Опубликовано Оставить комментарий

Полезная статья о подшипниках

Статья не новая, но будет полезная тем, кто её не читал. после её прочтения все вопросы о подшипниках отпадут сразу.

Подшипники для йо-йо. Начальное образование.

Глава 1. Геометрические размеры подшипников
Глава 2. Форма: с конкейвом или без него
Глава 3. Открытость боковин подшипника
Глава 4. Количество шариков в подшипнике
Глава 5. Точность исполнения. Мировые системы стандартов.
Глава 6. Керамический подшипник
Глава 7. Признанные производители качественных подшипников
Глава 8. Выводы

Глава 1. Геометрические размеры подшипников

Рисунок 1. Геометрические размеры подшипника.

Прежде всего, необходимо отметить, что специальных подшипников для йо-йо не бывает. Идеальным подшипником для йо-йо должен быть подшипник, имеющий исчезающе маленький внешний диаметр D (по законам физики) и ширину B, соответствующую широкому гэпу (для удобства игры). В однорядных шариковых подшипниках при уменьшении внешнего диаметра D уменьшается и ширина самого подшипника B. Делать подшипник с требуемыми характеристиками очень дорого. Производители берут за основу либо широкий гэп и ставят на йо-йо так называемый «большой» подшипник (он же подшипник «C»), либо маленький внешний диаметр D и тогда используют «маленький» подшипник «А».

И тот, и другой относятся к категории миниатюрных шариковых подшипников стандартных серий (Miniature, Extra-Small Ball Bearings).

«Большой» подшипник или подшипник «C» используется в подавляющем большинстве моделей йо-йо как начального, так и профессионального уровней.

  • Внешний диаметр подшипника D=1/2 inch => 12,70 мм.
  • Внутренний диаметр d=1/4 inch => 6,35 мм.
  • Ширина (она же толщина) B=3/16 inch => 4,762 мм.

Подшипник меньшего диаметра – «маленький» – или подшипник «А». Его размеры:

  • Внешний диаметр подшипника D=8,00 мм.
  • Внутренний диаметр d=3,9 мм.
  • Ширина (она же толщина) B=3/16 inch => 3,05 мм.

Кроме двух указанных видов, в йо-йо используют совсем маленькие подшипники для хабстеков.

Здесь они не рассматриваются.

Глава 2. Форма: с конкейвом или без него

Рисунок 2. Подшипник с конкейвом

Промышленные подшипники делятся на стандартные, широкие, узкие, с металлическим фланцем, с резиновым фланцем, с U-конкейвом, с V-конкейвом, и т.д, и т.п.

В производстве йо-йо исторически используются два типа подшипников: с конкейвом и без него. Конкейв (GR на рисунке) – это просто симметричное углубление (форма углубления может быть разной) на боковой поверхности подшипника. В просторечии именуется «канавкой». Глубину «канавки» игроки обычно не измеряют и не сравнивают. Главное, чтобы была.

Первым, кто придумал использовать для йо-йо подшипник с углублением, был Mr. Frank Difeo, владелец компании Dif-e-Yo (www.dif-e-yo.com). Он его и запатентовал 13 февраля 2007. Патент № 7175500 действует до 2024 года. Естественно, в странах, где право на интеллектуальную собственность строго соблюдается, модели йо-йо с таким подшипником стали дороже и не получили широкого применения. Удобство от наличия углубления в подшипнике не было столь очевидным, чтобы платить за него дополнительные деньги.

В странах же, где законы сохранности интеллектуальной собственности не действуют или действуют выборочно, подшипники с конкейвом получили очень широкое распространение.

Игроки утверждают, что веревка на йо-йо с таким подшипником лучше центрируется.

Глава 3. Открытость боковин подшипника

Рисунок 3. Закрытые и открытые подшипники

В промышленности используются подшипники открытые, закрытые с одной стороны, закрытые с двух сторон. Обзор способов закрытия подшипника это тема для отдельной статьи.

