Матеріали рам велосипедів - вибір, характеристики і ціна

1. Вуглецева (високотянутая) сталь (High Ten)
3. Мінуси сталевих сплавів:
4. Плюси алюмінієвих сплавів:
5. Подитог:
6. Титан
7. Мінуси титанової рами
8. Металеві вставки в карбонові рами
9. Плюси карбону:
10. Магнієві велосипедні рами
11. Плюса магнію:
12. Скандієві велосипедні рами
13. берілієві сплави
14. дерев'яні рами
15. бамбукові рами
16. Інші Корисні статті:

Наша сеть партнеров Banwar

Ми недавно вивчили технології виробництва рам , А тепер пора зрозуміти з яких же матеріалів виробляються сучасні рами велосипеда.

Навіщо це може бути корисно?

Залежно від матеріалу з якого виготовлена ​​рама, крім ціни, вони можуть мати і різні властивості. По різному рулится, амортизувати нерівності, котиться і виглядати в кінці кінців.

Абсолютна більшість велосипедів це звичайно сталь і алюміній, більш рідкісними є карбон і титан. Ми розглянемо кожен матеріал докладніше, а потім пройдемося по декількох нестандартних і рідкісним.

Який матеріал найкраще підходить для велосипеда - вкрай благодатна тема для будь-якого Велофорум з обговореннями на сотні сторінок. Зрозуміло чому це так, рама один з найважливіших і найбільших елементів велосипеда і саме вона впливає на вашу швидкість і відчуття від катання.

Які вимоги до рам пред'являються?

1. Міцність і надійність;
2. Амортизація (різні метали мають властивості амортизації) і боротьба з вібраціями;
3. Ремонтопридатність всіх елементів рами;
4. вага;
5. Жорсткість.

Які матеріали використовуються дли виробництва велосипедних рам?

• Сталь (звичайна, вуглецева, хромомолібденовая);
• Алюмінієві сплави (Al);
• Титанові сплави (Titanium);
• Карбон, вуглепластик;
• Рідкісні, експериментальні та оригінальні матеріали (магнієві (Magnesiumc), алюмінієво-скандієві, берилієві сплави, бамбук і т.д.).

У кожного є свої плюси і мінуси. Давайте з ними розберемося.

сталь

Різні марки стали використовуються вже понад 100 років. В якийсь момент було відчуття, що сталь потісниться своїми позиціями на користь алюмінію або карбону, але сьогодні зрозуміло, що сталь тільки завойовує свої позиції.

У велостроєнія використовується три типи стали:

• Звичайна сталь (steel);
• Високотянутая або вуглецева сталь (High Ten);
• Хромомолібденові сплави (Cro-Moly).

звичайна сталь

Найдоступніший, дешевий і простий матеріал. Використовується для створення дешевих велосипедів (все що ми бачимо на ринках, великих продовольчих магазинах і дешеві сегменти в веломагазинах). Рами мають властивості іржавіти, не самі міцні і досить важкі. До речі термін "велосипед з водопровідних труб" як раз про цей матеріал.

Вуглецева (високотянутая) сталь (High Ten)

Дана сталь вже більш просунута з хорошими характеристиками і стійкістю до іржі. Вона досить гнучка, щоб гасити вібрації при катанні, при цьому ціна на неї дуже доступна.

Дуже добре підходять для важких людей, аж до 150 кг.

Хромомолібденова сталь (Cro-Mo)

Даний матеріал виходить при додаванні молібдену під час її варіння. Молібден надає стали дрібнозернисту структуру, покращуючи її міцність. Найчастіше для велосипедів використовується легована конструкційна хромомолібденовая сталь 30ХМА по ГОСТ 4543 або за американською класифікацією сталь 4130.

Cr-Mo міцніше, легше і надійніше ніж інші види стали, але також вона і дорожче. Він також менше схильний до корозії.

Подитог:

Хоча можна почути думки, що сталь це минуле століття - це не так. Сучасні стандарти дозволяють виробляти сталеві рами дуже високого класу.

