Zapraszam na wyprawę podczas której dokonam konserwacji starej piasty przedniego koła. Powodem, dla którego rozebrałem piastę, była konieczność konserwacji. Całe koło od dłuższego czasu leżało nieużywane w piwnicy. Podczas obracania ośką wykryłem spory opór, co nie powinno mieć miejsca – ośka powinna dać się swobodnie obrócić.
Jest to jeden z najprostszych modeli piasty, w której kulki nie są trzymane koszykami, lecz swobodnie spoczywają między konusem a bieżnią piasty.
W artykule podaję masy wszystkich wewnętrznych elementów piasty.
|
Zaczynamy! Na fot. 1 widać w całej okazałości obiekt naszych dociekań, czyli piastę przedniego koła wraz z zestawem nakrętki i podkładek. Zestaw tworzą: nakrętka kołpakowa, płaska podkładka z „zębem” zakrzywionym pod kątem 90o (por. fot. 1) oraz zwykła podkładka. Waga pojedynczego zespołu: 19 g, z czego 13 g przypada na samą nakrętkę kołpakową.
Nakrętka kołpakowa (13 g) zabezpiecza koniec gwintu ośki piasty przed zanieczyszczeniami oraz wilgocią. |
 Fot. 01. |
Niektóre widełki kierownicy posiadają dodatkowe otwory tuż nad wgłębieniami, do których pasuje oś piasty. Do tych otworów pasuje „ząb” płaskiej podkładki. Dzięki niemu nawet po poluzowaniu nakrętek kołpakowych koło nie wypada z widełek. Trzyma się na wspomnianym „zębie”.
Kolejna płaska podkładka po prostu oddziela od siebie kolejne metalowe elementy przed bezpośrednim kontaktem oraz dopasowuje obszary styku o różnych średnicach.
| Po odkręceniu zespołu nakrętki kołpakowej należy rozkręcić zespół nakrętki sześciokątnej ciasno skręconej z kolejną nakrętką, nazywaną konusem (lub stożkiem). Wzajemne ciasne skręcenie dwóch nakrętek to tzw. skontrowanie. Przed rozkręceniem zespołu nakrętek warto sprawdzić ich średnice np. za pomocą suwmiarki. W przypadku omawianej piasty zewnętrzna, sześciokątna nakrętka ma rozmiar 15 mm. |
 Fot. 02. |
| Średnica konusa to 13 mm. Typowy konus to okrągła nakrętka (z gwintowanym wewnętrznym otworem) z tylko dwoma spłaszczonymi równoległymi ściankami. Przy odkręcaniu konusa musimy posłużyć się kluczem płaskim. Dla porównania nakrętka sześcioboczna posiada sześć spłaszczonych ścianek, na które można nałożyć zarówno klucz płaski, jak i nasadowy. W przypadku omawianej piasty konus nietypowo ma sześć ścianek, podobnie jak typowa nakrętka. |
 Fot. 03. |
| Ponieważ wspomniany zespół nakrętek powinien zajmować jak najmniej miejsca, wysokość płaskich ścianek obu nakrętek jest znacznie mniejsza od typowej nakrętki o takim samym rozmiarze (13, 15 mm). Z tego względu w zasadzie odpada zastosowanie zwykłych płaskich kluczy. Należy zastosować klucze rowerowe, np. takie jak na fot. 4. Kiedyś tego typu klucze dostawało się w komplecie wraz z rowerem. Bywało, że dołączona do nich była mała torebka lub pudełko montowane bezpośrednio pod siodełkiem. Dzisiaj niestety coraz trudniej kupić tego typu klucze w sklepach rowerowych. Łatwiej je dostać na pchlich targach... |
 Fot. 04. |
Po wybraniu kluczy o odpowiednich średnicach zakładamy je na zespół nakrętek w taki sposób, by dało się je wygodnie ścisnąć „do siebie” za pomocą jednej dłoni. Oś, a więc i wszystkie nakrętki, mają prawy gwint. Jeżeli spodziewamy się jakiś problemów z odkręceniem nakrętek warto chwilę przed podjęciem próby rozkręcenia spryskać je jakimś odrdzewiaczem.