Для йо-йо годятся как закрытые, так и открытые подшипники.

Преимущества открытого подшипника:

  • он немного легче по весу,
  • всегда можно посчитать количество шариков в нем,
  • легко контролировать его загрязнение,
  • легко промыть при необходимости.

Недостаток у открытого подшипника только один – он быстрее загрязняется.

Преимущества закрытого подшипника

  • дольше остается чистым и, соответственно, реже надо чистить.

Недостатки:

  • чуть больше весит,
  • нечистоплотные на руку продавцы могут вам сказать, что там больше шариков, чем на самом деле,
  • более сложный и длительный процесс промывки.

Как открывать и промывать закрытые подшипники можно посмотреть, пройдя по этой ссылке: roller-nsk.ru/content/cleaning_bearings_ilq.htm
На скорость и длительность вращения открытость или закрытость подшипника не влияет.

Глава 4. Количество шариков в подшипнике.

В шариковых подшипниках для йо-йо бывает разное количество шариков. Чем больше шариков, тем равномернее распределяется нагрузка и, следовательно, возникает меньшее сопротивление вращения. Подшипник (а с ним и йо-йо) крутится дольше.

Для ориентира:
6-8 шариков – нормально,
11 шариков – очень хорошо,
14 шариков – гораздо лучше J

Единственное «но»: стоимость подшипника растет пропорционально количеству шариков. Чем больше шариков, тем дороже, и цена подшипника может возрастать в разы!

Есть еще одно важное замечание, большинство йо-йо игроков не заметит разницу во вращении йо-йо при увеличении количества шариков в подшипнике выше 11 штук. (при всех остальных равных условиях).

Глава 5. Сопротивление вращения. Точность исполнения. Мировые системы стандартов.

С точки зрения производителей йо-йо сопротивление вращения – это одна из самых важных характеристик подшипника (после геометрических размеров).

В соответствии с возможным применением в промышленности миниатюрные подшипники с разным сопротивлением делятся на классы (JIS – Japanese Industrial Standards -система классификации подшипников):

  • Классы 0 и 6 – подшипники для принтеров, бытовых электромоторов, моторов машин.
  • Классы 5 и 4 – подшипники для миниатюрных моторов, сервомоторов, зубоврачебных инструментов.
  • Классы 4 и 2 – подшипники для сверхточных моторов.

Для йо-йо обычно используются подшипники всех классов, кроме 2. Не надо забывать, что чем меньше сопротивление вращения в подшипнике, тем выше его стоимость. Использовать в йо-йо подшипники класса 2 можно, но это будет неоправданно дорого.

Рисунок 4. Возможные отклонения в исполнении деталей подшипников

Точность исполнения подшипника – не менее важная характеристика. Надо понимать, что все детали подшипника: внешнее и внутреннее кольца, клетка и шарики могут быть сделаны с разной степенью точности. Производители подшипников для упрощения понимания свели сложные и запутанные характеристики точности изготовления подшипников к некоторым стандартам. Таких стандартов много.

Общепринятыми считаются следующие:

  • ABEC – Annular Bearing Engineers Committee
  • ANSI –American National Standards Institute
  • AFBMA – Anti-Friction Bearing Manufacturers Association
  • ISO – International Organization for Standardization
  • JIS – Japanese Industrial Standards
  • DIN – Deutsch Industrial Norm

Описания всех этих стандартов можно без труда найти в интернете.

Не вдаваясь в детали истории, можно сказать, что в нашей стране наиболее узнаваемым является ABEC стандарт. Он предполагает 5 категорий точности: ABEC – 1, 3, 5, 7, 9. Чем выше число, тем выше качество изготовления, и соответственно, длительность вращения подшипника. Подшипник ABEC-9 по качеству соответствует примерно подшипнику класса 2 по стандартам JIS. В производстве йо-йо обычно используют все категории, кроме ABEC9.

