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纯干货:拆卸自行车零件轴承的艺术
我的工具柜中甚至有一个专门的抽屉,里面摆满了用于拆卸轴承的精密工具。我之所以如此痴迷于这个话题,是因为我发现许多行业内的主导品牌在轴承的安装设计上通常考虑得非常周全,使得安装过程相对简单。然而,当轴承磨损需要更换时,这些品牌却往往没有提供同样周到的拆卸方案。这就造成了一个昂贵的市场空白,催生了一系列专业的拆卸工具。通常情况下,最实用的解决方案往往就是最好的答案。也正因为这种普遍的困惑,关于轴承拆卸工具的话题总是被我频繁地提及。
在这篇文章中,我将带您深入了解我的滚珠轴承拆卸思路。我会分享一些常见问题、解释我为何尽量避免使用简单的滑锤,并介绍一些我所钟爱的轴承拆卸工具。必须承认的是,这些工具确实需要相当大的投资(即使对于能享受优惠价格的专业人士来说也不例外)。因此,请把这篇文章看作是一个融合了个人兴趣与专业见解的分享,而不是一份详尽的DIY操作手册。
在探讨轴承拆卸的过程中,我会尽量为您分享各种情况下的最佳解决方案。但请注意,每辆自行车及其装配的轴承部件都有其独特性,因此在实际操作中可能会遇到各种不同的情况、建议、技巧和所需工具。如果您对自己的操作能力不够自信,我强烈建议您寻求制造商或专业人士的帮助。在很多情况下,将这类维修工作交给专业人员可能是最明智的选择。
在现代自行车中,滚珠轴承的应用已无处不在。这些轴承被精心设计为独立且易于更换的单元,通常由内圈、外圈、滚珠以及滚珠保持器和密封件等组件构成。尽管一些部件和车架设计为轴承提供了良好的保护,有效隔离了外部元素和不必要的负载,但仍有一些设计可能会导致轴承过早损坏,进而需要更换新的轴承。
▲尽管我不擅长绘图,但幸运的是,Alt-Alt Bike为我们分享了他们的作品,这对我来说真是帮了大忙
现代自行车上使用的轴承尺寸种类繁多,且包含大量非标准规格,这使得情况变得异常复杂。单个后花鼓内往往装有两个甚至三个不同尺寸的轴承,同时后避震枢轴的每个枢轴位置也可能采用不同尺寸的轴承。此外,五通和车头碗组的规格也各不相同。更加复杂的是,轴承的使用方式多种多样,加上一些未充分考虑更换便利性的安装方式,这些因素都进一步加剧了问题的复杂性。
在大多数自行车应用中,轴承的外圈采用过盈配合的方式安装,以确保滚珠能够稳定地保持在适当的位置。在安装过程中,轴承会被压入与其配合的部分中。然而,这种安装方式也意味着在拆卸轴承时无法采用同样的方法。相反,拆卸时通常需要通过推或拉轴承的内圈来将其取出。
拆卸轴承时,一种常见且成本效益较高的方法是使用锤子和长的平行滑锤。操作时,对着轴承的内圈轻轻敲击,然后小心地将滑锤移动到大约90°的另一个区域再次敲击,并重复此过程。这样做的目的是使轴承尽可能平稳且垂直地从其固定的表面上移出。这个过程需要耐心和精确的操作,以确保轴承能够安全有效地被拆卸下来。
▲滑锤是拆卸轴承的常用工具。
然而,这种方法存在两个显著的问题。首先,由于滑锤的敲击通常只能使轴承的一小部分发生移动,这种不均匀的移出方式极有可能会损坏那些精确制造且材质较软的铝制轴承座。其次,如果仅对轴承内圈的某一部分进行敲击,可能会导致内圈从轴承组件中被撬出,进而引发更大的问题。具体来说,有时可能只成功拆下了外圈,而这个外圈又常常会被其紧密压合的物体所遮蔽,从而使得后续的取出工作变得异常棘手。此外,轴承的磨损和/或腐蚀程度越严重,出现这类问题的可能性也就越大。
