Велосипедный зажим

Эксцентриковый зажим, состав механизма, принцип работы, установка колес, плюсы и минусы

Простота и лёгкость в эксплуатации и обслуживании – одна из главных тенденций настоящего.­­­ Своё отражение это находит во многих сферах человеческой деятельности: в работе и отдыхе.

Различные устройства и приспособления облегчают получение нужного результата без особых усилий.

Мир крепёжных соединений в веломире тоже не остался в стороне. Появился крепёж, который в силу своей конструкции может обойтись без специального инструмента – это эксцентрик.

Конструкция эксцентрикового зажима

Круглый эксцентрик 1, представляющий собой диск со смещенным относительно его центра отверстием, показан на рис. 113, а. Эксцентрик свободно устанавливается на оси 2 и может вращаться вокруг нее. Расстояние е между центром С диска 1 и центром О оси называется эксцентриситетом.

К эксцентрику прикреплена рукоятка 3, поворотом которой осуществляется зажим детали в точке А (рис. 113, б). Из этого рисунка видно, что эксцентрик работает как криволинейный клин (см. заштрихованный участок). Во избежание отхода эксцентриков после зажима они должны быть самотормозящим и. Свойство самоторможения эксцентриков обеспечивается правильным выбором отношения диаметра D эксцентрика к его эксцентриситету е. Отношение D/e называется характеристикой эксцентрика.

При коэффициенте трения f = 0,1 (угол трения 5°43′) характеристика эксцентрика должна быть D/e ≥ 20 ,а при коэффициенте трения f = 0,15 (угол трения 8°30′)D/e ≥ 14.

Таким образом, все эксцентриковые зажимы, у которых диаметр D больше эксцентриситета е в 14 раз, обладают свойством самоторможения, т. е. обеспечивают надежный зажим.

Рисунок 5.5 — Схемы для расчета эксцентриковых кулачков: а – круглых, нестандартных; б- выполненных по спирали Архимеда.

В состав эксцентриковых зажимных механизмов входят эксцентриковые кулачки, опоры под них, цапфы, рукоятки и другие элементы. Различают три типа эксцентриковых кулачков: круглые с цилиндрической рабочей поверхностью; криволинейные, рабочие поверхности которых очерчены по спирали Архимеда (реже – по эвольвенте или логарифмической спирали); торцевые.

Где применяется

Эксцентриковый зажим используют в местах крепления деталей (Т- или Г-образных), соединение которых необходимо скрыть от посторонних глаз. Например, ими крепят:

• Столешницы компьютерных и других столов из ДСП
• Столешницы комодов
• Дно и крыши шкафов купе и другие детали, где нет возможности сверлить отверстия на лицевой части детали.

Установленный шток минификса эксцентрикового зажима полностью скрыт в теле ДСП, а видимым остается только эксцентрик, который устанавливают с внутренней стороны изделия.

Круглые эксцентрики

Наибольшее распространение, из-за простоты изготовления, получили круглые эксцентрики.

Круглый эксцентрик (в соответствии с рисунком 5.5а) представляет собой диск или валик, поворачиваемый вокруг оси, смещенной относительно геометрической оси эксцентрика на величину А, называемой эксцентриситетом.

Криволинейные эксцентриковые кулачки (в соответствии с рисунком 5.5б) по сравнению с круглыми обеспечивают стабильную силу закрепления и больший (до 150°) угол поворота.

Виды эксцентриковой стяжки

В зависимости от производителя, есть несколько модификаций минификса, в комплект которой входит:

• Шток (растекс)
• Эксцентрик (минификс)
• Пластиковая или металлическая втулка (в зависимости от производителя)
• Заглушка минификса (необязательно)

Так же существуют угловые (на шарнире) и двухсторонние стяжки. Но для их использования нужно быть полным извращенцем, а так же хорошенько подумать, куда их можно применить. В наше время их практически перестали использовать из-за ненадобности.

Популярным сегодня остается эксцентриковый зажим, шток которого идет уже с резьбой под ДСП, без пластиковой втулки. То есть состоит только из двух частей: штока и эксцентрика.

