Популярные статьи

BMW 3-series Coupe (Бмв ) 2006-2009: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

С сентября 2006 года серийно выпускается БМВ 3-й серии купе (Е92). Невзирая на свое техническое родство с седаном и Touring, купе БМВ 3-й серии имеет

Длительный тест Range Rover Sport: часть вторая

Аш длительный тест Range Rover Sport Supercharged подошел к концу. Первая хорошая новость: машину не угнали! Вторая: несмотря на соблазн, за

Audi E-tron (Ауди ) 2010: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

Audi E-tron, представленный на автосалоне в Детройте в январе 2010 года, совсем не то же самое, что E-tron, который выставлялся осенью на IAA 2009 во

Принципы ухода за АКБ зимой

В зимнее время года при морозной погоде аккумулятор автомобиля испытывает нагрузку намного больше, чем в летнее время. Автовладельцами замеченны

SEAT Toledo (Сиат Толедо) 1998-2004: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

Эта модель расширяет присутствие компании SEAT в сегменте рынка престижных автомобилей. Toledo - первый автомобиль компании дизайн которого выполнен

В 2000 г. семейство японских Corolla лишь обновилось. Спрос на эти машины падал и классическая Corolla уже не устраивала японских покупателей. Как

Skoda Octavia (Шкода Октавия) 1996-1999: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

Skoda Octavia - это современный переднеприводной автомобиль с поперечным расположением двигателя. На нём может стоять один из пяти моторов концерна

Chrysler PT Cruiser (Крайслер Пт крузер) 1999-2010: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

Дебют серийной модели PT Cruiser состоялся в 1999 году в Детройте. Компании Chrysler удалось зацепить ностальгическую струну в душе каждого простого

Примеряем Audi A6 Allroad и A8 Hybrid к нашим дорогам

Компания сыграла на контрасте, представив одновременно две модели, совершенно противоположные по идеологии: сверхэкономичный лимузин-гибрид А8 и

Toyota Tundra Crew Max (Тойота Тундра Crew Max) 2006-2009: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

Toyota Tundra (Тойота Тундра) проектировался как грузовик. Мощный двигатель, основательная рама и большая грузоподъемность... вот что отличает этот

Архив сайта
Облако тегов
Календарь

Велосипедні рами з алюмінію (алюмінієвих сплавів)

  1. У сучасному світі для виготовлення рам велосипеда використовують такі матеріали:
  2. Залежність міцності велосипедної рами від діаметра і товщини стінок труб
  3. Переваги алюмінієвої велосипедної рами:
  4. Невелике відео про те як паяти алюмінієву раму
  5. Що ще можна почитати про матеріали для велосипедних рам:

Змінено: 02.02.2017

Ми продовжуємо серію статей про різних матеріалах, використовуваних при виробництві велосипедних рам. У минулій статті ми поговорили про велосипедах на основі сталевих рам.

У сучасному світі для виготовлення рам велосипеда використовують такі матеріали:

  • сталь (Звичайну, вуглецеву, хромомолібденових).
  • Алюмінієві сплави (Alloy)
  • титанові сплави (Titanium)
  • карбон (Вуглепластик, Carbon fiber)
  • Різні рідкісні, експериментальні і оригінальні матеріали (магнієві (Magnesiumc), алюмінієво-скандієві, берилієві сплави, бамбук і т.д.)

У цій статті ми розглянемо властивості рами, виготовленої з алюмінієвих сплавів.

Сам термін алюмінієва рама не зовсім правильний. Алюміній в чистому вигляді не застосовується - він занадто м'який. Під цим терміном маються на увазі сплави з іншими металами: цинком, міддю, магнієм, марганцем і т.д.

Один з великих плюсів алюмінієвих рам - їх мала вага Один з великих плюсів алюмінієвих рам - їх мала вага. Саме тому велосипеди з такими рамами швидше набирають швидкість, на них легше підніматися в гору. Однак, це ж дає і негативний ефект у вигляді втрати накату, тобто коли велосипедист припиняє обертати педалі байк швидше зупиняється.

