Велосипедная рама сталь или алюминий что лучше

Какой велосипед лучше, алюминий или сталь?

Продолжаем серию статей о различных материалах, используемых при изготовлении велосипедных рам. В прошлой статье мы говорили о велосипедах на основе стальных рам.

В современном мире для изготовления велосипедных рам используются следующие материалы:

• Сталь (гладкая , углерод, хромол).
• Алюминиевые сплавы ( Сплав )
• Титановые сплавы
• Углеродное волокно
• Различные материалы, редкие, экспериментальные и оригинальные (магниевые (Magnesiumc), алюминиево-скандийные, бериллиевые сплавы, бамбуковые и др.)

В данной статье мы рассмотрим свойства рам из алюминиевых сплавов.

сам термин алюминиевая рама не совсем корректен. Алюминий в чистом виде не используется, слишком он мягкий. Этим термином обозначают сплавы с другими металлами: цинком, медью, магнием, марганцем и др.

Одним из больших преимуществ алюминиевых рам является их малый вес. Поэтому велосипеды с такими рамами быстрее набирают скорость, и на них легче взбираться в горки. Но у этого есть и негативный эффект потери овердрайва, т.е. когда гонщик прекращает крутить педали, велосипед тормозит быстрее, они могут немного проседать, когда «входят» в поворот, а алюминиевые — нет.

Благодаря такой жесткости рамы энергия крутящего педали всадника передается на колеса с меньшими потерями, чем стальная рама, которая слегка прогибается и поглощает энергию всадника.Правда, все это играет важную роль для бегунов и спортсменов, а для обычного велосипедиста это «мелочи жизни».Но гораздо заметнее то,что благодаря этому свойству алюминия езда на велосипеде с алюминиевой рамой становится более жесткой и неудобной.Велосипед сильно гасит дорожные вибрации хуже велосипеда со стальной рамой,которая лучше поглощает все неровности и выбоины.Алюминиевая рама передает все дорожные толчки в пятую точку,стойку и плечи,практически не гася.А наши дороги,как известно,ровностью и ровностью не отличаются гладкость.

Для кругов с глиной с металлической рамой вам понадобится хорошая амортизационная вилка, которая поглощает часть ударов от переднего колеса, хорошее седло и, возможно, амортизирующий подседельный штырь, чтобы уменьшить удары на заднее колесо.

Еще одним недостатком алюминиевых рам является то, что в отличие от стальных рам накапливают усталость и ломаются без образования трещин. А это сильно увеличивает риск его поломки непосредственно во время поездки. Эти. стальная рама, она сначала треснет, прежде чем сломаться, и только потом сломается в этой точке. Это свойство позволяет заметить трещину и выбросить или заварить треснувшую деталь.

Например, на моих глазах при спуске по горной тропе в Буковеле в конце маршрута появилась алюминиевая рама даунхилл-байка. Хорошо, что это произошло практически у подножия горы, а сам спортсмен был отлично экипирован велосипедной защитой и не получил никаких травм. На небольшой кочке рама просто согнулась пополам, поэтому последние полкилометра до финиша байк ехал на своем хозяине. Ситуация была очень похожа на фото ниже.

Прочность велосипедной рамы по сравнению с диаметром трубы и толщиной стенки трубы

В производстве алюминиевой рамы используются трубы большего диаметра и с более толстыми стенками.

Физические характеристики законы гласят, что если диаметр трубы увеличить вдвое, ее жесткость увеличится в восемь раз. (кубическая зависимость), а если толщину стенки трубы увеличить вдвое, то и ее жесткость удвоится. Эти. для повышения жесткости конструкции и минимизации веса целесообразнее увеличить диаметр трубы.

Исходя из этих принципов и принимая во внимание, что минимальная толщина стенки стальной трубы может составлять 0,4 мм и Алюминий 0,8 мм, диаметр и толщину стенки трубы дизайнеры выбирают для велосипедных рам. Разумеется, при изготовлении велосипедов трубы с указанной выше минимальной толщиной стенки не используются.

Кроме того, рамы часто изготавливают из многосоставных труб или труб с соединением встык, что также повышает прочность готового каркаса. Информацию о геометрии труб и концов рамы см. в разделе «Геометрия велосипедной рамы».

Преимущества алюминиевой велосипедной рамы:

• Меньший вес по сравнению со стальными рамами, что обеспечивает лучшее ускорение.
• Коррозионная стойкость Почти абсолютная : Эти рамы совсем не ржавеют.
• Высокая скорость : Легче набирать скорость и идти в гору.