Плюси сталевих сплавів:

• Міцність (здатність матеріалу не руйнуватися під впливом на нього навантаження), жорсткість (здатність матеріалу не міняти форму під впливом навантаження), надійність і довговічність. Чи не поятся падінь;
• Чи не накопичує втому, тобто ламаються рами в плині часу, а не за один раз як алюміній;
• Ремонтопридатність. Будь-зварювальник зможе її заварити;
• Низька ціна;
• Комфорт. Дані рами досить м'які і гасять нерівності дороги. До слова тому, часто можна побачити гарні жорсткі сталеві вилки саме зі сталі.

Мінуси сталевих сплавів:

• Велика вага;
• Можуть іржавіти, особливо якщо залишати на вулиці, кататися в дощ, мати подряпини.

Сталь і вага.

Часто саме через вагу, відмовляються від покупки таких рам. Здається розумним, доплатити і вибрати алюмінієвий аналог який буде на 1-2 кг легше. Однак вага, характеристика важлива, але не першорядна для звичайного велосипеда.

По факту - важливіші характеристики при виборі - міцність, жорсткість і надійність. Любитель не бере участі в змаганнях, він використовує свій велосипед для катання і прогулянок. І під час прогулянки, якщо не вдаватися в подробиці, все велосипеди їдуть непогано і приносять свою частку задоволення.

Однак технології не стоять на місці і баттинг ( "змінна товщина стінок рами" - читайте статтю ) Використовується в тому числі і на сталевих рамах.

Десна і Кама - велосипеди нашого дитинства вагою по 15 кг були якраз сталевими і згадайте, скільки поколінь докочуватися один і той же велосипед не дивлячись на зростання і вік.

Тому, щоб не піддаватися на маркетинг і рекламу - робіть свій усвідомлений вибір. Сталь - доступний і надійний матеріал.

Тут також зробимо застереження, що велосипед складається не тільки з рами, а й з комплектуючих на ній. Найчастіше можна побачити, що на сталевих рамах встановлено найпростіше обладнання для прогулянок.

алюміній

Алюміній в чистому вигляді не застосовується, він занадто м'який. Тому використовуються сплави з цинком, міддю, магнієм, марганцем та іншими.

Основний плюс таких рам - вага. Велосипеду з алюмінію простіше набрати швидкість і в'їхати в гірку, так як ефективність передачі енергії від ніг до велосипеда вище. Однак якщо ви перестанете крутити педалі, велосипед відразу ж почне зупинятися (момент інерції на сталевих рамах краще). Почасти до таких велосипедів треба звикнути після м'якої сталі, так як вони набагато жорсткіше і по іншому рулятся. Від цього ж вони гірше гасять вібрації на дорозі, ніж сталеві аналоги.

Іншим мінусом алюмінію є той факт, що він накопичує втома і поломка відбувається миттєво без тріщин, що підвищує ризик травми. Тут відразу обрадуем - звичайні велосипеди майже ніколи не ламаються в рамі, тільки їх екстремальні побратими.

Через цих особливостей, алюмінієві рами роблять із труб більшого діаметра з товстими стінками. Від цього сильно збільшується жорсткість і мінімізується вага.

Плюси алюмінієвих сплавів:

• Меншу вагу;
• Рами не іржавіють;
• Високі швидкісні характеристики.

Мінуси алюмінієвих сплавів:

• Жорсткість. Алюмінієва рама гірше гасить вібрації від дороги і все передається наїзникові. Жертва заради швидкості;
• Недовговічність. Після 5 років використання велосипеда збільшується ризик появи тріщин. Бажано уважно за цим стежити;
• Більш чутливі до ударів і падінь. Поставити вм'ятину або навіть погнути раму вельми просто від середнього падіння або удару в машину / стіну;
• Погана ремонтопридатність. Зварити алюмінієву раму складно і завжди залишиться ризик відновлення тріщини;
• Висока ціна.

Види алюмінієвих сплавів, на яких ми їздимо

Існує велика кількість алюмінієвих сплавів (2014 року, 7000, 7005T6, 7009T6, 7010T6, 6061T6, 6065 і т.д.), але найбільш часто в велосипедостроєнія використовуються марки 7005T6 і 6061T6 (аналог вітчизняного сплаву АД33 по ГОСТ 4784-97). Їх ще називають сплави шести- або семитисячної серії.

Знак «Т6» в назві говорить про те, що матеріал пройшов термічну обробку.

