Алюминиевая рама велосипеда

Пожалуй, самый кардинальный апгрейд велосипеда — это замена рамы. Именно рама задаёт характер байка, сильнее всего влияет на его ходовые качества, на внешний вид и, как следствие, на получаемое удовольствие от катания. На интернет-форумах сломано множество копий насчёт выбора того или иного материала рамы и данную тему можно смело отнести к разряду холиваров, но всё же я позволю себе порассуждать и изложу своё мнение.

Алюминиевые рамы

На протяжении многих лет алюминиевые рамы пользуются большой популярностью среди велосипедистов по всему миру. Хоть рамы и называются «алюминиевые», но изготавливают их не из чистого алюминия, а из сплава, ввиду того, что сам по себе алюминий довольно мягок. Таким образом примерно на 95% сплав состоит из алюминия, но также включает: магний, цинк, марганец, титан, хром, железо и др. В результате этого получаются такие популярные сплавы как 7005 и 6061, чаще всего используемые при изготовлении велосипедных рам. С целью увеличения прочности применяются трубы большого диаметра и с большей толщиной стенок. Многие алюминиевые рамы, с целью облегчения, обладают т.н. баттингом, что представляет собой переменную толщину стенок труб в разных местах, в зависимости от нагрузки. В результате рама получается достаточно лёгкой, жёсткой и прочной.


Trek 8500

Вес алюминиевой рамы среднего уровня в размере 19” составляет около 2-2.5 кг, что позволяет собрать довольно лёгкий байк при весьма скромном бюджете. Что касается жёсткости, то это и хорошо, и плохо. Для участия в гонках, где важен рывок, динамичная езда стоя на педалях и чёткость управления, жёсткость будет плюсом. Но если говорить о продолжительных поездках на длинные дистанции, то езда на алюминиевой раме может вызвать некоторые неприятные ощущения в пояснице, спине и руках, особенно если у вас есть какие-либо проблемы с позвоночником. Причиной тому названная выше жёсткость, а также свойства материала — низкое внутреннее трение, в результате чего, вибрация от колёс очень хорошо передаётся велосипедисту через раму.

Одним из главных недостатков алюминиевых рам является их склонность к накоплению усталости и, как результат, неожиданным поломкам в самый неподходящий момент. Именно поэтому стоит с особой настороженностью относиться к б/у рамам из алюминиевого сплава возрастом более 10 лет, с приличным пробегом или подвергавшимся большим нагрузкам (например, в экстремальных дисциплинах). Также это актуально для жёстких алюминиевых вилок. Мало того, что езда на такой вилке крайне некомфортна, так ещё и сломаться может внезапно.


Так или иначе, но алюминиевые рамы продолжают пользоваться большой популярностью и на их базе собирают многие серийные модели велосипедов в нижнем и среднем ценовых сегментах. Пожалуй, цена здесь является основополагающим фактором. Ведь приобрести достаточно качественную раму из алюминиевого сплава можно даже за 5000-8000 руб.

В профессиональном велоспорте алюминиевые рамы уже давно не используются и их полностью вытеснил карбон, который по своим свойствам гораздо лучше подходит для дисциплин, где счёт времени идёт на секунды, а веса на граммы.

Карбоновые рамы

В профессиональном спорте карбон закрепился прочно и надолго, вряд ли в ближайшие годы что-то сможет его вытеснить. Технологии продолжают оттачивать, выпускают новые модели рам, обладающие большей жёсткостью, прочностью, лучшей аэродинамикой и меньшим весом. Вместе с этим карбоновые рамы и компоненты перестали быть привилегией исключительно профессионалов и, чем дальше, тем больше, проникают в ряды велосипедистов-любителей. Вместе с этим появилась масса статей и тем на форумах с весьма неоднозначными мнениями насчёт карбоновых рам. Могут вызвать недоумение статьи, где автор рассказывает о том, какой карбон классный, надёжный и прочный, но потом сам себе противоречит и говорит о том, что он всё же немного хрупкий. Так всё же, надёжный или хрупкий? Давайте разберёмся.


Specialized_Epic_Comp_Carbon_29

На самом деле так и есть, карбон одновременно и прочен, и хрупок, как бы это странно не звучало. На растяжение карбон гораздо прочнее алюминиевого сплава, но что касается излома или сильных точечных ударов, то здесь всё уже не так хорошо. Можно подвергать карбоновую раму высоким нагрузкам при езде по пересечённой местности, прыжках, даже перевозить тяжёлое туристское снаряжение в походе и не переживать, что карбон не выдержит и вдруг сложится. Но иногда может случиться так, что велосипед неудачно упадёт на острый камень, угол стены или получит удар при транспортировке в электричке, поезде или самолёте. Таких случае довольно много. Какова вероятность того, что такое произойдёт конкретно в вашем сценарии использования — вопрос другой. Правда не стоит думать, что карбон действительно настолько хрупкий и способен разрушиться от любого маломальского удара. В большинстве случаев всё должно обойтись поверхностным сколом лака, слой которого также обеспечивает дополнительную защиту карбона. При нормальном использовании карбоновая рама может прослужить очень долго, ведь карбон практически не накапливает усталость.