Но, на всякий случай, в данной статье мы разберем монтаж двух видов этого крепежа — как с втулкой, так и без нее.

Как правильно установить колеса на эксцентрике

Чтобы правильно установить колеса на эксцентриках, нужно придерживаться следующей последовательности действий:

• велосипед перевернуть колёсами вверх, поместив его в удобное для работы положение;
• перевести рычаг эксцентрика в положение «открыть»;
• вставить колесо в дропауты (гнезда для крепления колёс);
• закрутить регулировочную гайку на противоположном конце эксцентрика;
• установить рычаг эксцентрика в положении «закрыть»;
• проверить качество вращения колеса.

Если вовремя установки, рычаг закрывается легко, гайки разумеется необходимо ещё подтянуть. Свободный ход рычага эксцентрика свидетельствует о том, что крепления не совсем надежно закреплены, в идеале, его ход должен быть немного затруднен. Установка переднего колеса на велосипед с эксцентриком, при необходимости, вполне может производиться самостоятельно в пути.

Эксцентрик для заднего колеса велосипеда может представлять разновидность крепления в виде узла под названием эксцентриковая каретка велосипеда. Она обеспечивает соединение рамы и вращательного механизма с помощью подшипников, запрессованный в стакан рамы.

Как закрутить эксцентрик?

Ввиду незначительного отличия конструкции традиционного и регулируемого эксцентрика, их установка отличается лишь в некоторых нюансах, но об этом позже.

В целом для установки эксцентрика по месту нужно:

• Установить фиксирующий рычаг в положение «Open».
• Регулирующей гайкой откалибровать длину оси вала. Закрутить её так, чтобы оставалось небольшой зазор.
• Перевести в состояние регулировки, промежуточное положение между “Open” и “Close”. Установить закрепляемое оборудование в нужное положение.
• Закрыть рычаг, т.е. переместить его в положение «Close».
• Проверить надёжность фиксации, — в положение «Close» рычаг не должен крутиться.

Инструкция по установке эксцентриковой стяжки (без втулки)

• Шуруповерт
• Фреза «Форстнера» 15 мм
• Сверло 7 мм (для тела штока)
• Сверло 5 мм или конфирматное (для вкручивания штока)
• Линейка, шило, карандаш

Стандартная толщина тела штока стяжки 6 мм, а длинна – 44 мм. Диаметр эксцентрика составляет 15 мм, а его глубина –12,5 мм. Фото эксцентрика и штока:

Как уже упоминалось выше, для установки минификса в соединяемых деталях нужно сделать три отверстия разного диаметра.

Итак, давайте приступим к сборке.

Для качественной сборки, чтобы ексцентрик захватил головку штока, она должна выглядывать на 6 мм:

Под вкручивание штока в ДСП делается отверстие сверлом 5 мм (или конфирматным), если это боковина, его центр должен располагаться на расстоянии 8 мм от края, глубиной 10-11 мм (шток должен вкручиваться плотно и до самого конца, по отметку, это видно на фото).

В другой детали делается разметка под два отверстия.

Первое — на расстоянии центра на 34 мм от края, под отверстие фрезой «Форстнера» диаметром 15 мм. Его глубина должна быть равной толщине эксцентрика (около 12 мм), чтобы эксцентрик вошел в деталь «заподлицо».

Второе отверстие делается в торце детали, строго по центру, сверлом 7 мм (на 1мм больше тела штока).

Далее, в отверстие 5 мм вкручивается шток эксцентрика, на него насаживается вторая деталь, и конструкция зажимается минификсом.

Виды эксцентриковых зажимов

Эксцентриковые кулачки различают следующих конструктивных исполнений: круглые эксцентриковые (ГОСТ 9061-68), эксцентриковые (ГОСТ 12189-66), эксцентриковые сдвоенные (ГОСТ 12190-66), эксцентриковые вильчатые (ГОСТ 12191-66), эксцентриковые двухопорные (ГОСТ 12468-67).