на велосипедах з алюмінієвими рамами трохи складніше робити повороти, так як вони набагато «жорсткіше» сталевих рам, і, якщо сталеві можуть трохи згинатися при повороті, як би «вписуючись» в нього, то алюміній цього робити не може.

Через таку жорсткості рами енергія велосипедиста, що обертає педалі, передається на колеса з меншими втратами, ніж у сталевої рами, яка при цьому трохи згинається і поглинає енергію велосипедиста. Правда, все це грає велику роль у гонщиків і спортсменів, а для звичайного байкера це «дрібниці життя». А ось що набагато більш помітно, так це те, що з-за такого властивості алюмінію поїздка на мотоциклі з алюмінієвою рамою стає більш жорсткою і некомфортною. Велосипед набагато гірше гасить вібрації на дорозі, ніж байк зі сталевою рамою, краще амортизує всі вибоїни і вибоїни на ній. Алюмінієва рама передає на п'яту точку, хребет і руки, практично не гасячи, всі удари про дорогу. А дороги у нас, як відомо, не відрізняються рівністю і гладкістю.

Для велосипедів з алюмінієвою рамою потрібна хороша амортизаційна вилка , Яка частково візьме на себе амортизацію від ударів переднього колеса, гарне сідло , А можливо і амортизаційний підсідельний штир, для пом'якшення ударів на хребет від заднього колеса.

Ще одним недоліком алюмінієвих рам є те, що на відміну від сталевих, вони, накопичуючи втому, ламаються без появи тріщин. А це значно підвищує ризик того, що вона зламається прямо під час поїздки. Тобто сталева рама, перед тим як зламатися спочатку трісне, а вже потім в цьому місці зламається. Це властивість дозволяє помітити тріщину і викинути тріснути деталь або заварити її.

Наприклад, на моїх очах, під час спуску по гірській стежці в Буковелі, в кінці траси зламалася алюмінієва рама д аунхілл-велосипеда. Добре ще, що це відбулося практично у підніжжя гори, та й сам спортсмен був відмінно екіпірований велозащітой і не отримав ніяких пошкоджень. Рама просто склалася навпіл на невеликій купині, так що останні півкілометра до фінішу велосипед їхав на свого господаря. Ситуація дуже нагадувала ту, що показана на фотографії внизу.

Ситуація дуже нагадувала ту, що показана на фотографії внизу

Залежність міцності велосипедної рами від діаметра і товщини стінок труб

При виготовленні алюмінієвих рам використовують труби більшого діаметру з товстими стінками.

Чому так?

Закони фізики кажуть, що при збільшенні діаметра труби в два рази її жорсткість підвищується у вісім разів (кубічна залежність), а при збільшенні товщини стінки труби в два рази її жорсткість збільшиться так само в два рази. Тобто для збільшення жорсткості конструкції і при мінімізації при цьому ваги - збільшення діаметра труби краще.

Виходячи з цих принципів і враховуючи, що мінімальна товщина стінки сталевої труби може бути 0,4 мм, а алюмінієвої 0,8 мм, конструктори вибирають діаметр і товщину стінок труб для велосипедних рам. Звичайно труби з наведеної вище мінімальної товщиною стінок не використовують при виробництві велосипедів.

Причому рами часто роблять з труб різних перетинів або баттірованниє, що так само дозволяє підвищити міцність готової рами. Почитати про баттірованія і геометрії труб рами можна в статті «Геометрія рами велосипеда» .

Отже:

Переваги алюмінієвої велосипедної рами:

  • Меншу вагу, в порівнянні зі сталевими рамами, і як наслідок цього хороші розгінні характеристики.
  • Майже абсолютна корозійна стійкість - такі рами не іржавіють від слова «взагалі».
  • Високі швидкісні характеристики: легше набрати швидкість і їхати в гору.

