pashevich — А не выточить ли ось?

Белорусских инженеров хлебом не корми – дай чего-нибудь выточить. Параллельно с переводом качественного металла в стружку, из секретных цехов выходят вполне годные велодетальки.
 Мы уже точили переходники для конвертации SoloAir в DualAir, точили втулочки для отечественных роликов SRAM, точили поршни в тормоза Shimano XT, и даже замутили 11 ск трансмиссию Shimano из 10 ск. А сегодня мы будем точить оси:

 Под катом вас традиционно ожидает обстоятельный рассказ с фотками, чертежами, небольшим FAQ-ом и, конечно, – с точеными детальками.

Начнем немного издалека и рассмотрим, какие вообще оси используются в вилках основных производителей. Под основными производителями я подразумеваю четверку брендов: RockShox, Fox, Manitou и Suntour. Поскольку лично меня интересуют только 15 мм оси, то в этом посте ограничусь рассмотрением этого стандарта.
 
 
1.Rock Shox Maxle
•Принцип фиксации – резьбовая вставка в левом дропауте
•Виды осей – с обычным эксцентриком и с расклиниванием
•Вес оси – 72-75 г
 
 
 
Оси RockShox стандарта 15 мм бывают двух видов, причем отличаются они принципиально, и в то же время полностью взаимозаменяемы. Начнем с осей с клином:
 
 
Принцип действия прост: резьбовая часть вкручивается в левый дропаут и одновременно стягивает дропауты и втулку, а при закрытии лапки QR правая часть оси расклинивается и зажимается в правом дропауте. То есть эксцентрик не прижимает внешний край оси к дропауту при закрытии. Преимущества – правая часть оси намертво зафиксирована в дропауте без малейшего люфта. Недостатки – есть куда попасть грязи, и встречаются в Интернете отзывы, что такая ось может ослабляться/раскручиваться на жестких спусках (отзывы единичны).
 
Второй вид осей – обычный эксцентрик. Полая прямая ось (в отличие от предыдущей, которая с крестообразным сечением посередине). Принцип действия – как у обычного QR-зажима: закручиваем ось в дропаут, лапкой эксцентрика стягиваем дропауты и втулку с определенным усилием:
 
 
Но как отрегулировать положение лапки QR, если она жестко зафиксирована относительно оси? Для этого рокшоксовцы сделали простой механизм регулировки. В открытом положении нажимаем на голову QR, продавливаем до конца и вращаем в требуемое положение, для удобства на оси нанесена индикация с цифрами.
 
 
Преимущества – простая и грязезащищенная. Недостатки – не выявлено.
 
Вес обеих осей практически одинаковый – 75-76 грамм.



2.Fox 15QR
•Принцип фиксации – резьбовая вставка в левом дропауте
•Оси – с обычным эксцентриком
•Резьбовая вставка в левом дропауте вращается
•Вес оси — около 75 грамм

Принципиально оси у RS и Fox почти не отличаются. Ось 15 мм Fox крепится также: закручивается в резьбовую вставку в дропауте, дропауты и втулка стягиваются эксцентриком. Отличие заключается в способе настройки положения лапки в закрытом состоянии, у Fox  немного больше деталек:
  
 
Особенность вилок Fox под 15 ось – резьбовая вставка не впрессована в дропаут намертво, а просто вставляется туда и фиксируется винтиком и маленькой рогатой штучкой. С одной стороны – это плюс, в случае срыва резьбы вставку можно без проблем поменять. С другой стороны – есть место для возникновения люфта. Но вернемся к принципу – зачем же вставка вращается?
 
Дело в том, что лапка QR на оси Fox закреплена жестко относительно самой оси, в отличие от RS. И когда вы закручиваете и зажимаете разные втулки в вилках – ориентация лапки тоже будет разной (из-за небольших отличий в ширине втулок). Для того, чтобы лапку можно было сориентировать «правильно» инженеры и сделали вставку вращающейся, для удобства нанесли индикацию цифрами:
 
 
Если у вас 1 вилсет – достаточно после покупки один раз настроить эту штучку и зафиксировать.
Преимущества – простота и надежность, резьба в съемной детали. Недостатки – при замене колеса настройка положения лапки эксцентрика – занятие небыстрое.



3.Manitou Hex Lock
•Принцип фиксации – шестигранный профиль + Т-образный фиксатор
•Ось – быстросъемная с эксцентриком
•Вес оси — 93 грамма
 
 
Переходим к более замороченным представителям вилкостроения. Стандарт оси у Маниту называется Hex Lock, и не просто так. Посадочные места в дропаутах вилки имеют шестигранную форму, естественно, и ось по краям тоже шестигранная:
 
 
Шестигранный профиль вроде как делает узел жесточайше торсионно-жестким. А как фиксировать ось и стягивать дропауты и втулку? В помощь нам Т-образный фиксатор, который проходит через разрез в левом дропауте и затем поворачивается на 90 градусов поперек этого разреза. Далее просто закрываем лапку эксцентрика, стягивая всю конструкцию. Схематично это выглядит так:
 
  
Кстати, это единственная из четырех систем, которая полностью защищена от грязи как слева, так и справа: возле эксцентрика на оси есть оринг, слева в дропауте стоит заглушка.
Преимущества: быстросъемность, грязезащищенность, жесткость. Недостатки: далеко не все без пол-литра сразу могут разобраться, как ее вставить и зафиксировать, неочевидный недостаток – шестигранность явно увеличивает себестоимость изготовления вилки на какую-то величину по сравнению с классическими круглыми дропаутами и осями.
 