尽管使用滑锤需要一定的技巧,但它们在某些情况下确实是必不可少的工具,而且它们的多功能性也使其在其他各种任务中都能发挥作用。在选购滑锤时,你应该寻找那些具有不同直径选择、长度足够以伸入后花鼓内部,并且锤面边缘没有倒角的滑锤,以确保使用的安全性和有效性。
尽管如此,我更倾向于使用专业工具来推、敲或拉轴承,以确保其能够平稳且垂直地移出。保持轴承的平稳移动对轴承座最为有利,能够大大降低轴承损坏的风险,而且操作过程中所需的力气也更小。理想情况下,我们总是希望滚珠轴承能够保持平稳。如果以一定的角度将其移除,很可能会损坏轴承本身,但更为严重的是,这也可能破坏无法修复的轴承座,从而导致更大的损失。
理想情况下,我们总是希望滚珠轴承能够保持平稳且垂直地移出。如果以一定角度移除轴承,不仅可能会损坏轴承本身,更糟糕的是,还可能破坏那些无法修复的轴承座,从而引发一系列的问题。
拉拔器与锤子就在几年前,使用锤子拆除自行车轴承还是一种普遍的做法。尽管对许多人来说这种方法仍然可行,但现在市面上已经出现了许多专业工具,它们旨在以更安全、更精确的方式完成轴承拆卸工作,避免了使用锤子可能带来的误击风险。我今天仍然会使用锤子,但如果我无法正确且安全地支撑住相应的部件,我更愿意选择使用那些更专业的轴承拆卸工具。这些工具通常需要配合轴承静压设备或类似的螺纹杆来使用,从而确保拆卸过程既安全又有效。
▲我拥有许多基于拉拔器的轴承拆卸工具,但相比之下,需要挥动锤子的工具在我的工具库中占据了更大的比例
无论是家用的胶锤、木槌还是其他类似物品,都需要我们用力挥动才能发挥其功效(关于如何使用锤子,这甚至是一个值得深入探讨的主题)。尽管锤子在很多场合下都是得力助手,但在拆卸轴承时,我们却常常面临一个难题:如何稳固地支撑住轴承周围的部件,以确保敲击力不会误传至其他不应移动的部位。此外,市面上还有一种被称为滑动锤子的工具,它们可以通过旋入特制的夹头,并利用锤击动作来实现拉拔的效果。然而,我个人的使用体验是,这类工具在产生足够拉拔力方面表现并不理想,而且操作起来也可能感觉相对笨拙。
不使用锤子的轴承工具通常采用一种独特的设计思路,即配备一个尺寸大于待拆卸轴承的承托杯,该承托杯在拆卸过程中充当杠杆的角色。使用时,操作人员会将一个板、扩展夹头或类似部件附着在轴承的内圈上。接着,通过旋转带螺纹的工具,使夹头/板与承托杯紧密地拉合在一起。在这一拉合过程中,位于两者之间的封闭式滚珠轴承会被顺利地移除。尽管这种工具设计在使用上可能非常便捷,但操作人员仍需注意一些关键的操作要点,以确保拆卸过程既安全又顺利。
▲基于拉拔器的轴承工具在使用上可能非常便捷,但它们的使用方法和兼容性却存在许多细微的差别。以BBB品牌的中轴轴承拉拔器为例,它在设计和使用上就有着独特的特点和注意事项
首先,这些轴承拉拔器需要一个平面作为支撑点,以便在轴承外部施加杠杆力。然而,有时轴承周围的材料厚度可能不足,或者表面不平整,这会导致工具与轴承之间发生错位(这在一些后避震转点轴承中尤为常见)。在这些情况下,基于锤子的拆卸工具往往成为唯一可行的选择。
这些拉拔式工具还需要一种方式来附着在轴承上,但有时候,内部预紧的垫圈或过小的间隙可能会阻碍这一点。值得一提的是,尽管市面上有许多种类的轴承拆卸工具,但并不存在一种适用于所有拆卸场景的万能工具。
以下是五种常见的滚珠轴承拆卸情况:
里面夹了根轴心的轴承