Недоліки велосипедної рами з алюмінієвих сплавів:

  • Жорсткість. Алюмінієва рама практично не гасить вібрації, і всі нерівності дороги передаються на руки і через п'яту точку на хребет, особливо якщо ще й вилка жорстка, а не амортизаційна.
  • Швидка втрата накату. Через меншої ваги, як тільки байкер перестає крутити педалі, велосипед швидко втрачає свою швидкість, на відміну від велосипеда зі сталевою рамою.
  • Недовговічність. Якщо велосипед експлуатується активно, то через кілька років різко зростає ймовірність отримати тріщину. А років через 10 звичайного катання рекомендується регулярно оглядати байк перед поїздкою на їх наявність. Виробники найчастіше дають гарантії на рами з алюмінієвих сплавів в межах 5-10 років.
  • Більш чутливі до ударів і падінь, ніж сталеві і титанові рами. Все-таки алюміній м'якше стали і удар, який сталь навіть не помітить - на алюмінії може залишити вм'ятину.
  • Неремонтоздатність. Зварити алюмінієву раму занадто складно, та й упевненості в її міцності це, насправді, не додасть - надійніше купити собі нову.
  • Висока ціна.

Види алюмінієвих сплавів, що використовуються при виготовленні велорам.

Трохи зупинимося на видах алюмінієвих сплавів, що використовуються для виготовлення велосипедних рам.

Марок алюмінієвих сплавів досить багато (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.

Використання в назві букв «Т6» 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 позначають 6061-Т6.

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

Наприклад, у наведеній нижче таблиці видно складу металів в сплавах і як змінюються їхні фізичні характеристики після термічної обробки.

сплав Склад
металів Межа
міцності
на розрив
(В тис. PSI) Межа
плинності
(В тис. PSI) Відсоток
подовження Твердість
по Брінеллю 2014 4.5% Мідь
0.8% Вуглець
0.8% Марганець
0.5% Магній 27 14 18% 45 2014T6 70 60 13% 135 6061 1% Магній
0.6% Кремній
0.2% Хром
0.3% Мідь
до 0.7% Залізо 18 8 25% 30 6061T6 45 40 17% 95 7005T6 4.5% Цинк
1.4% Магній
0.45% Марганець
0.13% Хром 51 42 13% н / д 7075T6 5.6% Цинк
2.4% Магній
1.6% Мідь
0.23% Хром
0.15% Марганець 83 73 11% 150

В таблиці:

Межа прочночті на розрив - це навантаження, при перевищенні якої відбувається руйнування вироби.

Межа плинності - навантаження , При перевищенні якої настає невідновлювальних деформація (така деформація форми вироби, яка їм самостійно не відновлюється).

Відсоток подовження - це середня величина подовження деформируемой деталі до її поломки (розриву).

Твердість по Бринелю - величина , Що характеризує твердість матеріалу на вдавлення.

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.

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.

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

Невелике відео про те як паяти алюмінієву раму

У висновку хочеться сказати наступне.

Яку раму використовувати: сталеву або алюмінієву, все-таки більшою мірою визначається призначенням велосипеда, уподобаннями самого велосипедиста, його звичками і фінансовими можливостями. Нормально кататися можна як на велосипеді з алюмінієвої, так і зі сталевою рамою.

Головне отримувати від цього тільки задоволення і здоров'я, а не проблеми і болячки.

Катайтеся собі на втіху!

А в наступній статті будуть розглянуті якості титанових велорам.

Що ще можна почитати про матеріали для велосипедних рам:

  1. Матеріал для велосипедної рами
  2. Плюси і мінуси сталевих велосипедних рам
  3. Титанові велосипедні рами
  4. Карбонові велосипедні рами - особливості та нюанси вибору
  5. Оригінальні та експериментальні матеріали для велосипедних рам (магній, скандій, дерево, бамбук)

Чому так?