Tech Corner Cuscinetti ceramici e MTB: un'accoppiata vincente?

  • Cannondale presenta la nuova Scalpel, la sua bici biammortizzata da cross country che adesso ha 120 millimetri di escursione anteriore e posteriore in tutte le sue versioni. Sembra che sia cambiato poco, a prima vista, ma sono i dettagli che fanno la differenza e che rendono questa Scalpel 2024 nettamente più performante del modello precedente.
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stefano_81

Biker tremendus
11/4/11
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-1
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verona - lago
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Io ho sentito parlare che nel campo motociclistico la resa è superiore dai 2500 giri in su, e cresce esponenzialmente. Nella bici stesso discorso tuo, credo sia ininfluente... Se attacchiamo un dinamometro al pedale e verifichiamo la resistenza al rotolamento delle due tipologie di cuscinetto, dubito che alla velocità di rotazione che normalmente ha la pedivella si riesca a vederne la differenza... Sarei però curioso di provare...
 

Gemy

Biker extra
12/4/11
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Pesaro
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Penso che l'utilità per noi sia proprio il fatto che non ossidano e quindi non diminuisce nel temopo la scorrevolezza.
Così non si cambiano più i cuscinetti!
 

Danybiker88

Redazione
4/9/04
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Torino
www.picasawebweb.com
Questo articolo capita a ciccio anche non c'entra nulla con i cuscinetti ceramici.

Proprio un paio di settimane fa ho sostituito il cuscinetto della ruota libera delle mie crossmax XT perche' era proprio inchiodato. era un classico cuscinetto con la guarnizione in gomma a doppio labbro, siccome ho notato che era identico ai cuscinetti delle ruote dei pattini l'ho sostituito con un ABEC7 che gia' avevo. L'unica differenza e' che ha lo schermo in acciaio anziche in gomma.

Che faccio? lo lascio oppure e' meglio sostituirlo con uno identico?

tengo a precisare che il cuscinetto si trova all'interno della ruota libera, quindi abbastanza riparato dallo sporco.

La schermatura in acciaio protegge molto meno dallo sporco... Detto questo, se il cuscinetto è interno e abbastanza protetto potrebbe andare bene lo stesso. Nel peggiore dei casi si rovinerà prima e dovrai sostituirlo...

I cuscinetti ceramici non hanno inoltre bisogno di lubrificazione e pesano meno di quelli in acciaio

molto interessante
ma lavorano a secco ?

Dipende dai costruttori, ma spesso lavorano a secco.
 

Fbf

Biker celestialis
23/9/06
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2.900
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knifeville
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Bike
Diverse!
mah, io ho pagato cari pure quelli in acciaio (ok erano 2rs però 57 euro...e mi hanno fatto lo sconto del 50%!!!!), il bello è che poi ne ho ordinati altri con le stesse specifiche su un sito americano e li ho pagati la bellezza di 10 euro l'uno!!!!
 

brenbyke

Biker serius
19/11/09
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Padova
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Mia
Aggiungo una nota che riguarda il campo per cui nel mio lavoro vengono utilizzati i cuscinetti ceramici, sono molto più sensibili e delicati di quelli in acciaio.
per quanto riguarda la manutenzione vengono formiti con lubrificazione a vita (quella del cuscinetto) sia quelli in acciaio che quelli in ceramica. Praticamente quelli in acciaio hanno una certa quantità di grasso messa al momento del montaggio e poi vengono chiusi in un pacco chiuso con dei labirinti, per impedire l'accesso alla polvere. Ricordo che nel campo della lavorazione del legno di polvere cen'è fin troppa e a volte anche abrasiva dovuta a resine e colle molto dure. Quindi il cuscinetto in acciaio se montato con le dovute avvertenze risulta essere molto più affidabile di uno in ceramica che dal punto di vista costruttivo è più delicato a urti e collisioni. Quelli in ceramica forse perchè sprovvsti di lubrificazione e meno sensibili alle alte temperature (assenza o quasi di dilattazione) riescono ad avere un rendimento (meno dispersione di energia in calore) molto più elevato, superato solo dai cuscinetti ad aria.
 