内置轴心的轴承在后花鼓中尤为常见(例如DT Swiss品牌),这种特殊设计使得带肩的轴被紧密地夹在一对滚珠轴承之间。在拆卸这种配置时,需要掌握一定的技巧:首先,使用不会留下痕迹的锤子,轻轻地敲击轴的一侧,这样可以使另一端的轴承逐渐漂移出来。然后,将轴重新放回原位,再对第二个轴承进行相同的操作,以使其顺利推移出位。当然,这一切都需要在没有卡环、锁环或传动环等阻挡物的前提下进行。
▲这是一根来自DT Swiss Star Ratchet桶轴后花鼓的轴心。请注意,轴的肩部巧妙地定位并夹紧在两个轴承之间。这就是前文所提到的内置轴心设计。
这种设计的轴承相对来说最容易拆卸,但在操作过程中必须格外小心,以免损坏通常较薄且较软的铝制轴端。为了安全有效地进行拆卸,我推荐使用一些专门设计的小工具来保护轴端,例如DT Swiss花鼓服务套件中附带的工具,或者由英国BSC Tools提供的售后版本工具。
在进行花鼓或车轮的维修工作时,我习惯将其垫高并稳固地支撑起来,通常我会选择放置在不会留下痕迹的花鼓架上。我特别推荐Hope公司提供的一款实用工具,它的价格公道,非常受欢迎。当然,如果你喜欢自己动手制作,也可以尝试在一小块胶合板上打孔来制作一个简易的支撑架。如果你有三维打印机,你甚至可以打印出一个专用的花鼓架来,这样既方便又经济。
▲在图中,我们可以清晰地看到一根内置轴心,其轻质的铝制轴端被BSC轴心保护器妥善地保护着。同时,花鼓被安全地放置在Hope花鼓车轮支撑套上,确保了维修工作的稳定进行。
如果你希望在拆卸轴承时避免吵醒家人、狗狗或邻居,那么有一种巧妙的方法可以将轴压制出来。CeramicSpeed的Wheel Press工具包是我所知的首个提供这种功能的工具。此后,加拿大的Alt-Alt也以更亲民的价格推出了类似功能的产品。当然,如果你拥有3D打印机,加上你选择的螺纹压机,同样可以实现类似的效果。虽然我有这些基于压制的选项,但我通常更倾向于使用锤子、花鼓支架和轴心保护器的组合,因为它们操作起来更快捷,并且能提供更多的触觉反馈,让我更好地掌控整个拆卸过程。
开放式设计
开放式设计是指你可以无阻碍地从另一面取出轴承——这种情况通常是在你拆下花鼓或后避震转点轴承的第一个轴承后出现的。我将回来讲解如何拆卸那个更棘手的首个轴承,但现在,我们假设你可以从轴承的另一面无阻碍地取出。
▲开放式设计的轴承配置是指你可以通过直接从前面或后面拆卸轴承。有些后花鼓通过使用不同大小的轴承来实现这一点,但它更常见于后避震转点轴承中。
在较为简单的拆卸场景中,我们可以选择使用各种形式的轴承拆卸工具或技术。对于花鼓的拆卸,我特别推荐法国工具制造商VAR生产的一款专业工具。这款工具设计精巧,使用了一个简单的开槽金属夹头,当插入提供的冲头时,夹头能够在轴承后方稳妥地扩展到位。它不仅操作迅速,适用于半封闭设计的轴承,还能有效地保护轴承座,确保拆卸过程的顺利进行。
除了真正的开放式设计外,Enduro的BRT-030不锈钢轴承滑锤也因其专注的用途而深受我喜爱。它们的尺寸恰到好处,可以放置在内圈的中间,从而实现快速且规整的拆卸。然而,对于这种专用工具来说,其价格确实偏高。
对于后避震转点轴承,其开放式设计允许我们直接接触到轴承后部,这时我强烈推荐使用Enduro的BRT-051套装。这款产品配备了双面内压适配器和外接收器杯,能够适应多种常见的轴承尺寸。你可以将其与紧凑型轴承静压设备(8mm杆或更小)组合使用,将两者紧密地压合在一起,从而以非常简单的方式将轴承压出。这种操作感觉就像作弊一样轻松。与其他市场上的选项相比,Enduro的紧凑版本令人印象深刻,其接收器杯上的小切割窗口可以清除许多全悬挂车架上常见的外部不规则表面。最近,Enduro还更新了其模块化静压设备套件(BRT-060),其中包括了实用且令人印象深刻的BRT-051。
另一个为不平表面设计的选项来自Real World Cycling(RWC),他们提供了一些创新的解决方案。当然,如果你拥有三维打印机,你也可以打印出类似概念的工具。此外,如果你需要拉动的表面是平的且与轴承成直角(垂直),那么市场上还有其他基于拉拔器的套件可供选择,例如Alt-Alt(物超所值且经过深思熟虑的选项)、Rapid Racer Products(RRP)、Session USA、CeramicSpeed等等。这些套件提供了多种选择,以满足不同的拆卸需求。
▲这些小巧而不起眼的工具多年来一直是我的首选,它们的实用性和价值被严重低估了。特别是那款静压设备,真的令人印象深刻,即使在狭小的空间内,也能轻松地使用15mm扳手进行转动操作。
当然,你还可以采用更传统的方法,使用一套带G形夹或台钳的套筒。在这种方法中,你将一个小套筒放置在轴承后面,然后将其对准一个比轴承更大的套筒进行挤压。这种方法虽然较为原始,但在某些情况下仍然非常有效。
半封闭设计半封闭设计是轴承拆卸中经常遇到的情况,其中组件或车架的相对侧上的第二个轴承阻碍了对需要拆卸的轴承的访问。这种设计通常出现在压入式中轴、花鼓以及后避震转点轴承等部位。
▲半封闭设计通常意味着你只能尴尬地接触到轴承的其中一面
处理半封闭设计轴承的常见方法之一是使用滑锤,这需要在小心谨慎和避免挫败感之间找到一种微妙的平衡。然而,正如我之前所解释的,我尽量避免使用这种方法。相反,我更倾向于使用专门设计的专业工具,这些工具旨在使轴承的拆卸过程像安装时一样顺畅和精准。
前面所提及的VAR花鼓轴承拔出器套件对于花鼓以及某些后避震转点轴承来说,是一个极佳的选择。其扩展夹头设计能够迅速应对半封闭式的轴承,实现快速而有效的拆卸。然而,需要注意的是,当轴承后面存在间隔管或者轴承座具有显著的后壁时,这种方法可能会受到限制,无法有效应用。
▲VAR轴承拔出器设计简单,但效果很好
▲Wheels Manufacturing的轴承拆卸工具先顶住轴承的中心,然后提供一个发力点以供拆卸
市面上还有一些更为复杂的、基于锤子的扩展夹头选项可供选择。其中,最常见的是那些包含在盲孔轴承拆卸套件中的工具(详见后文的盲孔访问部分)。不过,如前所述,我并不喜欢使用滑动锤子时产生的那种不稳定的力。因此,一个更好的选择是使用轴承扩展器,这种工具可以堵住轴承的中心孔,使您能够使用滑锤和锤子将轴承平稳且笔直地拆卸下来。
我个人比较常用Wheels Manufacturing出品的工具,他们的轴承扩展器工具为滑锤提供了一个导向孔,可以确保拆卸过程的稳定性和准确性。当然,如果您在寻找一个更经济实惠(尽管可能不那么精致)的替代品,英国的Bearing Pro Tools也是一个不错的选择。他们的产品同样能够满足基本的拆卸需求,只是在某些细节方面可能略有欠缺。
接下来,我们将介绍一些适用于半封闭设计轴承的巧妙拉拔器式工具。需要再次强调的是,这些工具的使用有一个重要的前提,那就是轴承周围必须有足够、平坦且垂直的材料以供拉拔。如果缺少这样的条件,您可能不得不再次求助于锤子。