Последнее время большую популярность получили бюджетные (относительно) китайские карбоновые рамы.
первую очередь это обусловлено ценой — около 13000-15000 руб., что более чем в два раза ниже стоимости моделей известных брендов. Стоит ли покупать такую раму? Если очень хочется попробовать карбон, но нет возможности приобрести раму известного производителя, то это единственный вариант. Но нужно учитывать, что карбон карбону — рознь. Бюджетная карбоновая рама неизвестного происхождения может быть не такой лёгкой и надёжной, не обладать продуманной геометрией, в общем, существенно проигрывать брендовым образцам. Но, так или иначе, позволит вам получить представление о том, что такое карбоновая рама и как она себя ведёт.

Нужен ли карбон мне?

Для того, чтобы вам было проще определиться, я предлагаю ответить для себя на ряд вопросов:

  • Вы готовы потратить только на одну раму 30000+ рублей?
  • Вы готовы потратить ещё около 60000 на остальные компоненты, которые будут соответствовать уровню рамы?
  • Вы будете участвовать в гонках и бороться за призовые места?
  • Вам точно не будет жалко рубиться на гонках на подобном велосипеде? 🙂
  • Вы не планируете ездить в походы и не будете транспортировать байк в электричках или поездах вповалку с другими велосипедами?
  • У вас есть ещё один велосипед попроще на каждый день?
  • Вам важен «вау-эффект», производимый на окружающих?

В случае уверенных положительных ответов на эти вопросы, можно предположить, что да, скорее всего вам действительно нужен велосипед на карбоновой раме. Если же вам, в первую очередь, важны надёжность и долговечность, вы не собираетесь завоёвывать призовые места на соревнованиях, а кошелёк не тянет карман, то не стоит гнаться за трендами. В этом случае обратите внимание на более доступные и испытанные временем материалы, например, сталь.

Стальные рамы


Хотите прикоснуться к настоящей классике? Купите качественную стальную раму. Многие десятилетие большинство велосипедов собирались именно на стальных рамах, начиная от детских Школьников, заканчивая Colnago профессионального уровня. В начале 90-х годов, в профессиональном велоспорте, стальные рамы очень быстро были вытеснены алюминиевыми, а затем и карбоновыми. Что касается более бюджетных велосипедов, то здесь сталь до сих пор в ходу, причём очень даже разная.

Jamis Exile XC

Самые простые и бюджетные — рамы из низкоуглеродистой стали, чуть более дорогие — из легированной (high tensile, hiten steel). Первые используются на велосипедах самой низкой ценовой категории и иногда их называют рамами из кроватных или водопроводных труб. Действительно, характеристики их вряд ли можно назвать выдающимися, особенно первых. Такие рамы обладают большим весом (4-5 кг) и довольно сильно подвержены коррозии. Тем не менее стоят они недорого, крепки и ремонтопригодны и хорошо гасят вибрации.


Самые лучшие и интересные стальные рамы изготавливают из хромомолибденовой стали (CrMo). Некогда легендарные ХВЗ, Colnago, Bianchi, Pinarello и многие другие известные производители шоссейных и горных рам имели в своём арсенале множество моделей хромомолибденовых рам разного уровня, от средних любительских, до топовых профессиональных, на которых множество раз одерживали победы на культовых мировых велогонках, таких как: Tour de France, Giro d’Italia, Paris-Roubaix и многих других. Конечно, на сегодняшний день, в профессиональном велоспорте, сталь (даже такая качественная) уже много лет не используется, но многие производители продолжают изготавливать хромомолибденовые рамы, как шоссейные, так и горные, которые пользуются большой популярностью у ценителей классики и велотуристов, которым важна максимальная надёжность, ремонтопригодность и комфорт при передвижении по дорогам с самым разным покрытием.

Хромомолибденовые рамы очень стойки к накоплению усталости. Даже, если случилось так, что хромомолибденовая рама сломалась, то, как правило, это происходит не резко, а постепенно. Были случаи, когда у хромомолибденовых рам в тяжёлых походах появлялась трещина, но они выдерживали, не ломались, и позволяли закончить маршрут. Почти 10 лет назад ко мне попала хромомолибденовые рама Jamis Exile XC. Фотографии этого велосипеда вы можете наблюдать на страницах этого сайта. Так вот рама попала ко мне уже сильно побитой жизнью.
а долго лежала в неотапливаемом гараже, в результате чего начала ржаветь. Резьбу карточного узла мне пришлось тщательно очистить, обработать преобразователем, а после пролить всю раму мовилем. Кроме того на верхней трубе рамы есть вмятина, а также присутствует небольшое искривление задних перьев, таким образом заднее колесо оказалось немного в стороне. Тем не менее это мой основной велосипед на все случаи жизни, который я использую круглый год на протяжении 9 лет.

