Керамические подшипники для велосипедов: прорыв или только маркетинг?

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

Современная индустрия спортивных велосипедов быстро перенимает все технологические новинки от передовых отраслей. Карбон, например, пришел в виде конструкционного материала для велосипедов из космической промышленности. Так же стало с подшипниками качения из керамики. Появились они в профессиональном соревновательном спорте, а позже вызвали много противоречивых мнений у любителей. Какие плюсы и минусы применения керамики, как материала подшипников для велосипедов? И стоит ли их ставить себе? — Давайте разбираться.


Задний переключатель от CeramicSpeed
Источник: bikerumor.com

В промышленности керамические подшипники по историческим меркам появились не так давно (лет 30 назад), для некоторых сфер применения они оказались лучшей альтернативой стальным изделиям. Изготавливают их из нитрида и оксида кремния, оксида циркония, и различных композитных материалов.

В чем же преимущество керамики по сравнению с традиционными металлическими решениями?

  • Коэффициент линейного теплового расширения сильно меньше (до 5 раз), чем у стали. Поэтому такие подшипники сохраняют геометрию и зазоры при резкой смене температур. Плюс высокая термостойкость.
  • Они немагнитные и не электропроводны. Это может быть решающим фактором для различного оборудования, например, медицинского.
  • Более высокая твердость и износостойкость, чем у стали, а значит больший назначенный срок службы.
  • Стойкость к воде, коррозии и воздействию агрессивных сред.
  • Меньшая плотность, а значит меньшая масса, чем у легированной шарикоподшипниковой стали.
  • Коэффициент трения в большинстве случаев ниже, чем для аналогичных стальных решений.
Керамические подшипники в ассортименте
Источник: www.alibaba.com

Керамические подшипники, как впрочем и большинство технических решений, это компромисс, есть у них и свои недостатки.

  • Главным недостатком являет повышенная хрупкость керамики, да и меньшая прочность.
  • Особенность в применении смазочных материалов. Часто невозможность работать без смазки.
  • И конечно кратно большая стоимость (из-за сложности производства) и меньшая номенклатура таких подшипников, по сравнению с традиционными стальными.
Источник: ceramicspeed.com

Для применения в велосипедной отрасли у керамических подшипников есть своя специфика.

Для динамических нагрузок (MTB, даунхилл) керамические подшипники не очень подходят из-за склонности к хрупкости. А вот для дисциплин, где велосипед едет по качественному покрытию (шоссе, трек) их применение более оправдано. Для профессиональных гонок используются бескомпромиссные велосипеды, где выигрыш в компонентах даже в несколько процентов может оказаться решающим. Там керамические подшипники более легкие и с меньшим трением и более долговечные успешно применяются.

В целом, для любого подшипника качения качественный критерий - это максимальная близость формы тел качения к идеальной и похожесть их в наборе. Этим обеспечивается меньшее трение, больший ресурс и высокая плавность движения. И тут мы подходим к тому, что для любителей в велосипеде качественные обычные подшипники (выше число ABEC для зарубежных изделий и специальные точные серии по ГОСТ 3189-89 для отечественных подшипников) будут не хуже и прослужат при должном уходе почти столько же. А незначительную разницу в коэффициенте трения между керамикой и сталью все равно нивелирует смазочный материал.

Источник: ceramicspeed.com

Керамические подшипники остаются специализированным и дорогим техническим решением для узких областей техники (вакуумные насосы, двигатели дронов, томографы и пр.). Применение их велосипедной технике оправдано только в профессиональном спорте, где порой все решают доли секунды на финише.


Спасибо за внимание.