Наприклад, при термічній обробці сплаву 6061 виріб з нього нагрівають до 530 ° С, потім інтенсивно охолоджують водою. Потім його протягом 8 годин при температурі близько 180 ° С штучно старять. Після такої обробки сплав 6061 вже позначається 6061-Т6.

Сплав 7005 при термічній обробці охолоджують не водою, а повітрям.

Сплави 7005 і 7075 міцніші, ніж 6061 і рама з них прослужить довше, ніж точно така ж зі сплаву 6061. При цьому 6061 більш технологічний, ніж сплави серії 7xxx. А це дозволяє простіше виготовляти з нього труби зі складним перетином і баттированного їх, що також збільшує міцність таких рам. Алюміній марки 6061 легше зварити, ніж 7005.

Виходить, що обидва матеріали хороші і порівнювати їх можна, тільки знаючи технологію їх виробництва, а цього нам ніхто не розповість)

Сварка рами з труб, виготовлених з алюмінію марки 2014 року, 7075 взагалі дуже складний і дорогий технологічний процес. Звичайною аргонно-дугового зварювання їх не можна зварити. При виробництві їх можна тільки лити цілком. Саме тому ці марки практично не застосовують при виробництві велосипедних рам.

Рама з алюмінієвого сплаву 6061 краще підійде для фрірайд (freeride, FR) і даунхіл (downhill) рам. Для крос-кантрійних байків хардтейлов оптимальним буде сплав 7005. Він більш міцний, жорсткий і довговічний.

Велотуристи не дуже полюбляють алюмінієві рами через їх «жорсткості» і неможливості зварювання в "будь-якому селі" на відміну від звичайної зварювання стали.

Подитог:

Вибір рами залежить від цілей катання, бажання власника і бюджету. Отримувати ж задоволення можна як на сталевий, так і на алюмінієвій.

Титан

Якщо оцінювати фізичні характеристики титанових рам, то цей матеріал можна назвати одним з кращих. Поєднує все краще від сталевих і алюмінієвих рам при цьому майже позбавлений недоліків.

Звичайно титан рідкісний і дорогий. У чистому вигляді не використовується для виробництва. Сплави використовуються з ванадієм, молібденом, кремнієм і іншими матеріалами.

Особливість цих сплавів в тому, що вони важко обробляються і вимагають складних технологій при зварюванні, що збільшує ціну.

Даний клас рам відмінно справляється з бездоріжжям і гасить вібрації від дороги. Менше втрачає швидкість, більш плавний в русі і краще лягає в повороти, ніж алюмінієві аналоги. Він трохи гірше розганяється, але після розгону відмінно тримає швидкості, причому як на рівних, так і на поганих дорогах.

Якщо ви відразу не відчуєте задоволення від титану, то можна довіритися думку досвідчених туристів, які відзначають більшу легкість в тілі саме після титану на дистанціях в 100 км +.

Титан також не схильний до корозії, можна кататися в будь-яку погоду і пору року, рамі байдужі будь-які реагенти.

Рами можна навіть не фарбувати, що додатково залучить уваги набагато менше з боку злодіїв.

Головна перевага титану - особлива міцність. Залежно від сплаву, міцність на розрив становить від 600 до 900 МПа, на відміну від алюмінію, що має максимальне значення в 80-90 МПа

Вкрай стійкі до того, щоб бути погнутими або подряпаними на відміну знову таки від алюмінію / карбону.

Вага може починатися від 900 грам!

Звичайно є і недолік у вигляді ціни, що обумовлюється рідкістю металу і складністю обробки. Навіть з карбоновими моделями титан поки не може конкурувати, тому в масовий сегмент він поки не пішов і залишається долею велофанатов.

Плюси титанової рами

• Висока міцність;
• Низький вага;
• М'якість. Навіть велика, ніж у сталевої рами. Відмінно гасить вібрації на дорозі;
• Довговічність. Більш 15-20 років без проблем термін служби рами;
• Висока антикорозійна стійкість;
• Стійкість до механічних пошкоджень, ударів і подряпин.

Мінуси титанової рами

• Висока ціна;
• Погана динаміка при розгоні;
• Низька ремонтопридатність - хоча зламати її дуже складно.