Велосипед на хромомолибденовой раме очень комфортен. Благодаря свойствам материала — высокому внутреннему трению и хорошей пластичности, байк на хромолевой раме буквально играет под велосипедистом, что очень хорошо чувствуется при езде по мелким неровностям, например, “стиральной доске” или каменистому грейдеру. Конечно, в случае использования велосипеда для гонок, мягкость можно отнести к недостаткам, нежели к плюсам. Но если в приоритете для вас комфорт при передвижении по разным дорогам и при их полном отсутствии, то хромоль — очень хороший вариант.

Бытует мнение, что стальные рамы очень тяжёлые. Но это совершенно не относится к качественным хромомолибденовым рамам. Если, конечно, не сравнивать их с карбоном. А вот с алюминиевыми вполне можно сравнить и преимущество будет не всегда за последними. Конечно, лёгкие хромомолибденовые рамы довольно дороги и могут стоить 20000-30000 руб. и более. Но есть варианты и подешевле, к тому же, в случае хромомолибденовых рам, не стоит сильно бояться Б/У, как с алюминиевыми. Мне мой Jamis достался почти бесплатно, можно сказать, что я его спас 🙂

Титановые рамы


Вот мы и добрались до моего любимого титана. Именно велосипед на титановой раме олицетворяет для меня максимальную универсальность, надёжность и является моим выбором. Напомню, что уже более 12 лет я владею велосипедом на базе рамы Titerra Ti-M19, некоторое время назад я писал о нём в статье и рассказывал в видео.

Titerra Ti-M19

Титановые рамы обладают весом, сравнимым с лучшими алюминиевыми образцами, прочностью и комфортом, присущим хромомолибденовым рамам, но при этом практически не боятся коррозии и обладают фантастической долговечностью. Замечу, что пункт про долговечность имеет силу, если при изготовлении были соблюдены все технологии. В противном же случае рама может быстро сломаться и починить её уже будет не так просто, поскольку требования к условиям обработки титана весьма высоки, что напрямую отражается на ремонтопригодности изделия, особенно при отсутствии необходимых условий. Но если технология была соблюдена, то титановая рама будет служить вам десятилетиями, ещё и на внуков с правнуками хватит.

При изготовлении титановых рам применяется сплав, содержащий и другие элементы, а не только титан в чистом виде. Такие сплавы называются Titanium alloys. Так, например, самыми популярными сплавами, используемыми в производстве велосипедных рам являются 3AL-2.5V (3% Алюминий и 2.5% Ванадий) и 6AL-4V (6% Алюминий и 4% Ванадий). Зачастую данные сплавы комбинируются и используются в разных частях одного изделия. Также применяются и другие сплавы, например, известная фирма Rapid использует в своих рамах аэрокосмический сплав ОТ-4 и ПТ-7М.


Что касается предназначения титановых рам, то круг их применения весьма широк: круглогодичная и ежедневная эксплуатация в городе, сложные многодневные походы, бреветы, покатушки по любым типам дорог, сопряжённые с длительными пешими переходами, где велосипед приходится тащить буквально на себе. Разве что сюда я не стану относить гонки, где важна высокая жёсткость рамы, позволяющая обеспечить максимальный рывок и острое управление. Поскольку титан мягок, то он имеет некоторые потери при педалировании, особенно при силовом. Также, в случае эксплуатации велосипеда с титановой рамой людьми весом 100 кг и более, может быть заметна излишняя мягкость, вплоть до ощущения, что рама под вами просто болтается. Конечно, это во многом зависит от конкретной модели рамы.

Визуально велосипед на титановой раме выглядит совершенно неброско. Титан довольно редко красят и если нужно добиться эффектного внешнего вида, то его полируют до приобретения блеска. Большинство же рам продаются не полированными и для обывателей представляют собой просто серую железяку. Это, несомненно, можно отнести к плюсам.
смотря на свою немалую стоимость, титановые велосипеды привлекают к себе гораздо меньше внимания, нежели разукрашенные алюминиевые или модные карбоновые, которые иногда так и кричат: «Эй, возьми меня, я такой классный!». Даже знаю случай, когда во время покатушки группа остановилась у сельского магазина, прислонили велосипеды и ушли. Титановый велосипед был прислонен последним. Когда люди вышли из магазина, то обнаружили, что титан (который был самым первым) валяется в стороне, а вот нового алюминиевого байка след простыл. Конечно, не стоит рассчитывать, что это работает всегда и спокойно оставлять велосипед где попало, но плюсом это, несомненно, является.

Самым большим недостатком титановых рам является их высокая цена, которая может быть эквивалентна брендовым карбоновым изделиям и даже превышать их стоимость. Так, например, б/у титановая рама, которой уже стукнуло 15 лет, может легко продаваться за 20000 руб., при этом нельзя сказать, что это сильно завышенный ценник. Цены на новые отечественные титановые рамы начинаются от 45000 руб. Поэтому, если вы решили собрать велосипед на титановой раме, то перед этим нужно взвесить все «за», «против» и понять, для чего всё это надо и стоит ли игра свеч. Во многих случаях хромомолибденовая рама может стать отличной альтернативой титану за существенно меньшие деньги.