| Po odkręceniu zewnętrznej nakrętki sześciobocznej oraz poluzowaniu konusa zobaczyłem kulki łożyska. Typowo kulki są przytrzymywane w miejscu przez tzw. koszyczek. Jego brak wymusił na mnie zachowanie dodatkowej ostrożności. Jeden zły ruch i kulki rozbiegłyby się po okolicy. |
 Fot. 05. |
| Fot. 6 przedstawia wnętrze piasty po całkowitym odkręceniu konusa oraz wyjęciu części kulek. Z każdej strony jest po 10 kulek. Łączna masa wszystkich kulek (20) to około 2 g. |
 Fot. 06. |
| Fot 07. przedstawia wszystkie elementy, które wyjąłem z wnętrza piasty. Są to: a. zespół nakrętki kontrującej oraz konusa, b. 20 małych metalowych kulek (po 10 kulek z każdej strony piasty), c. oś wraz z jeszcze zakręconym drugim zespołem nakrętki kontrującej oraz konusem. |
 Fot. 07. |
| Fot. 7 przedstawia zespół nakrętki kontrującej oraz konusa. Łącznie ważą 17 g. Konus jest tak ułożony, że widać jego wewnętrzną (patrząc od strony środka piasty) część, która stanowi bieżnię dla kulek łożyska. Innymi słowy wewnętrzna część konusa stanowi część łożyska. Stąd wniosek, że zbyt ciasno dokręcony konus może powodować nadmierny nacisk na kulki i tym samym powodować ich zbyt szybkie zużycie czy wręcz uszkodzenie. Podobnie zbyt luźne skręcenie łożyska spowoduje powstanie luzów na kulkach i niebezpieczeństwo zbyt szybkiego uszkodzenia i zużycia łożyska. |
 Fot. 08. |
|
Fot. 09 przedstawia oś oraz jeszcze nie odkręconą parę nakrętek: nakrętki sześciobocznej oraz konusa. Ten konkretny konus widziany „z boku” składa się z trzech obszarów: nakrętki, duża podkładka oraz bieżnia dla kulek. Środkowa część konusa (duża podkładka) stanowi barierę pomiędzy światem zewnętrznym (zabrudzeniami, wilgocią) a wnętrzem piasty. Musi bardzo precyzyjnie pasować do kołnierza (zewnętrznej części) piasty.
Widać, że elementy są mocno zabrudzone. Przed próbą rozkręcenia warto przynajmniej wstępnie oczyścić gwint oraz nakrętki odrdzewiaczem. Zdecydowałem się rozkręcić wszystkie trzy elementy. Oś w środkowej części jest pozbawiona gwintu. Ścisnąłem oś na tym odcinku łapami imadła, na nakrętki założyłem klucze i ściskając klucze „do siebie” (por. fot. 4) rozkręciłem nakrętki. |
 Fot. 09 |
| Ze względu na liczne zabrudzenia przygotowałem dla wszystkich metalowych elementów odświeżającą kąpiel w rozpuszczalniku. Jako rozpuszczalnika użyłem taniej i niezawodnej nafty. |
 Fot. 10. |
| Metalowe części wrzuciłem do dużego opakowania na kanapki i zalałem niewielką ilością nafty. Do oczyszczenia z opornych zabrudzeń posłużyła mi szczoteczka z metalowym włosiem. Komplet tego typu szczoteczek można kupić za dosłownie parę złotych (5-7 pln, wiosna 2009) w dużych sklepach budowlanych. Po oczyszczeniu każdy z elementów starannie suszymy czystą szmatką. Ze szczególną dbałością podchodzimy do wszystkich gwintów. Gwint osi daje się znakomicie oczyścić za pomocą mini szlifierki szybkoobrotowej. Do wrzeciona wkładamy szczotkę do oczyszczania powierzchni metalowych z rdzy i przejeżdżamy po gwincie. W ten sposób usuniemy resztki zanieczyszczeń. Łącznie wszystkie metalowe elementy zdjęte z osi oraz wyjęte z wnętrza piasty ważą 109 g. |
 Fot. 11. |
| Do oczyszczenia pozostaje druga bieżnia dla kulek, czyli wewnętrzna część piasty. |
 Fot. 12. |
| Przy okazji czyszczenia sprawdzamy stan bieżni, czy nie ma pęknięć, wżerów, wklęśnięć itp. Powierzchnia bieżni powinna być idealnie gładka. Czyścimy również środek piasty, czyli tę część, przez którą przechodzi oś. Na ostrze śrubokrętu zakładamy koniec szmatki. Wkręcamy śrubokręt wraz ze szmatką do wnętrza piasty. Po przepchnięciu szmatki na drugą stronę przeciągamy ją, jednocześnie obracając. |
 Fot. 13. |
