Обзор велосипедных рам.

Рама - главный конструктивный элемент. Именно на раме монтируются все остальные узлы и агрегаты велосипеда. Основные требования, предъявляемые к рамам - это прочность, легкость жесткость, долговечность и конечно привлекательный вид. На сегодняшний момент рамы и вилки изготавливают из следующих материалов:
1. Сталь и ее сплавы ( низкоуглеродистая сталь, а также хромолибден).
2. Алюминиевые сплавы.
3. Титановые сплавы.
4. Композитные материалы, типа карбон.
Пробежимся вскользь по этим материалам.
Сталь – рамы из этого материала имеют достаточно большой вес, но невысокую цену. Если увидели на улице велосипед с рамой в форме эллипса или прямоугольника, то знайте, это рама из низкоуглеродистой стали, изготовленная путем наматывания стальной ленты на оправку с последующей сваркой и механической обработкой. Если такую раму красиво "по-моднявому" разукрасить, то отбоя от детей не будет… Однако не стоит гнаться за такими, на первый взгляд, солидными и прочными рамами. Законы механики и физики никто не отменял. Известно, что круглые рамы воспринимают нагрузки одинаково во всех направлениях, чего не скажешь про другие профили. Например, труба эллипсного сечения имеет продольную жесткость на 25% выше, а поперечную на 12% меньше чем у тубы круглого сечения. Соответственно рама из некруглых труб имеет низкую живучесть так, как при пиковых поперечных нагрузках она может "сложиться". Следует знать, что стальная рама, перед тем как сломаться обязательно "предупредит" трещиной. Очень часто стальные трубы для рам делают переменной толщины, так как рама испытывает неравномерные нагрузки в разных точках и, соответственно, в критичных точках ( рулевая колонка, каретка, подседельный штырь и пр.) нужно сделать толще, а в остальных точках уже. Эта технология называется баттинг (от англ. BUTTED). Она позволяет также немного снизить вес рамы. Баттинг бывает двойной, тройной и четверной.
Существует не так много фирм производящих качественные трубы для производства рам. "REINOLDS" (США), "COLUMBUS" (Италия), "VITUS PRESTIGE" (Франция), "TRUE TEMPER" (США), "ORIA" (Азия), "TANGE" (Япония) и др. Каждая фирма имеет свое клеймо, которое после сварки и покраски наклеивается на подседельной или наклонной трубе и несет информацию о материале труб, их внутреннему профилю и назначению готовой рамы.
Алюминий– в отличие от стальных, трубы большего наружного диаметра и имеют большую толщину стенок. Алюминиевые сплавы не дорогой материал и позволяет делать прочные и легкие рамы. Однако срок службы алюминиевых сплавов ограничен (около 10 лет). С течение времени прочность теряется, и такая рама может сломаться внезапно. Достаточно редко из алюминиевых сплавов делаются вилки. Обычно передняя вилка на алюминиевых рамах стальная с тройным баттингом. Это обусловлено прочностью самого исходного материала. Вилка подвержена колоссальным вибрациям и вероятность разрушения алюминиевой вилки выше, чем у стальной. Также нужно знать, что алюминий требует специального покрытия, иначе он очень быстро коррозирует. Покрасить алюминий очень сложно (как правило, это краски на эпоксидной основе).
Главное отличие алюминиевых рам от стальных их более высокая жесткость. Соответственно КПД рамы выше. Энергия седока полнее передается в поступательном движении, т.е. сама рама поглощает меньше энергии. Ездок ногами буквально "чувствует" поверхность, что поможет заезжать в приличные горки. Но зато вибрация от поверхности передается через раму седоку и делает езду менее комфортной. Поэтому алюминиевые не рекомендуются людям с весом менее 70 кг и обязательно нуждаются в передней амортизационной вилке.