Что касается моды и трендов, то титан держится особняком от рам из других материалов. В кругах продвинутых велосипедистов это выглядит примерно так: алюминий — массовые велосипеды, мало примечательные и обыденные; карбон — удел гонцов и продвинутых велосипедистов; хромомолибден — для ценителей классики и велосипедов старой школы. С титаном ситуация особая. Для него не действуют выражения вроде «классика» или «в тренде», он находится в другой параллели, вне времени и, если вы постигли дзен титановых байков, то уже вряд ли сможете пересмотреть свои взгляды.

Заключение

Конечно, помимо алюминиевых, карбоновых, стальных и титановых, есть велосипедные рамы и из других, гораздо более экзотичных сплавов и материалов, например, магниевые или скандиевые рамы. Но на сегодняшний день в продаже их найти весьма сложно, даже под заказ, да и насколько мне известно, интерес к ним уже сильно поубавился, в сравнении с тем, каким он был лет 10-15 назад.

Что касается выбора материала рамы для своего велосипеда, то здесь нужно подумать и определиться, как именно он будет эксплуатироваться. Каждый материал по-своему хорош, но и имеет свои слабые стороны. Если речь идёт о сборке бюджетного велосипеда, то скорее всего выбор будет ограничен алюминиевыми и стальными рамами. В случае вашей склонности к спорту и гонкам, на первых порах, гоняться стоит на алюминии, но при ощутимом росте переходите на карбон, что позволит вам улучшить результат. Но не стоит думать, что сев на карбон, вы сразу приедете в первой 5ке. Всё же, в первую очередь, едет велосипедист, а велосипед ему в этом помогает. Если вы тяготеете к велотуризму, любите длительные поездки по любым дорогам (а может и вовсе без них), при этом есть желание прикоснуть к чему-то вечному, надёжному и есть возможность серьёзно потратиться, то велосипед на титановой раме подойдёт вам как нельзя лучше. Не готовы потратить несколько десятков тысяч на одну раму, но хочется надёжности и долговечности, а «дутые» алюминиевые рамы не нравятся визуально? В этом случае обратите внимание на хромомолибденовые модели, которые, несомненно, смогут удовлетворить ваши потребности и изысканный вкус.

Титерра в полях

Несомненно, выбор рамы — вопрос очень важный, ведь на хорошем оборудовании и кататься приятно. Но я не советую вам ударяться в велофетишизм, гнаться за граммами и тратить время впустую, споря на велофорумах на тему, что круче, что катит, а что не катит. Главное, чтобы велосипед вам нравился, а у вас было желание, время и силы почаще кататься, получая пользу и удовольствие.

Если вам есть что добавить или вы хотите задать вопрос по той или иной раме, то милости прошу в комментарии.

rideabike.ru

Материалы для велосипедных рам

4 материала

Большинство велосипедных рам делают из

  • стали и
  • алюминиевых сплавов.

Бывают еще рамы из

  • углепластика и
  • титановых сплавов.

Углепластик часто называют «карбоном», не утруждая себя переводом с английского: «carbon fiber». Два последних варианта – намного дороже двух первых.

Сталь

Стальные рамы – это в основном рамы из хромомолибденовой стали 4130 (по-американски, ближайший отечественный аналог – легированная конструкционная сталь 30ХМА по ГОСТ 4543). Хорошо сделанная рама из хромоникелевой стали обладает необходимой прочностью, долговечностью и относительно мало весит.

Некоторые стальные рамы, в основном детских велосипедов, изготавливают из более дешевой углеродистой стали – они такие же прочные и долговечные, но потяжелее хромомолибденовых, потому что толще.

Алюминий

Большинство велорам из алюминиевых сплавов имеют примерно такую же прочность и массу, как и близкие им по цене рамы из хромомолибденовой стали. Их повышенная жесткость хороша для езды по горам или в спринте, но не для преодоления ям и кочек.  В отличие от стальных алюминиевые рамы не ржавеют.  С другой стороны, рамы из алюминиевых сплавов более подвержены усталостным разрушениям и менее ремонтопригодны, чем стальные. Однако хорошо сделанная алюминиевая рама прослужит верой и правдой много лет.

Рама – главная часть велосипеда и база для крепления всех остальных его частей. Рамы современных велосипедов делают обычно из труб, которые соединяют в виде так называемого «двойного треугольника». Эту форму называют также «diamond» — кому-то она напоминает ромб и даже, может быть, алмаз. Форма рамы за более чем сто лет почти не изменилась, хотя с развитием современных технологий и материалов и появилось много новшеств. В последние пару десятилетий особенно активно  искали новые материалы для рам, в том числе среди алюминиевых сплавов.

Факторы качества

Качество велосипедной рамы как конструкции определяют четыре основных фактора:

  • жесткость,
  • прочность,
  • усталостная прочность и
  • вес.