ottomilainsu

Biker assatanatus
15/12/09
3.410
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0
Su per i monti
www.arsie.net
Qualsiasi cuscinetto, per definizione, è allergico allo sporco.
A maggior ragione quelli ceramici che sono ad elevata precisione, con gioco estremamente ridotto.
Sono anch'io dell'idea che sia più una moda che altro, nelle dimostrazioni fanno vedere che scorrono molto meglio, ma non specificano se ci sono le tenute o meno.
Il tutto per conquistare un bel po' di grulli che hanno il portafogli pieno e regalano fior di palanche ai venditori...
Il cuscinetto ceramico, hanno già specificato bene, è nato per applicazioni ad alta velocità dove è imperativo ridurre la massa dei corpi volventi per minimizzare le forze che si oppongono al regolare rotolamento della sfera, inoltre i bassi coefficienti di dilatazione permettono giochi quasi nulli quindi elevata precisione di funzionamento e silenziosità.
In una bici dove non si raggiungono se non in condizioni eccezionali velocità di rotazione prossime ai 1000 giri/minuto che senso ha?
Che senso ha quando i carichi sono quasi statici ma intensi, con movimenti limitati? Altro che sfere, servirebbero i rulli!
Le particelle di sporco che dovessero entrare nel cuscinetto sono deleterie, anche la ceramica si danneggia, ed è FRAGILE!
Non dobbiamo dimenticare che c'è acciaio e acciaio, e pure ci sono differenti lavorazioni con tolleranze più o meno accurate su precisione dimensionale, di forma, trattamento termico...
I cuscinetti standard sono in acciaio al cromo 100Cr6, 1% carbonio e 1,5% cromo, adatti per ogni uso e fabbricati in tutte le misure e classi di precisione.
La roba economica è in materiali "poveri", magari è acciaio con minor tenore di carbonio (o che addirittura il carbonio lo ha salutato nel convertitore dell'acciaieria) e meno legato ma, soprattutto, di qualità inferiore per quanto riguarda la microstruttura.
Per questo costano poco, ma durano anche meno.
L'acciaio standard non resiste alla corrosione, arrugginisce facilmente, le piste e le sfere si craterizzano e la ruggine è un abrasivo micidiale che agisce durante il rotolamento.
Poi ci sono tanti altri materiali metallici, leghe non ferrose e ferrose, dove la corrosione è un problema si usano acciai inossidabili, dai "teneri" austenitici come l'AISI 316 (X5CrNiMo17-12) resistenti anche in acqua marina ai durissimi martensitici come l'AISI 440C (C 1,1% Cr 17%) che supera persino il classico 100Cr6 quanto a durezza e resistenza, ovviamente inossidabile anche se "meno inossidabile" rispetto all'austenitico.

Nella bici vedrei bene cuscinetti inox dove le condizioni di esposizione ad acqua e altro fanno preferire materiali più resistenti alla corrosione, per il resto il classico 100Cr6 a tutta tempra è pressochè indistruttibile se usato correttamente.

Chi ha rotto serie sterzo o altro dovrebbe dare un'occhiata, con una buona lente di ingrandimento almeno 10x, alla superficie di rottura.
Probabilmente noterà che l'acciaio ha una crosticina superficiale dura e sotto è tenero che si taglia con un grissino... nessuna sorpresa, la roba economica è ricavata da lamierino di acciaio dolce stampato, poi viene indurita per carbocementazione.
Idem le sfere, sotto la crosta "dura" c'è un cuore tenero molte volte, basta una sollecitazione anomala e si rompono come un uovo.
Se ben fatta può assolvere egregiamente al suo compito, se lo spessore indurito è limitato... beh, vi cito la battuta fatta dal direttore dell'Ofmega quando il controllo qualità sentenziò che le serie sterzo appena importate dall'Indonesia avevano visto la cementazione dal di fuori del forno...: "le abbiamo pagate con la cementazione, non ce l'hanno mandata, gliele rimandiamo indietro!"
Per la verità non finì così, comunque... l'Ofmega non c'è più, un motivo ci sarà.
 