Недостатки рамы колеса из алюминиевого сплава:

• Твердость . Алюминиевая рама практически не гасит вибрации, а все неровности дороги передаются на руки и через пятую точку на стойку, особенно если вилка дополнительно жесткая, недемпфирующая.
• Быстрая потеря на выбеге . Из-за меньшего веса, когда гонщик перестает крутить педали, велосипед быстро теряет скорость, в отличие от велосипеда со стальной рамой.
• Хрупкость . Если велосипед активно используется, через несколько лет вероятность его поломки резко возрастает. А после 10 лет нормальной езды рекомендуется регулярно осматривать байк перед поездкой и проверять его наличие. Гарантия производителей на рамы из алюминиевых сплавов обычно составляет 5-10 лет.
• Более чувствительны к ударам и падениям , чем стальные и титановые рамы. Это потому, что алюминий мягче стали, и удар, который сталь даже не замечает: алюминий может оставить вмятину.
• Неисправимое . Сварить алюминиевый каркас слишком сложно, да и уверенности в его прочности это не особо добавит — надежнее купить новый.
• Высокая цена.

Типы алюминиевых сплавов, применяемых при изготовлении велосипедных рам.

Остановимся немного на типах алюминиевых сплавов, применяемых для изготовления велосипедных рам.

Существует множество видов алюминиевых сплавов (2014, 7000, 7005Т6, 7009Т6, 7010Т6 , 6061Т6, 6065 и др.), но наиболее применяемыми в велосипедостроении являются марки 7005Т6 и 6061Т6 (аналог отечественных). Сплав АД33 по ГОСТ 4784-97).

Их также называют сплавами серии 6000 или 7000.

Использование в наименовании букв «Т6» означает, что материал имеет подвергались термообработке.

Например, при термической обработке сплава 6061 изготовленное изделие нагревают до 530 °С, а затем интенсивно охлаждают водой. Затем ему дают искусственно состариться в течение 8 часов при температуре около 180°C. После такой обработки сплав 6061 уже называется 6061-Т6.

Сплав 7005 охлаждается при термообработке не водой, а воздухом.

Например, в следующей таблице показан состав металл в сплавах и как их физические свойства изменяют свойства после термической обработки.

Предел прочности при растяжении — нагрузка, при превышении которой изделие разрушается.

Предел упругости — это нагрузка, при превышении которой возникает необратимая деформация (такая деформация формы изделия, при которой оно само не восстанавливается).

Процент удлинения является средним. удлинение деформируемой части перед разрушением (разрывом).

Твердость по Бринеллю – величина, характеризующая твердость материала при вдавливании.

Сплавы 7005 и 7075 прочнее, чем 6061 и последняя точно такая же рама из сплава 6061. Однако 6061 более технологичен, чем сплавы серии 7xxx. А это облегчает изготовление труб сложного сечения и их соединение, что также повышает прочность таких каркасов. Алюминий 6061 легче сваривается, чем 7005.

Сварка рамы с трубами из алюминия 2014, 7075 вообще очень сложный и дорогой процесс. Не знаю, можно ли сваривать обычной аргонодуговой сваркой. Они могут быть выпущены только целиком во время производства. Поэтому данные марки практически не используются в производстве велосипедных рам.

Рама из алюминиевого сплава 6061 лучше подходит для фрирайда (FR) и даунхилловых рам. Для кроссовых хардтейлов лучше всего подходит сплав 7005. Он прочнее, жестче и долговечнее.

Опытные туристы не очень любят алюминиевые рамы из-за их «жесткости» и невозможности сварки в «в каждом городе». » в отличие от обычной сварки стали.

Небольшое видео о том, как сварить алюминиевый каркас

В заключение хотелось бы сказать следующее.

Какую раму использовать — стальную или алюминиевую — по-прежнему во многом определяется назначением велосипеда, предпочтениями гонщика, его привычками и финансовыми возможностями. На велосипедах с алюминиевыми и стальными рамами можно нормально ездить.

Главное — удовольствие и здоровье, а не проблемы и болячки.

Катайтесь в свое удовольствие!

А в следующей статье рассмотрим качества титановых велорам.

Источник

Материалы велосипедной рамы: какие они бывают и чем отличаются разница

Сталь, алюминий, углеродное волокно или титан? Как выбрать велосипед, который не разочарует?