Жесткость велосипедной рамы

Жесткость определяет способность конструкции упруго деформироваться: чем больше жесткость, тем меньше упругие перемещения элементов конструкции относительно друг друга. Упругие рамы смягчают удары об ямы и кочки, тогда как более жесткая рама будет передавать ездоку удары от каждой ямы и кочки. С другой стороны, более гибкая рама больше прогибается под нагрузкой, поглощая часть энергии, которая предназначена для движения вперед. Поэтому велосипедисты, которые хотят побеждать в спринте и гонках на время предпочитают жесткие рамы.

Прочность материала велосипедной рамы

Прочностные характеристики материала рамы – предел прочности и предел текучести – в нормальных условиях прямо не влияют на качество езды или ощущения от нее, но являются существенным фактором для стойкости рамы к сильному, «аварийному» удару. Прочная рама выдержит такой удар, а менее прочная – слабая — может и не выдержать.

Усталостная прочность велосипедной рамы

При нормальной езде каждый поворот педали, яма или кочка вызывают в раме небольшие циклические напряжения. Хотя эти напряжения и намного ниже предела текучести материала, за несколько сотен тысяч циклов нагружения они могут вызывать так называемые усталостные трещины и, в конечном счете, усталостное разрушение. Сопротивление материала этому типу разрушения называют усталостной прочностью. Если вы рассчитываете ездить на своем велосипеде несколько десятилетий, ваш вес выше среднего и вы редко слезаете с седла, то для вас усталостная прочность — важный фактор.

Вес велосипедной рамы

Вес, а точнее масса рамы, зависит от плотности материала и, конечно, конструкции рамы, в частности, толщины ее труб. Типичная рама весит от 1,5 до 3,0 кг, что составляет около четверти всего веса велосипеда. Впрочем, полный вес велосипеда часто в десять раз меньше, чем сам велосипедист в полном «боевом» облачении. Так что большинство велосипедистов и не заметят небольшой разницы в весе рам, если, конечно, им не придется долго карабкаться по горам на велосипеде или под ним.

Алюминиевые сплавы для велосипедных рам

6061 или 7005?

Алюминиевые велосипедные рамы изготавливают главным образом из алюминиевых сплавов:

  • сплав 6061 и
  • сплав 7005.

Некоторые другие алюминиевые сплавы, например, 7075 и 2014, более прочные, чем оба сплава 6061 и 7005, но они не мало подходят для изготовления велосипедных рам, так как их почти невозможно сваривать, по крайней мере, обычной аргонно-дуговой сваркой.

Часто считают, что алюминиевый сплав 6061 больше подходит для велосипедных рам, чем сплав 7005, хотя сплав 7005 и несколько более прочный. Прочность при растяжении сплава 7005-Т6 составляет 350 МП, а сплава 6061 – 310 МПа, предел текучести 290 и 275 МПа, соответственно.

Когда речь идет о прочности рамы в целом, то большие различия в прочности возникают из-за качества сварных швов, выбора формы труб и их толщины, а также общей конструкции рамы. На самом деле, при тех нагрузках, которым обычно подвергается велосипедная рама, различий между алюминиевыми сплавами 6061 и 7005 практически нет, поскольку напряжения, которые возникают в раме, достаточно далеки от этих предельных величин.

Алюминиевый сплав 6061

Алюминиевый сплав 6061 — полный аналог отечественного сплава АД33 по ГОСТ 4784-97 — принадлежит  к серии алюминиевых сплавов 6ххх (Al-Mg-Si). Основными легирующими элементами являются:

  • магний (0,8-1,2 %) и
  • кремний (0,40-0,6 %),
  • а также медь (0,15-0,40 %)  и
  • железо (до 0,7 %).

Сплав 6061 обладает довольно высокой прочностью, легко сваривается и широко применяется не только для изготовления велосипедных рам, но и в строительстве, самолетостроении, судостроении.

Как и все сплавы серии 6ххх сплав 6061 является термически упрочняемым сплавом. Термическая обработка, которая применяется для уже сваренных рам, заключается в нагреве до 530 °С, интенсивном охлаждении водой и искусственном старении при температуре около 180 °С в течение 8 часов. Алюминиевый сплав 6061 после такой обработки обозначают 6061-Т6.

Алюминиевый сплав 7005

Алюминиевый сплав 7005 принадлежит к серии алюминиевых сплавов 7ххх без легирования медью (Al-Zn-Mg). Основные легирующие элементы:

  • цинк (около 4,5 %) и
  • магний (около 1,4 %).

Алюминиевый Сплав 7005, также как сплав 6061, является термически упрочняемым. Однако, в отличие от сплава 6061, который требует довольно быстрой и интенсивной закалки водой при его термической обработке, для сплава 7005 в этом случае достаточно охлаждения воздухом.

Некоторые главные производители велосипедов с алюминиевыми рамами декларируют применение специальных алюминиевых сплавов или специальной обработки алюминиевых сплавов для улучшения свойств рам.  Похоже, часто это скорее маркетинговые ходы, чем «прорывы» в металловедении алюминия.

