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邹小(xiao)姐：13326633089 -
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轴(zhou)承(cheng)是(shi)一切(qie)旋(xuan)转机械的灵(ling)魂，被称为(wei)机械工(gong)业(ye)的“芯片”。如果(guo)世界上没了轴(zhou)承(cheng)，基本全(quan)部高(gao)端装备及精(jing)密仪器都得罢工(gong)，如航(hang)空发动(dong)机、精(jing)密机床(chuang)、高(gao)铁、风力发电(dian)、电(dian)动(dong)汽(qi)车等。
氮化硅混合轴(zhou)承
谈(tan)到(dao)轴承(cheng)，先进(jin)陶瓷行业的人们(men)必然会想到(dao)一种与它紧密(mi)相连的材料——氮化硅(Si3N4)。因(yin)具备密度(du)小(xiao)、硬度(du)高(gao)(gao)、耐高(gao)(gao)温(wen)、耐腐蚀、电绝缘、不导(dao)磁、抗(kang)压强度(du)高(gao)(gao)、自润滑性(xing)能好等(deng)诸多优(you)点，氮化硅又被称为“陶(tao)瓷王”。目前，以氮化硅球作为滚动体(ti)的轴(zhou)承已是世界(jie)上(shang)研究(jiu)最热门、性(xing)能最优(you)异、应用(yong)最广泛的高(gao)(gao)端陶(tao)瓷轴(zhou)承。
一、自行车中的(de)氮化(hua)硅陶瓷(ci)球轴承
上方(fang)夸了(le)氮化硅陶瓷球轴承那(nei)么多(duo)，大(da)家是不是都(dou)认为(wei)如(ru)此高端的材料(liao)必(bi)须只能用在军工或者风(feng)力发电等民用高端领域？其实也不一(yi)定，比(bi)如(ru)说(shuo)在自行(xing)车中也是可以使用(yong)的(de)，以下就是它的(de)一些(xie)应用(yong)形式(shi)，多数出现在公路自行车及山地自行车中。
①陶(tao)瓷中轴
中轴，是安(an)装在自行车(che)五(wu)通(tong)位置的(de)轴承，是支撑牙(ya)盘曲柄组旋(xuan)转、降(jiang)低摩擦(ca)系(xi)数的(de)重(zhong)要部件。它(ta)是找到陶(tao)瓷轴承最常见的(de)地方之一(yi)，CeramicSpeed、C-Bear、Wheels Manufacturing和(he) FSA 等品牌(pai)提供了各种陶(tao)瓷轴承的(de)中轴标准，或替代钢(gang)轴承的(de)陶(tao)瓷轴承套(tao)件的(de)升级选项(xiang)。
陶瓷中轴(zhou)是一种相当普遍的升级方式
②花(hua)鼓陶瓷(ci)轴承
花(hua)(hua)鼓也是在自行车上使用陶瓷(ci)轴(zhou)承(cheng)(cheng)最(zui)流行的地(di)方之(zhi)一(yi)。花(hua)(hua)鼓的轴(zhou)承(cheng)(cheng)分为(wei)培林和珠(zhu)挡(dang)两种结(jie)构，培林实际上是一(yi)种封装(zhuang)好的滚(gun)珠(zhu)轴(zhou)承(cheng)(cheng)，装(zhuang)配时直接塞(sai)进花(hua)(hua)鼓即(ji)可，而(er)珠(zhu)挡(dang)结(jie)构需要一(yi)颗(ke)颗(ke)滚(gun)珠(zhu)进行装(zhuang)配，培林结(jie)构一(yi)般用于(yu)中高(gao)端轴(zhou)承(cheng)(cheng)。
许多品牌提供带有标准钢(gang)制轴(zhou)承(cheng)或陶(tao)瓷轴(zhou)承(cheng)的(de)花鼓或轮组。就像底架一(yi)样(yang)，也(ye)有套(tao)件可以(yi)将现有的(de)钢(gang)制轴(zhou)承(cheng)换成(cheng)陶(tao)瓷轴(zhou)承(cheng)
③陶瓷轴承后拨导轮(lun)
将后(hou)变速器(qi)上(shang)的(de)滑(hua)(hua)(hua)轮（也称(cheng)为(wei)骑轮）升级为(wei)陶瓷轴承可以优化速度后(hou)拨链器(qi)，是(shi)减少能损耗的(de)途径之一(yi)，将标准滑(hua)(hua)(hua)轮换成超大的(de)滑(hua)(hua)(hua)轮也是(shi)如此。