4.Suntour Q-LOC и Q-LOC-2
•Принцип фиксации – стягивание дропаутов с двух сторон
•Ось – быстросъемная с эксцентриком и цанговым зажимом
•Вес оси – 71 грамм (Ti-версия с Аурона)
 
Второй представитель вилкостроения, заморочившийся необычный системой фиксации оси в дропаутах вилки. Явно целью инженеров Suntour было создание самой-самой быстросъемной оси на рынке (хотя при должной сноровке система Manitou Hex Lock могла бы поспорить на этот счет).

 
 
Сама по себе ось – вполне обычная, круглая, с обычным QR. Фишка системы заключается в красной писе штучке — цанговом зажиме. Suntour выпустил уже вторую версию системы Q-LOC-2, поэтому первую рассматривать не будем – принципиально они не отличаются.
 
Как это работает? Думаю, дабы снова не идти за пол-литра, проще посмотреть видео:

Q-LOC-2 assembly instruction from SRSUNTOUR on Vimeo.

 
Красный «тюльпан» может сжиматься и раскрываться. Во второй версии оси инженеры сделали голову с желтой каемкой фиксирующейся (в первой она только нажималась). В итоге получаем два состояния оси – открыта и закрыта. В открытом состоянии красная штучка сжата, и ось свободно входит и выходит из втулки и дропаутов. В закрытом состоянии красные лепестки раскрываются и цепляются за левый дропаут вилки, а эксцентрик стягивает всю систему:
 
 
На первый взгляд все замечательно, но есть нюансы. Во-первых, чтобы достать ось из дропаутов, нужно тянуться вниз двумя руками – одна открывает красную писю, вторая отжимает QR, в этом плане Hex Lock удобнее – все делается одной рукой. Второй момент – грязеустойчивость красной штучки. Существует далеко ненулевая вероятность, что между лепестками может попасть грязь-песок, что может не позволить полностью сжаться лепесткам – и ось не пройдет в дропаут. Ну и сама по себе конструкция с большим числом мелких элементов, с пластиковой внутренней проставочкой и пружинкой – сложная и потенциально ломающаяся.
Преимущества: быстросъемность. Недостатки: возможная плохая грязеустойчивость, сложность конструкции оси, большой вес.
 
Перейдем ближе к теме поста. Из вышеизложенного совершенно очевидно, что выточить ось на Маниту невозможно (за разумные деньги). На Сантур ось выточить можно, но она будет как минимум двухсоставной – нужно, чтобы ось сначала просто вставилась в дропауты, а потом слева к ней нужно прикрутить «шляпу», которая  будет держать ось. Значит, кандидаты на «поточить» — RockShox и Fox.
  
Что говоришь, мальчик? А нафига их вообще точить? Хороший вопрос. Белорусские инженеры хоть и любят просто так поточить чего-нибудь, но в данном случае была реальная необходимость в такой детали. Начнем с Fox.
 
Все, что касается оси на Fox, делалось без моего участия, но человеком, с которым я потом делал ось на RockShox, так что посмотрим первую версию. 
Необходимость в точении оси объясняется просто – человек купил себе вилку Fox под ось 15 мм без оси в комплекте. Если вы когда-нибудь смотрели цены на оси Fox на ибэях или других площадках, вы понимаете, что покупать оригинальную ось – не вариант для простого советского человека. Ценники начинаются примерно с 50-60$. Разумеется, можно поискать разного рода аналоги, у тех же китайцев, или всякие дорогущие лайтовые экземпляры. Например, KCNC:
 
 
 
Оськи с лапкой QR весом в 53 грамма и ценой в сотню зеленых. Не вариант, разумеется.
 
Более реальный аналог оси – простая односоставная оська ценой 40$:
 
 
Ось закручивается и одновременно стягивает дропаут и втулку. Голова оси сделана либо под большой ключ, либо под использование шестигранника как рычага:
 
 
Правда, на этих фотографиях не видно шайбы между головой и дропаутом. 
В общем, для токарей не составляет особо труда выточить такую деталь и фрезернуть потом голову под ключ. Причем за работу просили вдвое дешевле, чем цена на эту ось в инете. Точим.
 
Чертеж – всему голова. Посредником между заказчиками и токарным отделом выступал Саша Малаховский (более известный у нас как MALA), многим велосипедистам он уже помогал вытачивать или фиксить различные веложелезки, вплоть доизготовления линка в раму Лапьера. Он же и снял размеры оси, сделал чертеж для токарей/фрезеров. Ось для Fox 15 мм:
 
 
Точили изделие из алюминия Д16Т, толщину стенок сделали с запасом, по прикидкам вес оси получался в районе 63-64 грамма (оригинал, напомню, 76 грамм). В результате на свет родилась отечественная оська:


 
Реальный вес с шайбой – 64 грамма. Ось можно закручивать ключом на 17 или шестигранником, который вставляется в отверстие в голове оси. Ось отлично стала в вилку, где-то уже должна колесить по просторам Беларуси:

 
Итого: цена вопроса – 15-20$ (если есть более близкие знакомые токари – и того дешевле). Вес 64 грамма. Преимущества – простота, нет торчащей лапки. Недостатки – не очень удобно устанавливать и раскручивать/закручивать.
 