Брендовые алюминиевые сплавы

AluxX and AluxXSL

Например, известная фирма Giant применяют свой, брендовый алюминиевый сплав «AluxX». При этом обычный «AluxX» — это просто алюминиевый сплав 6061, но с особой конструкций «баттинга», технологии гидроформинга и термической обработки.

Баттинг (от английского – butting) – утолщение труб критических сечениях, чаще на концах труб.Гидроформинг – формовка труб путем помещения их в специальные матрицы и закачки им внутрь воды или специального масла под высоким давлением.

Более продвинутый сплав «AluxXSL» отличается от сплава 6061 чуть большим содержанием меди.

Alpha White, Black and Red

Фирма Trek применяет бренды:

  • Alpha White Aluminum и Alpha Black Aluminum — это обычный сплав 6061,
  • Alpha Red Aluminum – термически упрочненный алюминиевый сплав 7075.

Источник: http://www.brightspoke.com/c/understanding/bike-frame-materials.html

aluminium-guide.ru

Плюсы алюминиевых сплавов:

  • Меньший вес;
  • Рамы не ржавеют;
  • Высокие скоростные характеристики. 

Минусы алюминиевых сплавов:

  • Жесткость. Алюминиевая рама хуже гасит вибрации от дороги и все передается наезднику. Жертва ради скорости;
  • Недолговечность. После 5 лет использования велосипеда увеличивается риск появления трещин. Желательно внимательно за этим следить;
  • Более чувствительны к ударам и падениям. Поставить вмятину или даже погнуть раму весьма просто от среднего падения или удара в машину/стену; 
  • Плохая ремонтопригодность. Сварить алюминиевую раму сложно и всегда останется риск возобновления трещины;
  • Высокая цена. 

Виды алюминиевых сплавов, на которых мы ездим

Существует большое количество алюминиевых сплавов (2014, 7000, 7005T6, 7009T6, 7010T6, 6061T6, 6065 и т.д.), но наиболее часто в велосипедостроении используются марки 7005T6 и 6061T6 (аналог отечественного сплава АД33 по ГОСТ 4784-97). Их еще называют сплавы шести- или семитысячной серии.

Знак «Т6» в названии говорит о том, что материал прошел термическую обработку.

Например, при термической обработке сплава 6061 изделие из него нагревают до 530 °С, затем интенсивно охлаждают водой. Затем его в течении 8 часов при температуре около 180 °С искусственно старят. После такой обработки сплав 6061 уже обозначается 6061-Т6.

Сплав 7005 при термической обработке охлаждают не водой, а воздухом.

Сплавы 7005 и 7075 более прочные, чем 6061 и рама из них прослужит дольше, чем точно такая же из сплава 6061. При этом 6061 более технологичен, чем сплавы серии 7xxx. А это позволяет проще изготавливать из него трубы со сложным сечением и баттировать их, что также увеличивает прочность таких рам. Алюминий марки 6061 легче сварить, чем 7005.

Получается, что оба материала хороши и сравнивать их можно, только зная технологию их производства, а этого нам никто не расскажет)

Сварка рамы из труб, изготовленных из алюминия марки 2014, 7075 вообще очень сложный и дорогой технологический процесс. Обычной аргонно-дуговой сваркой их нельзя сварить. При производстве их можно только лить целиком. Именно поэтому эти марки практически не применяют при производстве велосипедных рам.

Рама из алюминиевого сплава 6061 лучше подойдет для фрирайд (freeride, FR) и даунхилл (downhill) рам. Для крос-кантрийных байков хардтейлов оптимальным будет сплав 7005. Он более прочный, жесткий и долговечный.

Велотуристы не очень любят алюминиевые рамы из-за их«жесткости» и невозможности сварки в "любой деревне" в отличии от обычной сварки стали.

Подытог:

Выбор рамы зависит от целей катания, желания владельца и бюджета. Получать же удовольствия можно как на стальной, так и на алюминиевой. 

Титан

Если оценивать физические характеристики титановых рам, то этот материал можно назвать одним из лучших. Сочетает все лучшее от стальных и алюминиевых рам при этом почти лишен недостатков. 

Конечно титан редок и дорог. В чистом виде не используется для производства. Сплавы используются с ванадием, молибденом, кремнием и другими материалами. 

Особенность этих сплавов в том, что они тяжело обрабатываются и требуют сложных технологий при сварке, что увеличивает цену.

Данный класс рам отлично справляется с бездорожьем и гасит вибрации от дороги. Меньше теряет скорость, более плавен в движении и лучше ложится в повороты, чем алюминиевые аналоги. Он чуть хуже разгоняется, но после разгона отлично держит скорости, причем как на ровных, так и на плохих дорогах. 

Если вы сразу не прочувствуете удовольствие от титана, то можно довериться мнению опытных туристов, которые отмечают бОльшую легкость в теле именно после титана на дистанциях в 100 км +. 