При выборе велосипеда материал рамы важнее, чем качество оборудования и общая цена. Компоненты можно менять, а рама всегда будет с вами, пока вы владеете велосипедом. Кроме того, рама и вилка составляют большую часть стоимости, поэтому перед покупкой стоит подумать, что вы предпочитаете. И что?

Человечество многого добилось, но еще не нашло материал, позволяющий изготавливать рамы сложной формы с идеальным соединением труб, достаточно эластичные для комфортной езды и в то же время жесткие достаточно для эффективной езды. , легкий, но прочный, ремонтопригодны в случае аварии и экономичны в это время.

Идеального материала не существует. А если его нет, то чей-либо выбор — всегда компромисс.

Технически оправа может быть сделана из чего угодно, от веток до чистого золота. Но здравый смысл и опыт производителей создали список из четырех основных материалов, к которым по сочетанию физических свойств и возможностей обработки относятся сталь, алюминий, углеродное волокно, или другими словами стекловолокно, углерод и титан .

В настоящее время из них изготавливается подавляющее большинство рам велосипедов в мире.

Сталь

Как сплав железа и углерода, сталь хороша своей прочностью. и способность поглощать небольшие вибрации от плохой дороги. Если обобщить остальные характеристики разных видов и марок стали, то получим тяжелый и эластичный металл, ремонтопригодный и пригодный для вторичной переработки, легко корродирующий, но в то же время прочный за счет высокой усталостной прочности.

Сталь различают. по видам и сортам в зависимости от типа и количества загрязнений.

Углерод — самая распространенная дешевая сталь, из которой изготавливали советские велосипеды. Легко сваривается, но не обладает лучшими эксплуатационными характеристиками. Помните старые велосипеды из дедушкиного городка, «худые», ржавые и тяжелые? Здесь они только самая доступная в то время обычная сталь.

Hi-ten (или Hi-ten, конструкционные стали более высокого качества): хотя слово «Hi» означает « «высокий» или «высший», этот материал не обладает превосходными свойствами.

На сегодняшний день нет единого четкого предписания о свойствах стали «хай-тен», поэтому большинство производителей выпускают этот класс с максимально возможной экономией. из него можно встретить на ретро-байках или более дешевых современных моделях.

Чтобы понять, какой может быть качественная конструкторская сталь, нужно понять, что придает стали сплав: добавление в сплав примесей для улучшения свойств основного материала.

Легированная сталь – это углеродистая сталь с некоторыми элементами.Например, сплав с молибденом и хромом называется Хромоль или Cro-Mo.Это прост в работе, не требует нагрева перед сваркой и затем мягкого охлаждения.Хромол легче и намного прочнее хай- того, который более устойчив к коррозии и гасит вибрации.

Для производства велосипедных рам, больше всего времени используется хромомолибденовая конструкционная сталь 30ХМА ГОСТ 4543 или 4130, если она соответствует американской классификации. Производители иногда маркируют свои велосипеды клеймом из металла, особенно если хотят подчеркнуть их высокое качество.

Долгое время основным материалом для велосипедных рам оставалась сталь, поскольку она была относительно дешева и проста в ремонте. . Эта классика велосипедного дизайна живет, хотя в последние годы ее использование сокращается.

Основная причина потери популярности заключается в том, что сталь заметно тяжелее алюминия или углерода и поэтому не подходит для высококлассных велосипедов. колеса, особенно профессиональные спортивные. Стальные рамы также дороже в массовом производстве, чем алюминиевые.

Но это не значит, что в мире велосипедов нет места для стали. Он остается популярным материалом для тех, кто не заботится о веса, но они заботятся о долговечности, комфорте езды и способности легко ремонтировать повреждения для велосипедистов.

Алюминий

Чистый алюминий мягкий, но когда он образует сплавы, его твердость увеличивается, поэтому для производства рам используется металл с добавлением магния, кремния, меди и цинка.

В велосипедной промышленности в основном используются три типа сплавов:

• 7005 , где основным ингредиентом является цинк
• 6061 с добавлением магния и кремния
• 7075 с большим количеством меди и цинка.

Эти материалы имеют разные физические свойства. Например, 7075 тяжелее, тверже и прочнее, 6061 легче и технологичнее, а значит, проще (и дешевле) делать каркасы из сложных тупых труб.

Сплавы разные, но не в способ, который замечает средний фанат в повседневной жизни. Также было бы ошибкой сравнивать велосипеды только по марке металла.

Все алюминиевые рамы относительно легкие, жесткие и отзывчивые, что облегчает ускорение и управление велосипедом. Это тоже минус: каркас не поглощает и вибрации передаются человеку практически в неизменном виде. Кроме того, этот металл накапливает усталость и в среднем через 10-15 лет может внезапно разрушиться и с трудом поддается ремонту.