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Manitou

Biker forumensus
29/5/07
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Cassino(FR)
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...lavoro in SKF.
Ottimo articolo! Per quanto riguarda la lubrificazione è sempre necessaria, può essere inserita in fase di montaggio (...grasso, se sapeste quanti tipi di grasso esistono!) in quantità misurate oppure inserita successivamente con dell'olio specifico per alte velocità ma in questo caso non sono presenti le schermature e la lubrificazione è frequente(per fare un'esempio di questi ultimi posso indicarvi i cuscinetti per i pattini, in-line skate e gli skateboard). Dopo l'ingrassaggio il cuscinetto viene racchiuso da 2 schermi in gomma RS oppure in lamierino metallico Z. Queste schermature aderiscono solamente all'anello esterno, altrimenti non ci sarebbe nessuna rotazione del cuscinetto! Ovviamente gli schermi sono molto precisi e sfiorano l'anello interno, ...quindi non sono perfettamente siggillati (negli schermi RS questa precisione è maggiore, riducendo le infiltrazioni quasi a zero!).
 
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visualbros

Biker cesareus
28/7/10
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Roma
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l'applicazione del ceramico la vedrei ben sfruttata in ambito MTB, nelle pulegge del deragliatore posteriore e nel canotto di sterzo.

Sui mozzi e i movimenti centrali delle MTB l'acciaio, secondo me, ha ancora da dire la sua. Sia per i costi contenuti che per l'elasticità del materiale.
Su una BDC giovano sicuramente di più e potrebbero avere un'applicazione più estesa, come del resto per l'XC... ma discipline come AM ED FR DH, necessitano di materiali meno pregiati secondo me dati i carichi a cui vengono esposte le biciclette per queste discipline e all'usura e urti accidentali.

Non credo che la spesa valga l'impresa...

poi non so effettivamente che carichi sopportano.

Con questo chiudo: io andavo in park con i pattini in linea, al massimo si montavano Abec 7 in acciaio e tra salti etc in un anno buttavi 80? di cuscinetti a volte te ne fregavi e li cambiavi dopo 2 anni... un mio amico che faceva velocità cambiava i pattini e dopo aver speso un botto per gli ibridi ceramici non credo li abbia più cambiati e parlo di almeno 7/8 anni fa.
 

GIUIO10

Biker marathonensis
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treviso
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Sx Trail '09 e '11; RM Powerplay
ottomilainsù;5042735 ha scritto:
Qualsiasi cuscinetto, per definizione, è allergico allo sporco.
A maggior ragione quelli ceramici che sono ad elevata precisione, con gioco estremamente ridotto.
Sono anch'io dell'idea che sia più una moda che altro....

Quoto in pieno.
È chiaro che qualsiasi strada intrapresa per migliorare le prestazioni deve portare al raggiungimento dell'obiettivo.
I cuscinetti ceramici (o meglio le sfere, perchè solo gli ibridi sono oggettivamente utilizzabili) potrebbero rispondere al fabbisogno prestazionale, assodato che i benefici di minor potenza assorbita si rivelano solo ad alti regimi di rotazione, solo in termini di maggior durata, nel momento in cui garantiscono una superiore durezza delle sfere e una minore predisposizione alla corrosione galvanica (essendo il magnetismo assente e la conducibilità elettrica bassa), se la gabbia e le tenute non sono in materiale metalico. La loro applicazione potrebbe ripagare (della maggior spesa e dell'attenzione che richiede il montaggio, quest'ultima da non sottovalutare) solamente nel movimento centrale, ovviamente se il "pacchetto" è ad-hoc per il loro inserimento nel sistema: cuscinetti piantati in calotte da avvitare, separate dalla scatola (spesso con problemi di assialità...) come sono gli attuali Hollowtech e simili, e con le spinte laterali tipiche, considerando la maggior rigità radiale dei ceramici, potrebbero vanificare anche il vantaggio della durata.
A tal proposito trovo intelligente la proposta di Enduro col bb XD-15, con cuscinetti obliqui, sfere in Si3N4 e piste in acciaio speciale (inutile avere le sfere durissime se le piste sono di burro...).
Nelle pulegge del deragliatore, Shimano già adotta una boccola ceramica che garantisce gioco laterale inferiore rispetto ai cuscinetti, nella parte alta. Un cuscinetto totalmente ceramico sarebbe molto fico e delicato...
 

