o 1 mm redukován vložkou z nylonu.

Mnoho lidí má kliky s osou 30 mm a velké množství z nich má v klikách integrované měřiče výkonu. Z toho důvodu se nehrnou do koupě nových klik a raději hledají řešení, které by umožnilo montáž v kombinaci se sředem BB86. Výsledkem je, že řada společností jim toto “řešení” nabízí. V uvozovkách proto, že existuje řada výkonových omezení o kterých už se ovšem nikde nepíše.

Existují dva populární způsoby řešení kombinace středového složení BB86 s osou klik a průměru 30 mm. Oba ukážu a vysvětlím.

Zleva doprava. Ložisko 6805 (Shimano BB86/24mm), 6706 (BB86/30mm) a 6806 (BB30/30mm). Všimněte si, jak štíhlé je ložisko 6706 je ve srovnání s ostatními…

Metoda 1 – Upravení ložiska 6806

Originální specifikace středových složení BB30 a klik s osou 30 mm jako celku jsou navrženy tak, aby se pohybovaly uvnitř ložisek 6806. Bez ohledu na typy středů BB30, PF30, BBright nebo BB386EVO atd. – je ložisko 6806 vždy základem. Buď je lisované přímo do rámu, nebo je zalisováno v pouzdře a pouzdro následně v rámu. Toto ložisko je bohužel příliš velké, aby se vešlo do pouzdra pro BB86. Pouzdro BB86 má průměr 41 mm a ložisko 6806 má vnější průměr 42 mm. Proto je spíše okrajovým řešením úprava vnější klece ložiska osoustružením na průměr 41 mm.

Může to znít jako snadné a dokonalé řešení, ale má to určité důsledky pro výkon. Soustružení vnější klece ložiska 6806 o 1 mm snižuje její pevnost a je mnohem pravděpodobnější, že se zdeformuje. Každý jezdec, který posílá do klik velký aktuální výkon – obvykle při stoupání do kopce, bude výrazně deformovat vnější klec ložiska.

Při točivém momentu 50 Nm (~ 500 W při 100 ot / min) je deformace více než 9krát větší než u nemodifikovaného ložiska 6806. V důsledku toho se zkracuje také životnost ložiska.

Metoda 2 – Použití ložiska 6706 nebo dvouřadého ložiska BB86 30 mm

Ložiska 6706 mají vnější průměr 37 mm, takže se pohodlně vejdou do pouzdra typu BB86. Jejich dostupnost je však slabá a z výrobců 1. úrovně je mají k dispozici pouze SKF. Několik výrobců používá tato ložiska ve svých “řešeních” a mají je zalisované do pouzder BB86.

Tato ložiska mají extrémně nízkou zatížitelnost, je to asi 25% zátěže ložiska 6806, které je o jednu velikost větší (použité v BB30). Realisticky by jezdec měl očekávat, že dosáhne pouze 25% životnosti nebo by mohl vyvinout pouze 25% maximálního točivého momentu, než ložisko selže.

Menší úprava této metody je použití dvouřadého kuličkového ložiska. Tím se životnost nepatrně prodlužuje, ale stále se ani zdaleka neblíží výdrži ložisek 6805 / 6806. Typicky FSA BB86/30 nebo Enduro BB86/92 4130. Tady bych ještě upřesnil, že Enduro nabízí variantu jednořadého nebo dvouřadého ložiska. Když není zbytí a je potřeba sáhnout po tomto řešení, určitě je lepší si připlatit za dvouřadou vartiantu.

Výkon

V každém kritériu měření výkonu není kombinace kliky o průměru 30mm ve pouzdře BB86 úplně optimální. Tření, životnost ložiska, tuhost a zatížitelnost jsou výrazně horší než u 24 mm kliky nebo při použití 30 mm kliky, ale v rámu kola s větším průměrem středu (typicky 46 mm).

Následující graf ukazuje relativní tření vůči ujeté vzdálenosti pro každý typ ložiska. Po diskusi s technickou podporou SKF byl jejich závěr takový, že ložiska 6706 a 6806 s osoustruženou vnější klecí byly v přetíženém stavu kvůli sinusoidní zátěži. Jejich striktním doporučením bylo vyhnout se použití těchto ložisek v této kombinaci.

Tabulka životnosti mluví sama za sebe…

Zatížitelnost lze získat z tabulek s ložisky. Je zde i poměrně přesná metoda způsobu výpočtu a předvídání životnosti ložiska pomocí výpočtu s parametrem L10* ( základní trvanlivost (při spolehlivosti 90 %) [miliony otáček]). Štíhlá ložiska 6706 a osoustružená ložiska 6806 mají podstatně sníženou nosnost ve srovnání s ložisky 6805 a 6806.

*Kdyby někoho zajímal výpočet trvanlivosti, tak jsem našel informace včetně vzorce a také aplikaci na stránkách SKF.

Často přehlíženým parametrem je tuhost ložiska. Při použití ložisek 6806 a 6805 to obvykle není problém, protože ložiska jsou robustní a tuhost lze ignorovat, dokud nenastane velmi velký točivý moment, při kterém se ložiska ohýbají a deformují. Při aplikaci 30 mm osy a BB86 se tento deformační limit vyskytuje mnohem dříve a dokonce i slabší jezdec bude moci cítit menší tuhost a houbovitost už při výkonech kolem 250 W.

Závěr

Používání klik s osou 30 mm v kombinaci se středovým složením BB86 se nedá doporučit. Pravděpodobnost selhání je velmi vysoká. Každý týden dostávám nespočet e-mailů od lidí, kteří mají problémy s jejich 30mm klikami v rámech kol se středem BB86. Mým obvyklým doporučením je vyzkoušet jiné kliky, typicky s menším průměrem osy.

Při jakékoli analýze dat budou nevyhnutelně existovat anomálie a spousta lidí bude schopna používat kliky o průměru 30 mm se středem BB86, aniž by viděla nějaké problémy. Nicméně inženýrská analýza jasně ukazuje, že by se v praxi této kombinaci mělo vyhýbat.

Originální článek najdete na stránce hambini.com/bb86. Přeložení a publikování tohoto článku proběhlo se souhlasem autora!

Share :
Křupání, cvakání, lupání a praskání v kole…
29. 6. 2000
Ložiska… materiály, rozměry, montáž, údržba…
13. 12. 2000