Вы всегда можете купить и поставить подшипник ABEC-9 на свое йо-йо – ( www.podshipnik.ru, www.minibearings.com.au ). Наверное, будет «круто».

В заключение хочется заметить, что, если вы решите самостоятельно измерить или проверить точность изготовления подшипников с ваших йо-йо, то вам необходимо будет найти (купить, одолжить) микрометр – прибор для измерения длин с точностью до долей микрона и научиться разбирать подшипник не ломая его. Один микрон равен одной тысячной миллиметра.
ABEC 1 – погрешность – 7,5 микрон.
ABEC 3 – погрешность – 5,0 микрон.
ABEC 5 – погрешность – 3,5 микрон.
ABEC 7 – погрешность – 2,5 микрон.
ABEC 9 – погрешность – 1,2 микрон.

Глава 6. Керамический подшипник

Столько разговоров о керамическом подшипнике, что невозможно обойти эту тему.

Обычно для йо-йо используют подшипники из нержавеющей стали. Но на особо выдающиеся модели производители ставят «керамические» подшипники. В международной классификации эти подшипники называются гибридными керамическими подшипниками. В отличие от полностью керамических подшипников, в них действительно керамическими – Si3N4 (Silicon Nitride) – являются только шарики, а все остальное, либо хромированная сталь (SAE52100 Chrome Steel), либо нержавейка (AISI440C Stainless Steel). Керамические шарики легче и прочнее стальных, поэтому гибридные керамические подшипники обладают более высокими качественными характеристиками, такими как плавность хода, срок службы, длительность вращения. Однако, все эти удовольствия – не бесплатны!

Полностью керамические подшипники в йо-йо использовать бессмысленно. Их основной сферой применения являются узлы, для которых важно отсутствие электромагнетизма, высокотемпературные режимы, химически активные среды и другие узкоспециальные области применения.

Несомненно, при желании вы сможете купить и поставить на йо-йо полностью керамический подшипник. Будет ли это оправданно?

Глава 7. Признанные производители подшипников

Производители йо-йо долго и внимательно подбирают подшипники для своих моделей. Обычно они делают выбор исходя из оптимального сочетания скорости вращения, срока службы, легкости обслуживания, удобства игры и, наконец, стоимости. Чаще всего они скрывают реального производителя подшипников как коммерческую тайну и/или ставят на подшипники свое собственное клеймо. Эта операция увеличивает стоимость йо-йо, но повышает имидж компании.

Следующие бренды специализируются на производстве подшипников и гарантируют соответствие своих подшипников международным стандартам качества:

  • KOYO – Japanese Head Office, www.koyo.co.uk-UK Office, www.koyousa.com – USA office
  • Timken – www.timken.com
  • FAG – www.FAG-GenerationC.com
  • NTNSNR – www.ntn-snr.com
  • NSK – www.nsk.com
  • KAYDON – www.kaydonbearings.com

Эти производители имеют десятки заводов и представительств по всему миру.

Производители йо-йо “9,8” используют фирменные подшипники Timken. Зайдите на их страницы и скачайте каталоги. В них подробно описана классификация и сферы применения подшипников. Возможно, вы подберете для своих йо-йо фирменный подшипник, который будет лучше, чем тот, что предлагают производители йо-йо. Не храните секрета! Давайте улучшать йо-йо вместе!

Глава 8. Заключение

В качестве итога: выбирая подшипник для йо-йо, обращайте внимание на:

  • его качество по международной классификации
  • количество шариков в кассете
  • длительность вращения подшипника

Однако, не надо гнаться за недостижимым совершенством. В конце концов, каким бы ни был подшипник, крутить йо-йо и выполнять с ним трюки (попадая в так музыки), вам придется самим! Удачи и побед на соревнованиях!

P.S. Все выше написанное ни в коем случае не претендует на полный обзор всех возможных подшипников, их свойств, особенностей и сфер применения. Если вы заинтересовались данной темой, то зайдите на сайты ведущих производителей подшипников и покопайтесь в их каталогах.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *