Czy śruby wirnika są przeznaczone do ścinania?

Po raz pierwszy bawiłem się hamulcem tarczowym i udało mi się oderwać dwie śruby podczas ponownego montażu.

Co ciekawe, obie oderwały głowę, pozostawiając gwintowany wałek w gwintowanym otworze w piaście. Za każdym razem udało mi się usunąć wałek za pomocą szczypiec z ostrym końcem.

Patrząc uważnie na szczątki, głowa oderwała się w miejscu, w którym mocuje się do wału. Czy z założenia jest to słaby punkt?

Nie, nie używałem klucza dynamometrycznego, ponieważ nie posiadam go. Jest to wysoko na mojej liście życzeń.

Aby bezpośrednio odpowiedzieć na pytanie w tytule:

Nie ma powodu, aby wirnik został zaprojektowany do ścinania i nie ma sensu, aby poszczególne śruby były w stanie ścinać się łatwiej, niż byłoby to możliwe w przypadku zastosowanych materiałów. Można argumentować, że coś może zostać wciągnięte w otwory tarczy, powodując zablokowanie koła, ale zawsze istnieje niebezpieczeństwo, że coś utknie w szprychach lub zablokuje łożysko, lub coś w tym rodzaju, i nie przewiduje się „ chronić ”przed tymi sytuacjami.

Należy zauważyć, że tryb uszkodzenia śrub nie pozwoliłby, aby dysk obracał się swobodnie, ponieważ nawet przy odłamanych głowicach korpusy śrub nadal zapobiegałyby swobodnemu obracaniu się dysku. Jeśli cokolwiek, dysk wyskoczy na zewnątrz na jedną krawędź i zwiększy prawdopodobieństwo zahamowania hamulców.

Awaria śruby nie jest tutaj „z założenia” (chyba że ktoś celowo sabotuje ich części, aby zwiększyć sprzedaż części zamiennych).

Niskoprofilowe śruby z łbem gniazdowym mają słabość konstrukcyjną. Przycisk zmniejsza ilość materiału wokół łba, a wpuszczone gniazdo sześciokątne lub Torx robi to samo, dokładnie na styku korpusu śruby i łba. Na tym powiększonym fragmencie większego zdjęcia widać, jak mało materiału łączy łeb z resztą śruby:

Musisz zachować ostrożność, stosując się do zaleceń dotyczących momentu obrotowego przy głowicach niskoprofilowych, szczególnie jeśli używasz końcówki Torx w zwykłym kluczu nasadowym. Na marginesie, jest to świetny przewodnik po specyfikacjach momentu obrotowego komponentów roweru . Śruby wirnika nie powinny być nadmiernie dokręcane - i muszą być dokręcone do tej samej wysokości - aby zapobiec wypaczeniu wirnika.

Dwie rzeczy, które możesz zrobić:

• Klucze dynamometryczne są tanie i powinieneś mieć dwa: jeden dolny (<11 Nm) i jeden górny (20-6 0 Nm). Klucze dynamometryczne z wiązką są dokładniejsze niż tanie, nieskalibrowane, dynamometryczne klucze dynamometryczne. Jeśli chodzi o niski zakres, wiele samochodowych kluczy dynamometrycznych nie odczytuje wystarczająco nisko dla elementów rowerowych, zwłaszcza ram z włókna węglowego. Tarcze hamulcowe powinny być dokręcone tylko do 6,2 Nm dla Avid, 2-4 Nm dla Shimano. Jest to tani klucz o wartości 25 USD, który ma moc od 2 do 10 Nm (88 cali / funt, musisz ręcznie wykonać korektę). Doskonale nadaje się do mniejszych elementów rowerów lub ram karbonowych. Użyłem go do mojej niedawnej aktualizacji hamulca tarczowego.

  

• Jeśli znajdziesz śrubę Torx lub sześciokątną, w której gwinty nie sięgają aż do główki, jest ona nieco mocniejsza. Musisz jednak uważać, aby nie ograniczać głębokości zatrzymywanego materiału. Uważam, że tarcze hamulcowe mają grubość 1,6 ~ 1,8 mm, gdy są nowe, więc powinieneś mieć tylko około 1,25 ~ 1,5 mm nie gwintowanego trzonu. Ten jest za długi:

  

Pamiętaj, że możesz nie być winny. Pijany lemur, który początkowo zmontował piastę i wirnik, mógł przyłożyć zbyt duży moment obrotowy w fabryce, fatalnie osłabiając śrubę. Więc kiedy przerobiłeś hamulce, pracowałeś ze osłabionym komponentem.

Jako uzupełnienie, chociaż łby śrub z łbem guzika są z natury słabe, powiększone zdjęcie u góry i tutaj wydaje się nieco ekstremalne w tym, jak mało jest materiału - gniazdo Torx wydaje się cofnięte jeszcze bardziej niż normalnie. Więc nie wykluczaj wady produkcyjnej samych śrub ... chociaż nie należy również wykluczać, że może to być cecha projektowa, a nie błąd - zaprojektowany, aby zapobiec nadmiernemu dociągnięciu śrub wirnika i wypaczeniu wirnika .

Tarcze hamulcowe o konstrukcji sześciokątnej są mocowane za pomocą elementów mocujących M5. Ścinanie łba nowej śruby M5 wymaga znacznego momentu obrotowego. Projektowy moment obrotowy dla śruby o średnim oporze wynosi zwykle 5 Nm. Powinien wziąć co najmniej dwa razy ten moment, zanim zawali się tak gwałtownie. Moment obrotowy 10 Nm jest mniej więcej równoważny sile ciężaru 10 kg przyłożonej do dźwigni 10 cm. Wymagałoby to dość znacznego wysiłku przy użyciu zwykłego narzędzia ręcznego (np. Klucza sześciokątnego X25 w kształcie litery L).

Ponieważ zdarzyło się to na używanych śrubach, powinienem raczej podejrzewać inny powód awarii. Na przykład pękanie korozyjne naprężeniowe (SCC) lub zmęczenie korozyjne (CF).

„[SCC] to wzrost powstawania pęknięć w środowisku korozyjnym. Może prowadzić do nieoczekiwanej nagłej awarii normalnie plastycznych metali poddanych naprężeniom rozciągającym, szczególnie w podwyższonej temperaturze.” [ 1 ]

„[CF] to zmęczenie w środowisku korozyjnym. Jest to mechaniczna degradacja materiału pod wspólnym działaniem korozji i cyklicznego obciążenia.” [ 2 ]

Stale miękkie (tj. Stal plastyczna, austenityczna) są często narażone na SCC, gdy są poddane działaniu chloru. (Drewniane dachy kratownicowe nad basenami są znane z zawalenia się z powodu awarii śrub z powodu SCC.)

Podczas gdy środowisko w tym przypadku nie jest szczególnie korozyjne, wcześniejsze nadmierne dokręcenie śrub może znacznie zwiększyć podatność materiału na SCC. Źródłem korozyjnym może być sól, która jest bardzo powszechna na drogach w wysokich stężeniach w zimnym klimacie.

Hudgins i wsp. [[3]] omawia kilka innych przyczyn uszkodzenia łącznika. Pokazuje także i wyjaśnia powierzchnię, w której pękł element mocujący. Możesz porównać swoje elementy złączne ze zdjęciami, aby zidentyfikować typowe konstrukcje związane z różnymi trybami awarii. We wszystkich przypadkach powinieneś być w stanie zobaczyć przeciążenie plastyczne, tzn. Ostatni bit przytrzymujący głowę.

tl; dr Forma korozji mogła uszkodzić śruby, powodując ich łatwe rozerwanie. Jest to bardziej prawdopodobne w przypadku dokręcania elementów złącznych zbyt dużym momentem obrotowym .

ciekawostki Jest tutaj stare niemieckie przysłowie: „Erst fest dann ab!”. Przybliżone tłumaczenie to „Najpierw mocno, potem zepsute”.

[3]: A Hudgins, B James, FASM, Avanced materiały i procesy , 18 sierpnia 2014 r., 18–22 http://www.asminternational.org/documents/10192/20564188/amp17208p18.pdf/5cddb014-2b4a-40a1-b0f6 -07b58906754d

Posiadam rower szosowy z hamulcami tarczowymi, miałem włączane i wyłączane niezliczoną ilość razy w ciągu ostatnich kilku lat i nigdy nie miałem żadnych problemów z ścinaniem śrub.

Główki śrub nie powinny łatwo się ścinać, chyba że zastosujesz szalony nadmierny moment obrotowy. W przypadku śrub wirnika M5 firma Park zaleca:

Shimano - 18-35 in-lb, 2,0-4,0 Nm

Avid - 55 cali-funt, 6,2 Nm

Magura - 35 funtów / cal, 4,0 Nm

Hayes - 50 funtów, 5,6 Nm

Nie posiadam też klucza dynamometrycznego. Myślę, że mam całkiem dobre wyczucie momentu obrotowego, który wkładam na małe śruby, takie jak śruby wirnika, kierownica, sztyca itp. Moment obrotowy wykręcam ze śrub wirnika i nigdy nie zbliżyłem się do uszkodzenia . Myślę, że możesz mieć zużyte / zmęczone / wadliwe śruby i zaleciłbym wybranie nowych. Często możesz je uzyskać za darmo z LBS, jeśli ładnie o to poprosisz.