Manitou

Biker forumensus
29/5/07
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Cassino(FR)
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A titolo informativo, si consideri che, per esempio, in mozzi tipo Hope Pro sono presenti cuscinetti con gioco radiale C3 (17/27 micron) mentre nei cuscinetti ibridi il gioco radiale è C2 (6/12 micron) quindi molto più rigido. Questo per dire, a parer mio, che nelle ruote il cuscinetto ibrido sarebbe sprecato mentre nei movimenti centrali sarebbe un'ottima soluzione anche utilizzando anelli in acciaio piuttosto che ceramici.
 

frw75

Biker superioris
25/6/10
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Loria
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vado oltre...
l'altro giorno sfogliando un catalogo di cuscinetti polimerici autolubrificanti, ho visto che ce ne sono di tutti i tipi e che resistono, in base alla composizione, a carichi, rotazioni , temperature e adatti ad essere utilizzati in immersione...insomma per tutti i più svariati utilizzi.

vuoi che non si possano utilizzare in una bici dove la maggior parte delle si può assimilare a carichi statici?

nello stesso catalogo, affermavano che nella civilissima germania è stimato che l'80% dei lubrificanti va a finire nel sottosuolo (la ditta è Tedesca e anche se di parte, mi sembra una cosa sulla quale riflettere)

tenedo presente che si trovano in molte forme e in tutte le gamme di tolleranze e l'energia necessaria per fare un cuscinetto di questo tipo è molto inferiore a quella necessaria per uno tradizionale(sempre secondo la ditta tedesca) direi che hanno molti vantaggi
 

GIUIO10

Biker marathonensis
8/9/03
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treviso
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Sx Trail '09 e '11; RM Powerplay
vado oltre...
l'altro giorno sfogliando un catalogo di cuscinetti polimerici autolubrificanti, ho visto che ce ne sono di tutti i tipi e che resistono, in base alla composizione, a carichi, rotazioni , temperature e adatti ad essere utilizzati in immersione...insomma per tutti i più svariati utilizzi.

vuoi che non si possano utilizzare in una bici dove la maggior parte delle si può assimilare a carichi statici?

nello stesso catalogo, affermavano che nella civilissima germania è stimato che l'80% dei lubrificanti va a finire nel sottosuolo (la ditta è Tedesca e anche se di parte, mi sembra una cosa sulla quale riflettere)

tenedo presente che si trovano in molte forme e in tutte le gamme di tolleranze e l'energia necessaria per fare un cuscinetto di questo tipo è molto inferiore a quella necessaria per uno tradizionale(sempre secondo la ditta tedesca) direi che hanno molti vantaggi

Ehm, stavamo parlando di cuscinetti a sfere. ;-)
Anche tu?
 

dan78

Biker novus
21/8/10
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monselice(PD)
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secondo me i ceramici se hanno un vantaggio ce l'hanno per gli stradisti professionisti..per quanto riguarda il mondo delle mtb,invece,mi sembrano uno di quegli specchietti per le allodole tanto cari alle aziende per spillare un pò di soldi..
 

babylonboss26

Biker velocissimus
22/9/09
2.510
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Italia
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Come si misura un cuscinetto? Cioè, se devo sostituire un cuscinetto del giunto horst, ad esempio, come faccio a stabilire la misura da comprare??? C'è un metodo per misurarlo????? Dove si comprano???
 

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