Алюминий легко реагирует с кислородом и при нормальных условиях всегда покрыт толстой оксидной пленкой. условия. условия. Защищает от дальнейшего окисления, поэтому коррозия невозможна — отличное качество для велосипедной рамы. Алюминий также доступен и дешев, что делает его хорошим выбором для людей с ограниченным бюджетом.

Углерод

Углеродное волокно или углеродное волокно нашли свое применение в автомобильной промышленности. велосипед из авиационной промышленности. Это полимерный материал. тонкие нити углеродных волокон, соединенные в определенном порядке с помощью полимерной смолы.

Из углерода можно создавать каркасы практически любой формы, что невозможно с другими материалами. Варьируя толщину и направление отдельных волокон, а также количество слоев, производители могут добиться желаемой степени эластичности и жесткости в разных частях рамы, в результате чего колеса получаются невероятно легкими, прочными и удобными. А так как углепластик не металл, то и коррозии он не боится.

Единственный минус — хрупкость. Главную опасность представляют точечные ударные нагрузки, способные разрушить углеродный монолит, если их вектор не совпадает с направлением волокон. Нередко рама из углеродного волокна становится полностью непригодной для использования после падения или неудачной аварии.

Карбон почти синоним дорогого велосипеда. Этот материал используется в рамах топовых дорожных и горных моделей, спортивных трековых и гоночных велосипедов, где важны малый вес и аэродинамические свойства. В последние годы углеродное волокно стало появляться в топовых моделях многих популярных производителей.

Титан

Еще один «космонавтический» материал, популярный у производителей профессиональных и элитных велосипедов.

Сплавы этого металла обладают лучшими свойствами стали, алюминия и углерода. Титан имеет самое высокое отношение прочности к весу среди всех металлов, он не восприимчив к коррозии и благодаря ей колеса прочны, долговечны, легки и долговечны. Неудивительно, что многие производители предоставляют пожизненную гарантию на свои титановые рамы.

Титан отлично подходит для езды на велосипеде и имеет только два недостатка: он дорог и с ним сложно работать. В качестве компромисса некоторые бренды добавляют отдельные титановые трубки к некоторым частям своих карбоновых рам.

Экзотические материалы

Помимо стали, алюминия, титана и углерода, самыми неожиданными и необычными вещами являются для изготовления каркасов используются: разные породы дерева, фанера, бамбук и тростник, высокотехнологичные полимеры, каркасы, из которых печатают на 3D-принтере, различные сплавы с магнием, скандием или бериллием.

Видео-гайд: Велосипедная рама сталь или алюминий что лучше

---

Но все они остаются на уровне прототипа для дальнейших улучшений или строятся как велосипеды для развлечения, рекламы и любопытства. Ни одному из новых материалов не удалось пробиться сквозь «большую четверку» и попасть в серийное производство.

Так что же выбрать?

У каждого материала есть свое предназначение, преимущества и недостатки и Выбор подходящего один для вас, это будет зависеть от вашего бюджета и предполагаемого использования велосипеда.

• Вас волнует вес?
• Сколько денег вы готовы потратить?
• Хотите купить велосипед раз и навсегда или планируете заменить его через несколько сезонов?
• Нравится ли вам бегать в лесу? Вы собираетесь путешествовать или время от времени заходить в ближайший магазин?
• Вы доверяете только крупным производителям или ищете уникальный дизайн и индивидуальную сборку?

Ответьте на эти вопросы и решите выбрать велосипед, рама которого поможет вам, а не помешает езде.

Например, если вы новичок в городе и не Не хочется тратить много денег, наверное есть смысл купить алюминиевый велосипед. Относительно легкая рама позволит возить его по подземным переходам, а жесткость сделает езду более эффективной. Кроме того, сейчас появляются алюминиевые рамы, которые благодаря конструктивным характеристикам позволяют свести эти недостатки к минимуму. сделано для вас. Если комфорт важен, а вес — нет, выбирайте сталь, она дешевая и хорошо впитывает влагу. А если деньги — это еще не все, титановая рама может стать лучшим выбором благодаря плавности хода и исключительной долговечности.

И, наконец, не бойтесь совершить ошибку. Велосипед — любимый, но он все еще создан для вашего удовольствия. Если вам это не нравится, расстаньтесь и найдите нового друга на двух колесах, чтобы отправиться с ним в путь.

Источник