Титан также не подвержен коррозии, можно кататься в любую погоду и время года, раме безразличны любые реагенты. 

Рамы можно даже не окрашивать, что дополнительно привлечет внимания гораздо меньше со стороны воров. 

Главное преимущество титана — особая прочность. В зависимости от сплава, прочность на разрыв составляет от 600 до 900 МПа, в отличие от алюминия, имеющего максимальное значение в 80-90 МПа

Крайне стойкие к тому, чтобы быть погнутыми или поцарапанными в отличии опять таки от алюминия/карбона. 

Вес может начинаться от 900 грам!

Конечно есть и недостатоки в виде цены, что обуславливается редкостью металла и сложностью обработки. Даже с карбоновыми моделями титан пока не может конкурировать, поэтому в массовый сегмент он пока не пошел и остается уделом велофанатов. 

Алюминиевая рама велосипеда Алюминиевая рама велосипеда

Плюсы титановой рамы

  • Высокая прочность;
  • Низкий вес;
  • Мягкость. Даже большая, чем у стальной рамы. Отлично гасит вибрации на дороге;
  • Долговечность. Боле 15-20 лет без проблем срок службы рамы;
  • Высокая антикоррозийная стойкость;
  • Устойчивость к механическим повреждениям, ударам и царапинам. 

Минусы титановой рамы

  • Высокая цена;
  • Плохая динамика при разгоне;
  • Низкая ремонтопригодность – хотя сломать ее очень сложно.

Итог: Самый лучший и оптимальный вариант велосипедной рамы – это титановая рама. Если вас не пугает ее цена. 

Карбон

Это полимерный композиционный материал из переплетенных нитей углерода, расположенных в матрице из различных полимерных смол.

Такие волокна обладают большой продольной прочностью, т.е. разорвать их очень трудно, а вот боковая прочность у них низкая — они легко ломаются вбок. Поэтому в карбоновых конструкциях разные слои нитей располагаются в те стороны, на которые действуют силы в готовом изделии. 

Вторая состовляющая карбона – смолы, их главная задача — удерживать волокна в заданном положении, сохраняя форму изделия. От них, зависит, насколько прочно разные слои нитей будут связаны друг с другом и финальные свойства готовых изделий.

Смолы могут застывать либо в обычных условиях, либо «запекаться» в специальных печах, что резко повышает качество готовой продукции. К ним часто относят эпоксидные смолы. Бывает что используют каучук для дополнительного армирования. 

Сегодня карбон в велостроении используется при изготовлении рам, колес, подседельных штырей, руля, выносов и вилок. 

Алюминиевая рама велосипеда

Карбоновая рама – это сплетенная из стекло- и углеродных волокон конструкция, пропитанная синтетическими смолами и «спеченная» при высокой температуре. За счет направленного плетения конструкция рамы получает нужные прочностные характеристики. Сегодня даже экстремальные велосипеды для даунхилла изготавливаются из карбона. 

Качественные карбоновые рамы отлично смягчают вибрации при поездках именно за счет тканевой структуры. Правильное же местоположение слоев ткани из карбоновых нитей дают хорошее виброгашение и упругость, которые сложно получить от алюминия. Поэтому производство карбоновых рам требует высокого уровня специалистов. 

Также свойства рамы сильно зависят и от способа его "выпечки". Множество нюансов вроде направления, количества слоев, температуры и давления при нагревании форм — все это дает тот результат, который вы получите при езде в вашей раме. 

Поэтому для гонщиков часто делают индивидуальные рамы — кроме "подгонки" под параметры райдера (вес, посадка и прочее), ее по особенному производят. Цена такой рамы будет как стоимость хорошего авто, но когда стоит вопрос чести страны, деньги уходят на второй план. 

Популярный сегодня доступный китайский карбон, вряд ли имеет все преимущества. Слои могут быть уложены на удачу, пропитка — обычная эпоксидка, сушка на глаз. Поэтому прочностные характеристики под вопросом, но зато покупатель говорит всем, что его велосипед "карбоновый". 

Как известно, производство карбона крайне вредное для работников. Много ручной работы, пары смол, отвердителей, пыли — сильно снижает здоровье работников. Существуют даже компании, которые отказались от производства карбоновых велосипедов именно по этой причине. 

Что влияет на жесткость и прочность карбоновой рамы?

  • Меньше смолы — крепче рама. 
  • Чем больше слоев в разных направлениях, тем прочнее рама. 

Металлические вставки в карбоновые рамы

Из-за того, что нарезать резьбу в карбоне нельзя на сегодня, поэтому в них вклеиваются стальные, алюминиевые или титановые бочонки с готовой резьбой. Это используется например в каретках. 

Однако! Из-за разного коэффициента расширения при изменении температур, данные вклееные части могут отклеиться и выпасть. 

Плюсы карбона:

  • Малый вес, почти как у титановых аналогов, иногда даже легче (вес рамы от 900 г.);
  • Высокая прочность;
  • Возможность изготовить раму любой прочности и формы, вплоть до индивидуальных особенностей (актуально скорее для спорта);
  • Полное отсутствие коррозии.