Практическое использование эксцентриковых механизмов в различных зажимных устройствах показано на рисунке 5.7

Рисунок 5.7 — Виды эксцентриковых зажимных механизмов

Установка стяжки с пластмассовой втулкой

Принцип сборки минификса со втулкой точно такой же, как и при установке металлического минификса, с единственным отличием – нужно другое отверстие под шток.

Делается оно сверлом 10 мм, далее с помощью клея ПВА в отверстие крепится пластиковая втулка, а все остальные этапы повторяются.

Расчет эксцентриковых зажимов

Исходными данными для определения геометрических параметров эксцентриков являются: допуск δ размера заготовки от ее до места приложения зажимной силы; угол a поворота эксцентрика от нулевого (начального) положения; потребная сила FЗ зажима детали. Основными конструктивными параметрами эксцентриков являются: эксцентриситет А; диаметр dц и ширина b цапфы (оси) эксцентрика; наружный диаметр эксцентрика D; ширина рабочей части эксцентрика В.

Расчеты эксцентриковых зажимных механизмов выполняют в следующей последовательности:

Расчет зажимов со стандартным эксцентриковым круглым кулачком (ГОСТ 9061-68)

1. Определяют ход hк эксцентрикового кулачка, мм.:

Если угол поворота эксцентрикового кулачка не имеет ограничений (a ≤ 130°), то

где δ — допуск размера заготовки в направлении зажима, мм;

D гар = 0,2…0,4 мм – гарантированный зазор для удобной установки и снятия заготовки;

J = 9800…19600 кН/м – жёсткость эксцентрикового ЭЗМ;

D = 0,4…0,6 hк мм – запас хода, учитывающий износ и погрешности изготовления эксцентрикового кулачка.

Если угол поворота эксцентрикового кулачка ограничен (a ≤ 60°), то

2. Пользуясь таблицами 5.5 и 5.6 подбирают стандартный эксцентриковый кулачок. При этом должны соблюдаться условия: Fз ≤ Fз max и h к ≤ h (размеры, материал, термическая обработка и другие технические условия по ГОСТ 9061-68. Проверять стандартный эксцентриковый кулачок на прочность нет необходимости.

Что такое эксцентрик для велосипеда

Велосипедный эксцентрик представляет собой зажимной крепежный механизм. Свое название он получил от слова «эксцентриситет», что в данном случае – несовпадение осей вращения вала и закрепленного на нем диска. Именно это позволяет преобразовать вращательное движение гайки в поступательное. Для создания силы затяжки на эксцентрик насажены пружины. Расположенный на противоположном конце рычаг прочно фиксирует положение гайки и сжатие пружин.

Такой тип крепления стал широко применяться на велосипедах последних выпусков. Стандартное использование детали – это крепление колес к дропаутам, соединение частей рамы на складной модели, крепление седла и регулировка его высоты. Эксцентриками снабжаются и хомуты для светоотражателей, выносы руля, дополнительные навесы.

Плюсы и минусы перед гайковыми креплениями

Большинство современных моделей перешли на эксцентрик, потому что это удобно. Именно простота обращения является основным качеством такого крепления. По силе затяжки он сравним со стандартными гайками. Разумеется, при 100%-ной исправности механизма.

Преимущества эксцентрика в пути:

1. Легко демонтировать колесо, если пробита камера. Также колесо быстро одевается обратно.
2. Удобная регулировка высоты седла. При закручивании гаек выравнивать его строго по центру проблематично.
3. Не нужны гаечные ключи и вообще какие-либо инструменты.

Очевидно, что времени на зажим понадобится меньше, чем на двустороннюю затяжку гаек на осях колесных втулок.

1. Пружина со временем ослабевает, из-за чего крепление становится ненадежным.
2. Устойчивость рамы к ударам на складном велосипеде хуже.
3. Колесо могут легко украсть на парковке.
4. Если велик закреплен к парковочной трубе ободом, есть риск по возвращении обнаружить только его.