在这里,我想特别提到Alt-Alt的Alt Drift工具,它采用了偏心设计,能够巧妙地滑入轴承,并在内圈后面偏移几毫米。这种设计非常独特,可能需要观看一段解释视频才能完全理解其工作原理。此外,我还想提一下Noble Wheels的拉拔器,它堪称梦幻般的工具,彻底改变了游戏规则。然而,随着该公司结业,这些工具已经变得非常难买到。
▲这是Alt-Alt的Alt Drift工具。您注意到那个偏心形状的部分了吗?这个独特的设计正是它的巧妙之处
▲其设计使得它能够顺畅地滑入轴承内部,并紧密地贴合在轴承后端。通过旋转工具,可以将其杠杆作用施加在组件的前端面上,从而有效地将轴承拉出。
到目前为止,所推荐的工具主要是针对花鼓和后避震转点的小型轴承。但是,如果您需要处理的是中轴或可能已经生锈的较大轴承,又该如何选择工具呢?这些轴承虽然也会遇到类似的拆卸问题,但由于它们的尺寸较大,通常需要采用不同的工具。因此,这个问题值得单独探讨。
在处理这类大型轴承时,我个人特别推荐Enduro Bearings的基于螺纹的压入式中轴工具。这款工具在设计和功能上都非常出色,能够轻松应对大尺寸轴承的拆卸需求。
除了Enduro的工具外,BSC Tools的中轴拉拔器也是一个不错的选择。与Enduro的工具相比,它在某些方面可能稍逊一筹,比如间隙限制更大、设置时间更长、拉拔力相对较小。但尽管如此,它仍然优于许多基于锤子的拆卸方案。
轴承被衬套阻碍衬套是许多机械师感到头疼的源头。衬套作为一种常见的特性设计,在机械结构中扮演着多重角色:它用于控制轴承的预紧力,连接远距离轴承以实现转动,加固内圈以抵抗角力,以及在缺少轴承座的情况下确保轴承的正确安装。然而,衬套的存在往往给维修工作带来不小的挑战,有时甚至让经验丰富的机械师也感到束手无策。
在自由花鼓体、全悬挂车架的座管支点和前花鼓等部位,你经常会发现隐藏的衬套。这些衬套不仅难以察觉,而且通常由相对较软的铝材制成,这使得它们在拆卸过程中极易受损。更令人沮丧的是,备用衬套往往难以寻找。因此,在处理涉及衬套的维修工作时,机械师需要格外小心谨慎,并准备好应对各种可能出现的挑战。
▲衬套通常被紧密地夹在两个轴承之间,这种紧密的配合有时会导致轴承拆卸变得异常困难。由于衬套与轴承之间的摩擦力,以及可能的过盈配合,使得拆卸过程需要额外的耐心和技巧。
▲在这个塔基中,隐藏着一个衬套,当拆卸轴承时,它便会在轴承后面显露出来
在处理被衬套阻挡的轴承拆卸问题时,滑锤确实是一种常用的方法。尽管我承认在某些情况下这种方法可能是无法避免的,但我仍然更倾向于寻找能够保持轴承平整(或尽可能接近平整)的解决方案。
过去,我经常使用Wheels Manufacturing的扩展夹头,并通常将其与支撑组件的方式相结合。这些工具在大多数情况下都能完成任务,但偶尔会遇到夹头设计过于钝化,无法紧密地抓住轴承的情况——尤其是在衬套配合非常紧密的时候。此外,扩展式的设计有时反而会让已经紧密的轴承变得更加难以拆卸——这显然不是我们想要的结果。除了Wheels Manufacturing的工具外,Bearing Pro Tools的扩展器或盲孔轴承工具也是可选的方案。
当使用这类扩展式工具时,需要格外注意确保夹爪不会与轴承后方的衬套接触。有些衬套和轴承的组合具有斜边设计,允许使用这种类型的工具进行安全拆卸,但并非所有组合都如此。因此,在选择工具和方法时需要谨慎考虑。
近年来,市场上出现了一些新的工具,如Alt-Alt的Alt Drift和Noble的拉拔器,它们的设计初衷就是解决衬套带来的拆卸问题。Alt-Alt的工具设计非常巧妙,但只有在衬套能够至少偏移1毫米的情况下才有效——虽然这在很多情况下是可行的,但并不总是如此。与此同时,Noble的工具则采用了另一种独特的设计思路,但遗憾的是,现在已经无法购买到这款工具了。