Минусы карбона:

  • Только грамотно спроектированные рамы (с учетом всех особенностей производства), будут отрабатывать свои карбоновые деньги и она будет приносить удовольствие. В остальных случаях можно получить слишком жесткий или слишком мягкий велосипед;
  • Высокая цена. Хотя сегодня они становятся все доступнее и доступнее; 
  • Хрупкость. Опасны точечные удары. В местах сколов или сильных царапин их крепость нарушается;
  • Очень сложно ремонтируются. Сегодня уже начали ремонтировать их, накладывая карбоновые заплатки на место точечных ударов, но изменение сечение трубы, изменяет направления нагрузок действующих на нее, что может плохо сказаться на управлении велосипедом, а также слабое место, так и останется самым слабым;
  • Средний срок службы – несколько лет; 
  • Сложность установки багажника, хотя это и решается, но весьма кустарно.

Также карбон нужно все таки "знать". Если на алюминиевом или стальном велосипеде перетянуть зажим подседельного штыря, то вы максимум сломаете болт или его резьбу. На карбоновом же подседельном штыре вы можете получить трещину. 

Алюминиевая рама велосипеда

Производство карбона в Giant

И производство в Scott

 

Оригинальные и экспериментальные материалы для велосипедных рам

  • Магний;
  • Скандий;
  • Бериллий;
  • Дерево;
  • Бамбук.

Магниевые велосипедные рамы

Магний – редкий металл. Поэтому он конечно дорогой и реально катающихся люей на нем мало. Однако кое-что известно. 

От производителей известно что в химическом составе материала используется 92 — 94% магния Mg (magnesium) и остальное различные добавки.

К сегодняшнему момент это самые легкие рамы. У них хорошие способности по снижению вибраций, близко к титановым аналогам. На сегодняшний день это самые легкие рамы. У них также хорошая способность снижать вибрации, практически, как у титановых.

Плюса магния:

  1. Вес. Магний на 34% легче алюминия, в два раза легче титана и в 4 раза легче стали. Самое лучшее соотношение прочности к весу среди всех материалов для велорам;
  2. Высокий уровень гашения микровибраций;
  3. Хорошие ходовые свойства как по ровной дороге, так и по пересеченной местности;
  4. Эффектно!

Минусы магния:

  1. Еще хуже переносятся точечные удары, даже чем у карбона; 
  2. Имеет худшие ходовые характеристики на крутых подъемах, при резких ускорениях, особенно при силовом педалировании;
  3. Сильно подвержены коррозии и очень боятся агрессивных сред;
  4. Плохо переносят сильные весовые нагрузки. Если у вас вес более 95-100 кг и вы велотурист с огромными рюкзаками, это не ваш выбор;

Этот материал сегодня чаще можно увидеть в амортизационных вилках. 

Скандиевые велосипедные рамы

Реально материал — специальный алюминиевый сплав с добавками скандия.

Их основное преимущество — низкий вес. Они даже легче титановых, при чуть меньшей цене. Хорошие показатели прочности и средняя мягкость. Однако материал крайне требователен к технологии производства, иначе он сильно теряет все свои положительные свойства. 

Бериллиевые сплавы

Был тест для массовой аудитории из рам с бериллиевыми сплавами, как обычно цены на них были весьма высоки, но конкуренции с карбоном они не выдержали. 

 

Конечно большинство таких уникальных сплавов созданы либо для профессиональных гонщиков, либо для выставки. Массовому потребителю все это ни к чему.  

Деревянные рамы

Сложно анализировать их преимущества и недостатки. Вы точно станете занименитым на всю округу)

Алюминиевая рама велосипеда

Бамбуковые рамы

Материал имеет приличный потенциал, особенно в Юго-Восточной Азии, в последнее же время мода начала приходить в Европу и Америку. Рамы получаются легкие, жесткие и устойчивые к ударам. Вибрации данный материал также способен хорошо гасить. 

Первый такой велосипед появился еще 1894 г., а сегодня их выпущено более миллиона! Производства есть в США, Германии, Китае, Индии и других странах. Есть широкий модельный ряд по достаточно доступным ценам. 

Алюминиевая рама велосипеда

Как достигается прочность? Бамбуковые трубки — обжигают, при этом саха внутри стебля превращается в карамель, кроме того на его поверхности появляется тонкий и твердый защитный слой. 

Сами трубки скрепляются при помощи переходников или углеродного шнура, а также конопляного волокна (пенька), залитого эпоксидкой. Из металла делают дропауты и трубку для вставки каретки. Вес обычно от 1,5 до 2,7 кг.

Алюминиевая рама велосипеда

Но вообще это все экспериментальные и нераспространенные варианты. Они упоминаются исключительно для общего понимания, что все не стоит на месте и постоянно ищутся новые решения. 

Видео общего процесса производства велосипедов. 

 

rouxcycles.ru

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.

http://extreme.by/addons/id421.html

otvet.mail.ru


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock
detector