Підсумок: Найкращий і оптимальний варіант велосипедної рами - це титанова рама. Якщо вас не лякає її ціна.

карбон

Це полімерний композиційний матеріал з переплетених ниток вуглецю, розташованих в матриці з різних полімерних смол.

Такі волокна мають велику поздовжньої міцністю, тобто розірвати їх дуже важко, а ось бічна міцність у них низька - вони легко ламаються убік. Тому в карбонових конструкціях різні шари ниток розташовуються в ті сторони, на які діють сили в готовому виробі.

Друга состовляющих карбону - смоли, їх головне завдання - утримувати волокна в заданому положенні, зберігаючи форму виробу. Від них, залежить, наскільки міцно різні шари ниток будуть пов'язані один з одним і фінальні властивості готових виробів.

Смоли можуть застигати або в звичайних умовах, або «пекти» в спеціальних печах, що різко підвищує якість готової продукції. До них часто відносять епоксидні смоли. Буває що використовують каучук для додаткового армування.

Сьогодні карбон в велостроєнія використовується при виготовленні рам, коліс, підсідлових штирів, керма, виносів і вилок.

Карбонова рама - це пов'язана зі скло і вуглецевих волокон конструкція, просочена синтетичними смолами і «спечена» при високій температурі. За рахунок спрямованого плетіння конструкція рами отримує потрібні характеристики. Сьогодні навіть екстремальні велосипеди для даунхілу виготовляються з карбону.

Якісні карбонові рами відмінно пом'якшують вібрації при поїздках саме за рахунок тканинної структури. Правильне ж розташування шарів тканини з карбонових ниток дають хороше виброгашение і пружність, які складно отримати від алюмінію. Тому виробництво карбонових рам вимагає високого рівня фахівців.

Також властивості рами сильно залежать і від способу його "випічки". Безліч нюансів начебто напрямки, кількості шарів, температури і тиску при нагріванні форм - все це дає той результат, який ви отримаєте при їзді в вашій рамі.

Тому для гонщиків часто роблять індивідуальні рами - крім "підгонки" під параметри райдера (вага, посадка та інше), її по особливому виробляють. Ціна такої рами буде як вартість хорошого авто, але коли стоїть питання честі країни, гроші йдуть на другий план.

Популярний сьогодні доступний китайський карбон, навряд чи має всі переваги. Шари можуть бути покладені на удачу, просочення - звичайна епоксидка, сушка на око. Тому міцності під питанням, але зате покупець каже всім, що його велосипед "карбоновий".

Як відомо, виробництво карбону вкрай шкідливий для працівників. Багато ручної роботи, пари смол, затверджувачів, пилу - сильно знижує здоров'я працівників. Існують навіть компанії, які відмовилися від виробництва карбонових велосипедів саме з цієї причини.

Що впливає на жорсткість і міцність карбонової рами?

• Менше смоли - міцніше рама.
• Чим більше шарів в різних напрямках, тим міцніше рама.

Металеві вставки в карбонові рами

Через те, що нарізати різьбу в карбоні можна на сьогодні, тому в них вклеюються сталеві, алюмінієві або титанові барила з готовою різьбленням. Це використовується наприклад в каретках.

Однак! Через різного коефіцієнта розширення при зміні температур, дані вклеєною частини можуть відклеїтися і випасти.

Плюси карбону:

• Мала вага, майже як у титанових аналогів, іноді навіть легше (вага рами від 900 г.);
• Висока міцність;
• Можливість виготовити раму будь-якої міцності і форми, аж до індивідуальних особливостей (актуально швидше для спорту);
• Повна відсутність корозії.

Мінуси карбону:

• Тільки грамотно спроектовані рами (з урахуванням всіх особливостей виробництва), відпрацьовуватимуть свої карбонові гроші і вона буде приносити задоволення. В інших випадках можна отримати занадто жорсткий або занадто м'який велосипед;
• Висока ціна. Хоча сьогодні вони стають все доступнішими і доступніше;
• Крихкість. Небезпечні точкові удари. У місцях сколів або сильних подряпин їх фортеця порушується;
• Дуже складно ремонтуються. Сьогодні вже почали ремонтувати їх, накладаючи карбонові заплатки на місце точкових ударів, але зміна перетин труби, змінює напрямки навантажень діючих на неї, що може погано позначитися на керуванні велосипедом, а також слабке місце, так і залишиться найслабшою;
• Середній термін служби - кілька років;
• Складність установки багажника, хоча це і вирішується, але вельми кустарно.