▲这款已经停产的Noble提取器在设计上借鉴了Chris King花鼓工具的技巧,它采用分体式扩展器,可以根据轴承的宽度进行灵活调整
即使拥有了所有可用的工具,被衬套阻挡的轴承有时仍然会成为现代自行车维修中的一大难题。尽管我尝试了各种花哨的工具和方法,但这种类型的轴承拆卸仍然让我比预期更多地使用了锤子和滑锤。这确实是一个令人头疼的问题。
拆卸盲孔轴承
盲孔轴承拆卸是一个相对特殊的任务,它指的是在无法从轴承后方将其推出的情况下,需要从轴承最初被推入的方向将其拉出。这种拆卸方式在某些后避震转点轴承上较为常见,为了应对这一问题,盲孔轴承拆卸器与滑锤的组合成为了理想的解决方案。此外,当轴承损坏且仅需拆除外圈时,盲孔轴承拆卸方法同样适用。
我个人拥有一款表现出色的Enduro盲孔轴承工具,它的使用体验极佳,能够稳固地抓住轴承,并具备显著的卡扣设计,以便在紧密空间中实现精确定位。这款工具不仅功能强大,而且非常耐用。然而,令人遗憾的是,对于大多数普通用户而言,它的价格确实偏高。
▲在处理卡住的压入式花鼓轴端盖时,我最常使用的工具就是盲孔轴承拉拔器。经过多次尝试和比较,我发现这是最有效的解决方案。这款拉拔器能够牢固地抓住轴承,并轻松将其从盲孔中拉出,大大简化了拆卸过程。
相比之下,市面上也有一些价格更为亲民的通用盲孔轴承工具,这些工具在各大网购平台上都可以找到。我使用过其中的几款产品,而我最喜欢的是一款包含16件套的汽车工具包,其尺寸范围从8到58毫米不等,包括拉拔器和滑锤。虽然这款工具的价格不是最便宜的,但其更长的夹头和更宽的尺寸范围使其在拆除爆炸式头管轴承和深入自由花鼓体内的轴承时表现出色。无论选择哪种工具,都需要注意不要过度扩展夹头,以避免其断裂的风险。
▲只需在网上搜索“十六件套盲孔轴承拉拔器”,你便可以找到与这款相似的工具包。这款工具包设计精良,适用于多种盲孔轴承的拆卸工作,既方便又实用。
总的来说,选择合适的盲孔轴承拆卸工具对于完成这项任务至关重要。无论是高端的专业工具还是亲民的通用产品,都有其各自的优势和适用场景。在选择时需要根据实际需求和预算进行权衡。
总结
好吧,首先,我明白这些工具建议可能会被很多人忽视。如果你是从零开始建立自己的工具库,那么我强烈建议你先购买一把不会留下痕迹的锤子,这种锤子既适合初学者使用,也能满足专业人士的需求。
接下来,你可能需要一套基本的长平行销冲头,直径大约在4-10毫米之间。这套冲头将帮助你处理各种尺寸的轴承拆卸任务。
此外,一块旧的木制砧板或类似的小木块也是一个不错的选择。你可以将其改造成一个不会留下痕迹的支撑面,理想情况下,可以在上面切出一个合适的凸起孔,以便更好地固定轴承。虽然这并不是最理想的解决方案,但对于许多常见的轴承拆卸情况来说,它已经足够应对了。
▲这个简单且经济实惠的设置,只要操作得当,就能展现出令人满意的效果。图中展示的中密度纤维板(MDF)边角料,已经伴随我多年,成为我拆卸工作中的得力助手。
如果你渴望更深入地探索轴承拆卸这一领域的知识,我强烈推荐你访问Alt-Alt的网站。尽管我并未因此获得任何广告费用,但我仍然要强调,他们网站上所展示的专业技术图纸以及关于这个常被忽视的主题的详尽指导,确实令人印象深刻。Alt-Alt的专业见解和对细节的极致追求,无疑将为你的轴承拆卸工作提供不可或缺的支持和指导。
责任编辑:Avalon