К велосипеду на улице нужно применять дополнительные меры безопасности, главное из которых – не оставлять его надолго. На колеса с эксцентриковым креплением можно поставить блокираторы, а раму пристегнуть отдельным замком. Когда эксцентрик плохо держит, его необходимо поменять. Колес это касается в первую очередь!

Виды эксцентриков

Для крепления втулки колеса велосипеда существует два типа зажимных механизмов: традиционный и регулируемый (Clix).

Обычная модель состоит из нескольких составных частей:

1. Ось вала, закрепленная внутрь втулки.
2. Диск.
3. Гайка для затягивания и ослабления.
4. Фиксирующий рычаг.

Схема обычного эксцентрикового крепления втулки колеса к дропаутам

Clix отличается от традиционного механизма наличием чашки, толкателя и кнопки блокировки поверх затяжной гайки. Эта более расширенная модель позволяет подстроиться под размеры вилки для закрепления переднего колеса и ширину между нижними перьями рамы при установке заднего.

Блокировочная кнопка нужна для жесткой фиксации ширины эксцентрика, толкатель и чашка выполняют функцию прижима. Перед установкой Clix на другой велосипед необходимо сначала отрегулировать его, иначе из-за разности размеров колесо не будет прочно держаться на раме.

Механизм Clix. Слева направо: толкатель, чаша, блокировочная кнопка. Остальные запчасти как на традиционном эксцентрике (наверху)

Велосипедный зажим эксцентрикового типа требует правильного обращения. Так он прослужит дольше, а деталь будет надежно закреплена к остову. Установка традиционного и clix-эксцентрика немного различается, поэтому рассмотрим оба способа крепления.

Как правильно установить колеса на эксцентрике

Для начала рычаг переводится в положение «Open». Колесо вставляется в дропауты так, чтобы ось соприкасалась с внутренними поверхностями гнезд (дропаутов). Установку колеса, будь то стандартное крепление или эксцентриковое, нужно в «лежачем» положении велосипеда – колесами вверх.

От рычага переходим к другому концу – регулировочной гайке. Вращаем ее до упора, затем немного ослабляем, чтобы дать свободный ход рычагу при фиксации. Далее переводим его в противоположное положение. Эксцентрик закрыт.

Ход рычага при закрытии крепления должен быть слегка затруднен. Если он движется легко, переводим его снова в «Open» и дотягиваем гайку. Наоборот, когда регулировочный винт затянут слишком сильно, фиксатор может не опуститься до конца. Тогда следует немного ослабить гайку.

Распространенная ошибка – это вращение рычага вместо гайки. Нужно лишь придерживать его, но ни в коем случае не крутить. И последний этап – проверка крепления. Делать это надо в дороге, когда колесо может ненароком отвалиться, а на стоянке: с силой ударить колесом об пол, а затем прокрутить его на высокой скорости. Если колебаний нет, все в порядке.

Как поставить и отрегулировать эксцентрик Clix.

1. Выставить рычаг в положение «Открыть».
2. Сжать чашку и вставить втулку в дропауты.
3. Зажать рычаг в противоположное положение. Он должен идти с небольшим сопротивлением, как и в случае с традиционным эксцентриком.
4. Проверить крепление: ударить по колесу и прокрутить его. Оно не должно колебаться и соскальзывать.

Не рекомендуется вращать рычаг одновременно с крепежной гайкой, также фиксатор не должен крутиться, когда эксцентрик уже закрыт.

Последовательность регулировки Clix:

1. Открыть рычаг.
2. Затянуть регулировочную гайку почти полностью. Метки на оси и фиксаторе должна совпадать.
3. В таком положении рычаг переводится в «Close».
4. Заблокировать ход гайки с помощью кнопки.

Теперь можно спокойно одевать колеса на раму.

Легкие, практичные и неприхотливые эксцентриковые крепления помогают значительно облегчить повседневную жизнь велолюбителя. Они очень просты в использовании, легко регулируются и относительно долговечны при правильном использовании.

Источники:

https://portalss.ru/zapchasti/kak-zakrepit-velosipednye-kolesa-na-ekscentrike.html
https://velofans.ru/vibor/chto-takoe-ekscentrik-velosipeda