Також карбон потрібно все таки "знати". Якщо на алюмінієвому або сталевому велосипеді перетягнути затиск підсідельного штиря, то ви максимум зламаєте болт або його різьблення. На карбоновому ж підсідельному штирі ви можете отримати тріщину.

Виробництво карбону в Giant

І виробництво в Scott

Оригінальні та експериментальні матеріали для велосипедних рам

• магній;
• скандій;
• берилій;
• дерево;
• Бамбук.

Магнієві велосипедні рами

Магній - рідкісний метал. Тому він звичайно дорогою і реально катаються люей на ньому мало. Однак дещо відомо.

Від виробників відомо що в хімічному складі матеріалу використовується 92 - 94% магнію Mg (magnesium) і інше різні добавки.

До сьогоднішнього момент це найлегші рами. У них хороші здібності щодо зниження вібрацій, близько до титановим аналогам. На сьогоднішній день це найлегші рами. У них також хороша здатність знижувати вібрації, практично, як у титанових.

Плюса магнію:

1. Вага. Магній на 34% легше алюмінію, в два рази легше титану і в 4 рази легше стали. Найкраще співвідношення міцності до ваги серед усіх матеріалів для велорам;
2. Високий рівень гасіння мікровібрацій;
3. Хороші ходові властивості як по рівній дорозі, так і по пересіченій місцевості;
4. Ефектно!

Мінуси магнію:

1. Ще гірше переносяться точкові удари, навіть ніж у карбону;
2. Має гірші ходові характеристики на крутих підйомах, при різких прискореннях, особливо при силовому педалюванні;
3. Значною мірою схильні до корозії і дуже бояться агресивних середовищ;
4. Погано переносять сильні вагові навантаження. Якщо у вас вага більш 95-100 кг і ви велотурист з величезними рюкзаками, це не ваш вибір;

Цей матеріал сьогодні найчастіше можна побачити в амортизаційних вилках.

Скандієві велосипедні рами

Реально матеріал - спеціальний алюмінієвий сплав з добавками скандію.

Їх основна перевага - низька вага. Вони навіть легше титанових, при трохи меншій ціні. Хороші показники міцності і середня м'якість. Однак матеріал вкрай вимогливий до технології виробництва, інакше він сильно втрачає всі свої позитивні властивості.

берілієві сплави

Був тест для масової аудиторії з рам з берилієвими сплавами, як зазвичай ціни на них були дуже високі, але конкуренції з карбоном вони не витримали.

Звичайно більшість таких унікальних сплавів створені або для професійних гонщиків, або для виставки. Масовому споживачеві все це ні до чого.

дерев'яні рами

Складно аналізувати їх переваги і недоліки. Ви точно станете заніменітим на всю округу)

бамбукові рами

Матеріал має пристойний потенціал, особливо в Південно-Східній Азії, останнім же час мода почала приходити в Європу і Америку. Рами виходять легкі, жорсткі і стійкі до ударів. Вібрації даний матеріал також здатний добре гасити.

Перший такий велосипед з'явився ще 1894 року, а сьогодні їх випущено понад мільйон! Виробництва є в США, Німеччині, Китаї, Індії та інших країнах. Є широкий модельний ряд за досить доступними цінами.

Як досягається міцність? Бамбукові трубки - обпалюють, при цьому саха всередині стебла перетворюється в карамель, крім того на його поверхні з'являється тонкий і твердий захисний шар.

Самі трубки скріплюються за допомогою перехідників або вуглецевого шнура, а також конопляного волокна (пенька), залитого епоксидкой. З металу роблять дропаути і трубку для вставки каретки. Вага зазвичай від 1,5 до 2,7 кг.

Але взагалі це все експериментальні і непоширені варіанти. Вони згадуються виключно для загального розуміння, що все не стоїть на місці і постійно шукаються нові рішення.

Відео загального процесу виробництва велосипедів.

Інші Корисні статті:

Вдалого Вибори!

Підписуйте на нас в соц. мережах!