Собственно, на эту ось я как раз и наткнулся в местной велобарахолке. Заинтересовался изготовлением оси я тоже не просто так – ко мне из Америки ехали новенькие штаны RockShox под ось, но без оси в комплекте. Оригиналы РШ стоили те же 50$, так что я решил сделать кастомную ось (правда, пока собирался, в одну прекрасную черную пятницу в одном питерском магазе была куплена оригинальная ось за смешные деньги, но я же инженер – все равно хотелось сделать свою ось).
 
Далее вместе с MALA составляем техзадание. Меня категорически не устраивал способ закручивания оси в первой версии: мало того, что он неудобный и медленный, так еще и с эстетической точки зрения ось с гайкой на 17 выглядела не очень. Сразу была поставлена задача – ось должна быть под шестигранник. Кто знаком с обработкой металла, тот в курсе, как непросто делать внутренние отверстия под шестигранник. Но Саша выяснил, что фрезер сделает все по высшему разряду и недорого. Итак, рисуем чертеж (опять же, рисовал все MALA):
 
 
Материал – алюминий Д16Т ГОСТ 4784-74, расчетный вес – 44 грамма (без шайбы). 
 
Что говоришь, мальчик? Шестигранник в алюминии – это ненадежно? Мы предусмотрели этот вопрос. На чертеже видно, что шлицы сделаны под 6 мм ключ (самый большой шестигранник в стандартном мультитуле), а глубина шлицов аж 12 мм. Сорвать такое – надо очень сильно постараться. 
Честно говоря, слабо верилось в вес оси. Хотя в Интернете встречались вот такие титан-карбоновые экземпляры  весом 36 грамм (и ценой как треть вилки):

 
Итак, за дело взялись кудесники резца и фрезы. Единственное, что мы на первой оси не стали делать утоньшение посередине, все же первый тестовый образец – хотелось по-быстрее и подешевле, да и стенки оси были достаточно тонкие. Через недельку я забрал готовую, блестящую точеным алюминием ось. Что делает велосипедист с любой новой деталькой? Правильно, взвешивает:



 
Вес оси – 45 грамм! И шайба еще 3 грамма (тоже кастомная). Итого 48 против 75 у оригинала, в полтора раза легче. А цена… даже неудобно называть, с учетом посредников… Всего 18$. 
 
Сравнение оригинала и продукции белорусских инженеров:


 
Что же мы получили, переработав некоторое количество отборного алюминия в стружку?
1. Легкая и простая ось. Вес 49 грамм с шайбой. Минус 26 грамм с байка: )
2. Stealth-профиль. Ничего не торчит за пределы дропаута, не сломается при падении, выглядит лаконично.
3. Относительно быстрая и удобная установка. Шестигранник на 6 есть в любом мультитуле (вообще не проблема сделать под 5 мм). Я давно пользуюсь зажимами под шестигранник на QR 9mm втулке, и про лапки эксцентриков уже забыл.
4. Цена – без комментариев, 15-20$ против 50-60$ за оригинал.


 
 
Что говоришь, мальчик? Почему ось не черная? Да, вопрос анодировки будет в дальнейшем прорабатываться. Есть аж 3 места в Минске, где свои люди могут сделать анодировку алюминия. Просто тут нужно будет учесть допуски на анодировку (планируется хорошая, жирная, толстая защитная анодировка, а не декор для вида). Но это все будет после того, как я протестирую опытный экземпляр. Планирую просто покрасить голову оськи в черный цвет, дабы смотрелось на черной вилке красиво.


 
 
Также в планах нанести немного синего фиксатора на резьбу оси и немного фрикционной пасты на шайбу, чтобы максимально исключить возможность самораскручивания оси. Кстати, важная деталь по резьбе на оси: на чертеже дан стандартный метрический размер, но в реале нужно чуточку прослаблять резьбу! Когда выточили ось, попробовали вкрутить ее в левый дропаут — вошла хорошо. Но когда вставили через правый дропаут и попробовали закрутить в левый — резьбу начало клинить, при этом оригиналы закручивались легко. Пришлось немного прослабить резьбу (если кому интересно — уточню детали этой операции).
 
В конце данного поста попрошу обладателей 15 мм вилок RockShox и Fox откровенно проголосовать: хотели бы вы себе подобную ось взамен оригинальной? С анодировкой, под граник 6 мм, с весом 45-50 грамм и ценой 25-30$.

Также просьба обладателей осей Hex Lock и Q-LOC-2 взвесить оськи, чтото я надежных данных по весу не нашел. 
 
Спасибо за внимание. Следите за новостями от белорусских инженеров.