CeramicSpeed的OSPW超大陶瓷(ci)滑轮(lun)系统已经成为pro peloton中相当常见的景观
④陶(tao)瓷碗(wan)组
碗组是位(wei)于(yu)前叉立管和(he)(he)(he)车(che)架(jia)之间的轴承，也分为(wei)培林和(he)(he)(he)珠挡结(jie)构(gou)。为(wei)什么选(xuan)择陶瓷(ci)碗组轴承？毕竟(jing)，在(zai)这里节省瓦特并不是一个优(you)先事(shi)项。但陶瓷(ci)轴承声称的无(wu)腐蚀(shi)性和(he)(he)(he)持(chi)久的特性才是重要的，这可(ke)能有(you)助于(yu)减少碗(wan)组维修(xiu)和最终更换的频(pin)率。
二、氮(dan)化(hua)硅陶瓷球轴承的优缺点(dian)
事实(shi)上，要(yao)不要(yao)在自行(xing)车中使(shi)用(yong)氮化(hua)硅(gui)轴承(cheng)(cheng)一直是(shi)个比较有争议的(de)话题(ti)。与(yu)钢球轴承(cheng)(cheng)相比，氮化(hua)硅(gui)陶瓷球轴承(cheng)(cheng)的(de)性能必然是(shi)能胜过前(qian)者的(de)，比如说重量轻、极(ji)限转(zhuan)速(su)高、摩擦力(li)矩小、运(yun)转(zhuan)精(jing)度好(hao)、使(shi)用(yong)寿命长等，总结就是(shi)能让自行(xing)车运(yun)动(dong)部件更(geng)轻松地(di)转(zhuan)动(dong)起来，而(er)且维护成本更(geng)低。
当(dang)然，氮化硅陶瓷球轴承还(hai)是有“缺点(dian)”的(de)，就(jiu)是贵。有(you)人认为，虽(sui)然陶瓷轴承确(que)实减轻了重量（它们可以比钢轴承轻 50%），但从整辆自行车(che)的角(jiao)度来看，重量的减轻几乎完全可以忽略不(bu)计(ji)，但要(yao)拥有它们却要(yao)付出比钢轴承(cheng)多十倍(bei)的金钱，如CeramicSpeed为(wei)螺纹车(che)架五通设计(ji)的BSA外(wai)置旋入式中轴要(yao)价高达298英镑(bang)。
氮化硅(gui)陶瓷球不仅是看(kan)起来像(xiang)鱼子酱，价格也很像(xiang)
说了这(zhei)么久还没(mei)正式(shi)介绍一下CeramicSpeed，有些(xie)不(bu)应(ying)该(gai)。CeramicSpeed是2007年创立的一家丹麦公司，专注于设计制造自行车(che)上使(shi)用的高(gao)性(xing)能(neng)陶(tao)瓷轴(zhou)承，也是多个(ge)职业自行车(che)队选择的轴(zhou)承器材(cai)供(gong)应(ying)商。而氮(dan)化硅(gui)陶(tao)瓷球(qiu)到(dao)底为什么这(zhei)么贵，CeramicSpeed的高(gao)级技(ji)术和销售教育专家 Paul Sollenberger其实有在一次访(fang)谈中给出(chu)过答案——他(ta)谈到(dao)，CeramicSpeed的氮(dan)化硅(gui)陶(tao)瓷球(qiu)制造过程足足要60-70天，具体(ti)内容可看(kan)下方（数据仅代(dai)表CeramicSpeed本身(shen)）：
1、与大(da)多数陶瓷制品一(yi)样，氮化硅(gui)(gui)球(qiu)也用粉体制造(zao)，然后通过(guo)热等静压制成氮化硅(gui)(gui)毛坯球(qiu)，该过(guo)程约30小时，使材料接近所需(xu)的最终尺寸。接着进行同样时间的冷却和压力释放阶(jie)段(duan)，以阻止轴承(cheng)破碎或变(bian)脆。
（注：氮(dan)(dan)化硅毛坯球(qiu)的制造技术对氮(dan)(dan)化硅陶瓷球(qiu)的后续加工过程(cheng)影(ying)响很(hen)大，毛坯球(qiu)的尺寸公差及表(biao)面质量(liang)将(jiang)决定着陶瓷球(qiu)最终质量(liang)）。