| Po oczyszczeniu bieżnię piasty smarujemy niewielką ilością smaru do łożysk, np. znakomitym krajowym ŁT-4S3. Tubka takiego smaru to koszt bodajże 3 pln. |
 Fot. 14. |
| Cienka warstwa smaru zadziała jak klej, do którego przykleimy kolejno wszystkie 10 kulek. |
 Fot. 15. |
| Na jednym z końców osi wstępnie skręcamy konus i nakrętkę. Smarujemy kulki kolejną warstwą smaru. Nie przesadzajmy z jego ilością! Smaru powinno być akurat tyle, by pokrywał kulki. Zespół osi i nakrętek wkładamy w piastę. Teraz delikatnie obracamy całe koło tak, żeby uniemożliwić kulkom swobodne opuszczenie piasty. Powtarzamy operację z drugiej strony osi, czyli smarujemy wnętrze piasty, przyklejamy kulki, nakręcamy konus, nakręcamy nakrętkę sześcioboczną. |
 Fot. 16. |
Czas skręcić ze sobą nakrętki, czyli skontrować. Na początek sprawdzamy, czy oba końce osi wystają na mniej więcej jednakową długość. W razie rozbieżności korygujemy długości gwintu delikatnie rozkręcając nakrętki z jednej strony i dokręcając z drugiej. Gdy już ustalimy, że jest dobrze, skręcamy ze sobą (kontrujemy) nakrętki z jednej strony piasty. Obracamy koło. Pozostaje teraz skręcić pozostałe dwie nakrętki. Jest to czynność, która wymaga sporo wyczucia i nie koniecznie powiedzie się za pierwszym, a nawet za piątym razem ;-)
Niektórzy mają większy talent i wyczucie, jak na przykład „rowerowy Mariusz”, który wykonuje tego typu czynności z zamkniętymi oczami, a niektórzy mniejsze. Kwestia wprawy i ćwiczenia.
Najpierw skręcamy obie nakrętki palcami. Sprawdzamy, czy kulki wewnątrz piasty mają wystarczająco dużo miejsca, by swobodnie się obracać: chwytamy za koniec ośki i delikatnie obracamy ją o jakieś pół obrotu w obu kierunkach. Ośka powinna dać się swobodnie obrócić, ale bez luzów. Możemy też chwycić ją za koniec i próbować delikatnie odchylać od osi. W zasadzie nie powinna dać odchylać, czyli nie powinno być luzu, ale jednocześnie oś powinna poruszać się swobodnie. Wiem, łatwo powiedzieć...
Gdy już uznamy, że osiągnęliśmy delikatny stan równowagi, na którym nam zależało, zakładamy klucze i skręcamy ze sobą nakrętki (prawe gwinty!). Teraz koniecznie należy sprawdzić, czy po skręceniu ze sobą nakrętek oś wciąż swobodnie się obraca, ale bez luzów. Jeżeli wszystko jest w porządku, skończyliśmy. Jeżeli nie, ponownie luzujemy kontrę i ponownie rozpoczynamy poszukiwanie punktu, na którym nam zależy.
| Po skontrowaniu piasta jest gotowa do dalszej szczęśliwej eksploatacji :-) Na fot. 17 dobrze widać, że środkowa część konusa prawie styka się z kołnierzem (zewnętrzną częścią) piasty. Pozostała niewielka szczelina nie stanowi niestety bariery dla wilgoci, może też powodować wysychanie smaru. |
 Fot. 17. |
Podsumowując, na podkreślenie zasługuje niezwykle prosta budowa układu łożyskowania piasty. Nie wliczając zewnętrznych nakrętek blokujących oś w widełkach kierownicy, są to: ośka, 2x konus, 2x nakrętka kontrująca, 2x 10 kulek oraz piasta. Prościej już się chyba nie da. Masa takiego układu to zaledwie 72 g. Masa łącznie z nakrętkami blokującymi koło w widełkach to około 109 g.
Próbowałem też zważyć koło bez opony, dętki oraz opaski. Obręcz stalowa, pojedyncza, szprychy stalowe, nyple stalowe. Wynik pomiaru należy potraktować jako pewne przybliżenie wagi rzeczywistej, ponieważ ze względu na rozmiar koła w stosunku do wielkości nośni wagi, nie cała objętość koła znalazła się na nośni. Zgrubna masa koła to 1138 g. Układ wewnętrznych elementów piasty stanowi więc zaledwie nieco ponad 6% masy całego koła.
Pomiary masy wykonałem za pomocą elektronicznej (tensometrycznej) wagi kuchennej o nieznanej dokładności i rozdzielczości pomiaru 1 g.