Из положительных качеств алюминиевых рам - их агрессивность - создается впечатление, что байк начинает разгоняться сразу, как только вы начинаете давить педали, но зато сразу (!) прекращает, как только вы крутить перестаете. Как говорят велосипедисты - профи - рама "туповата". Стальные рамы таких недостатков не имеют. При выборе алюминиевой рамы нужно помнить еще об одном моменте: стальная рама "облизывает" неровности дороги и "пишет" повороты - то есть изгибается соответствующим образом, что помогает в управлении байком. Алюминиевая рама в свою очередь ошибок не прощает - требует точного владения велосипедом, умения выбрать нужную передачу и виртуозного владения тормозной системой.
Чистый алюминий слишком мягок и слаб для того, чтобы из него можно было изготавливать велосипедные рамы или другие детали. Для придания необходимых характеристик в алюминий добавляют другие химические элементы: магний, цинк, медь и др. Сплавы в велостроении имеют маркировку из четырех цифр. Номер сплава показывает, какие компоненты были добавлены к исходному алюминию. Так, например, 1000-ная серия будет состоять из чистого алюминия, и обладать небольшой прочностью и жесткостью. Велокомпоненты и рамы изготавливаются, главным образом, из 5000-й (5086), 6000-й (6061) и 7000-й (7005) серий. В сплавы 6000-й серии добавляют магний, 7000-й серии - цинк. Сплавы 6000-й и 7000-й серии пригодны для сварки.
Теперь поговорим об основных характеристиках сплавов, влияющих на выбор того или иного сплава при конструировании необходимого изделия.
Одним из мировых лидеров по производству рам из алюминиевых сплавов является американская фирма CANNONDALE (с 1977 г.) Рамы изготовлены из сплавов применяемых в аэрокосмической промышленности и в процессе изготовления подвергаются специальной термической обработке, которая увеличивает срок материала. На такие рамы фирма дает пожизненную гарантию. В отличие от других фирм производителей алюминиевых рам у " CANNONDALE" все сварные швы зашлифованы (причем вручную). Это дает дополнительный выигрыш по внешней эстетике рам. Все велосипеды CANNONDALE относятся к классу HAND MADE (ручная сборка).
Кроме CANNONDALE из качественных производителей алюминиевых стоит выделить следующие фирмы: GT(США), WHEELER (Германия), TREK(США), MARIN(США), GIANT(Тайвань), SCOTT(США).
Титан – рамы из этого материала встречаются реже, чем выше рассмотренные, ввиду их высокой стоимости. Хотя титан самый распространенный металл на нашей планете и встречается в чистом виде, все изделия из него - это сплавы с вольфрамом, молибденом, кобальтом и стоимость таких сплавов очень высока. Титановые сплавы трудно поддаются механической обработке и требуют сложных технологий сварки. В плане прочности и веса изделия эти сплавы дают совершенно новые возможности. Титановые сплавы не окисляются и не коррозируют, изделия из них, как правило, не красят, а оставляют в их естественном виде (обычно полируют). Рама МТВ из титанового сплава может весить в пределах 1200-1500 гр. Титановые трубы имеют на 50% меньшую плотность чем стальные и в то же время имеют запас прочности позволяющий пережить любой другой материал. Более гибкий, чем сталь, титан обеспечивает мягкую и комфортную езду. Один раз прокатившись на таком велосипеде, вряд ли вы пересядете на другой…
Композитные материалы – рамы из таких материалов изготавливаются следующим образом: из нитей фибергласса, кевлара, карбона, угольной нити специальная машина на оправке в 68 ниток сплетает трубчатый чулок, который пропитывается компаундом и спекается при температуре 800 градусов Цельсия. После механической обработки полученные трубы с помощью металлокерамических клеев приклеиваются к алюминиевым или титановым узлам. Уже готовое изделие проходит термическую обработку. Разное процентное содержание указанных выше частей позволяет обеспечить нужную прочность и жесткость изделия. По весу, прочности, жесткости композитные рамы значительно превосходят все выше указанные материалы, но следует отметить, что космические технологии подразумевают и "космические" цены.

Подготовил Slav

extreme.by - При копировании материалов сайта, активная ссылка на http://extreme.by обязательна.