2、轴承球冷(leng)却(que)完毕后将(jiang)进行(xing)磨削加(jia)工(gong)，CeramicSpeed在该(gai)工(gong)序(xu)需要大约(yue)30天，这个过程将(jiang)消除模具线，并使其(qi)更接近所需的最终(zhong)尺(chi)寸。
3、最后(hou)(hou)阶(jie)段(duan)是抛光(guang)，轴承球置于(yu)抛光(guang)液中以消除任(ren)何进一步(bu)的(de)凸起部分，最后(hou)(hou)进行水(shui)抛光(guang)。Sollenberger称(cheng)：“这提供了(le)‘最平滑的(de)表面光(guang)洁度(du)和0.001毫(hao)米以内的(de)精确球形度(du)’”。
看(kan)看(kan)CeramicSpeed氮化硅陶瓷轴承的表现
三、氮化硅陶瓷球轴(zhou)承在自行车市场受(shou)欢迎(ying)吗？
按CeramicSpeed官方的说(shuo)法，对比普通的标(biao)配轴(zhou)承，更换(huan)CeramicSpeed的花鼓、中轴(zhou)和导轮轴(zhou)承可以给你节(jie)省(sheng)大(da)约9瓦的功率(lv)。The Rider Firm的经理 Ollie Gray说(shuo)：“这(zhei)听起来(lai)可能(neng)不是很多，但如果你问任何职业骑手，他(ta)们都会告(gao)诉你节(jie)省(sheng)的10瓦可能(neng)就会导致不同(tong)的结果，尤其是在(zai)计时赛(sai)或单人突围赛(sai)中。”
因此在最近几年的(de)大环赛中(zhong)，在意微弱边(bian)际(ji)性能提升(sheng)的(de)职(zhi)业(ye)(ye)自(zi)(zi)行车手们，已经纷纷用上(shang)了各种各样(yang)的(de)陶瓷轴承(cheng)(cheng)。而职(zhi)业(ye)(ye)车手的(de)器材(cai)搭配(pei)一直是业(ye)(ye)余(yu)爱(ai)好者(zhe)追随模仿的(de)对象，自(zi)(zi)然业(ye)(ye)余(yu)玩家也就越来越倾向于(yu)给自(zi)(zi)己的(de)战车升(sheng)级(ji)陶瓷轴承(cheng)(cheng)。
不过既然有(you)捧(peng)场(chang)的(de)(de)自然也会(hui)有(you)反对的(de)(de)声音。首先当(dang)(dang)(dang)然是“太(tai)贵”的(de)(de)问题，英国(guo)零部件制造商Hope的(de)(de)Alan Weatherill认(ren)为(wei)：“氮化硅陶瓷球轴(zhou)承(cheng)的(de)(de)运(yun)行摩(mo)擦力(li)小，在以20000 rpm运(yun)行的(de)(de)工(gong)业应用中确实可提(ti)供(gong)显着的(de)(de)优势。但当(dang)(dang)(dang)陶瓷轴(zhou)承(cheng)只是以300 rpm的(de)(de)转(zhuan)速运(yun)作时（如自行车花(hua)鼓），这种效率的(de)(de)细微提(ti)升对功率输出产(chan)生的(de)(de)影响其实是微乎(hu)其微的(de)(de)。对比起(qi)大幅(fu)增(zeng)加的(de)(de)成本而言(yan)，显然是不值当(dang)(dang)(dang)的(de)(de)。”
Edco轮组的(de)首席执行官，转(zhuan)子动力学专家(jia)Paul Lew也支持Hope的(de)观点，同时(shi)他(ta)提到，一辆公路车理应(ying)能够应(ying)付各种环境，比如有尘土、甚至雨天，这些都(dou)不符合陶(tao)瓷轴承(cheng)球(qiu)的(de)适用(yong)条件。
总之(zhi)在(zai)自行车届(jie)，陶瓷轴承在(zai)受到(dao)一些人的追捧同时，也有人对它不屑一顾，您又(you)是怎么看(kan)呢(ni)？
资料来源：
吴承伟(wei),张伟(wei),李东炬(ju). 超精密(mi)高性(xing)能(neng)氮化硅(gui)轴承研究现(xian)状(zhuang)与应用[J]. 精密(mi)制造与自动化,2020(1):1-3,11.
Are ceramic bearings actually worth it? By Stan Portus
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