Велосипед хромомолибденовая рама

Алюминиевая рама велосипеда

Какую раму выбрать на велосипед: алюминиевую или стальную?

Рама для велосипеда является опорной частью, так как к ней прикреплены все главные составляющие. 70 % нагрузки приходится на раму, именно поэтому конструкция должны выполняться из качественных материалов.

Для многих владельцев главным критерием является вес изделия, чем он меньше, тем удобнее управлять средством. Масса напрямую зависит от материала, поэтому выбирать байк следует исходя из этого критерия, учитывая плюсы и минусы каждого.

Что прочнее — алюминий или сталь?

Сталь намного прочнее алюминия, из-за этого стальные детали больше по весу.

Алюминиевые рамы изготавливают не из чистого металла, а с добавлением различных элементов. Зачастую сплав включает примеси хрома, цинка, титана, марганца, железа, что улучшает характеристики деталей. Чаще всего при изготовлении велосипедных рам, применяют сплавы из алюминия таких марок: 7005 и 6061.

Какую раму выбрать на велосипед?

Стальная рама, плюсы и минусы

Для выполнения стальных рам используют такие виды:

1. Сталь обыкновенная.
2. Углеродистая сталь.
3. Сталь, легированная хромом и молибденом.

Сталь обыкновенного качества. Имеет самые низкие свойства, поэтому велосипеды невысокой стоимости. Такой материал быстро портится, рама ржавеет,и велосипед теряет пригодность.

Рамы из углеродистых сталей имеют хорошие прочностные свойства, а также стойки к коррозии. Они достаточно гибкие, поэтому на дороге сглаживают все неровности. Такие конструкции идеально подходят для обычной езды, а также для выполнения трюков. Углеродистая сталь выдерживает большие нагрузки, вплоть до 150 кг.

Легированные стали позволяют сделать конструкцию более надежной, прочной и легкой. Чаще всего стали для выполнения рам легированы молибденом и хромом. Молибден влияет на структуру стали, делая её мелкозернистой, за счет этого повышается прочность. Хром придает коррозионную стойкость.

Цена на такую раму начинается от 400$. Высокая стоимость самый существенный недостаток, именно поэтому такие велосипеды не пользуются спросом.

Преимущества рам из стали:

• высокие показатели прочности, жесткости;
• долговечны;
• выдерживают удары;
• просты в обслуживании;
• в отличие от алюминиевых рам, стальные не накапливают усталость. Это свойство позволяет не ломаться элементу в один момент, поэтому велосипедист может вовремя заметить трещину и заменить поврежденную деталь;
• ремонтировать стальные конструкции достаточно легко, для этого необходима лишь сварка;
• велосипеды имеют небольшую стоимость;
• физические свойства позволяют гасить вибрации при движении.

Недостатки стальной рамы:

• ощутимый вес конструкции;
• конструкции из обычной стали быстро подвергаются коррозии;
• из-за появления ржавчин, необходимо тщательно ухаживать за велосипедом: окрашивать поверхность, не оставлять под дождем и снегом, и регулярно смазывать.

Алюминиевая рама, плюсы и минусы

Чаще всего для изготовления рам используют алюминиевые сплавы. Такой материал делает конструкцию более легкой и отзывчивой к недостаткам дороги, а также стоек к коррозии. Алюминиевые сплавы превосходят сталь по жесткости, но они имеют меньшую плотность.

Преимущества рамы из алюминия:

• маленький вес рамы. Низкосортные конструкции весят около 2 кг, а качественные до 1,5 кг;
• хорошие характеристики стоят наряду с небольшой стоимостью;
• велосипед разгоняется быстро на любой местности;
• не подвергаются коррозии;
• выдерживают большой вес.

Недостатки этой рамы прямо противоположны достоинствам рамы из стали:

• Несмотря на быстрый разгон, они также стремительно теряют инерцию.
• Некоторые модели не поглощают вибрации от дороги, поэтому езда может стать мучительной.
• Накапливают усталость, поэтому поломка может произойти в любой момент.
• Большинство поломок практически невозможно починить.

Отзывы велосипедистов

Не каждый велосипедист может с первого раза правильно подобрать раму. Необходимо иметь достаточно опыта, для того чтобы ориентироваться в материалах.

Какую выбрать раму для велосипеда?

10 минут Автор: Михаил Скворцов 51

Купив новый велосипед, на нём можно позже заменить все комплектующие, но рама останется. Как говорится, навесное оборудование ─ дело наживное. Поэтому важно сразу выбрать новый транспорт с отличной вело рамой. Пояснять не стоит, что рама лучшего качества должна быть легкой, прочной и долговечной.

Технологии создания

Многие люди далекие от велоспорта не понимают, почему два, на первый взгляд одинаковых, велосипеда так сильно отличаются по цене. Почему это фирменный велосипед без амортизаторов или дисковых тормозов стоит как минимум в два раза дороже украшенного экземпляра с богатой комплектацией. На самом деле, в дальнейшем от дешевого красавца будет в восторге только ребенок.

Велосипедные рамы авторитетные производители всегда изготавливают по более прогрессивным технологиям:

1. Баттинг ─ утончение стенок труб в менее нагруженных участках.
2. Гидроформинг ─ предание трубам рамы переменного сечения по их длине при помощи высокого давления в наполненных горячим маслом матрицах.
3. Запатентованные методы сварки алюминия.
4. Лабораторные исследования на изгиб, кручение.

Применяя названные способы, дорожащие своей репутацией, фирмы производят легкие, прочные и симпатичные рамы для велосипедов. Самое главное, что они к тому же безопасные: выдерживают торсионное скручивание при нажатии на педали, поглощают изгибающие воздействия при езде по буграм и ямам.

Геометрические размеры

Перед тем как выбрать подходящий для себя двухколесный транспорт, необходимо познакомиться с таким понятием, как геометрия рамы велосипеда. Удобнее всего ознакомиться с основными показателями геометрии по следующему наглядному рисунку.

На этом изображении приняты такие сокращения:

• T/Th ─ расстояние от подседельной до головной трубы;
• T/Ta ─ длина верхней трубы;
• H/T ─ высота головной трубы;
• F/L ─ длина вилки;
• S/T c-t ─ расстояние от центра каретки до верхнего края подседельной трубы;
• W/B ─ колесная база;
• C/S ─ длина нижних перьев;
• B/B ─ положение каретки относительно уровня колес;
• F/R ─ расстояние между осью вращения вилки и креплением переднего колеса;
• S/T ang. ─ угол наклона подседельной трубы к уровню колес;
• H/T ang. ─ угол наклона передней вилки к уровню колес.

Вам не нужно запоминать все параметры геометрии рамы. Достаточно лишь знать, что они определяют принадлежность велосипеда к определенному типу.

Подбор рамы можно правильно сделать, учитывая лишь свой рост и предпочитаемый стиль катания на велосипеде. Параметр S/T c-t напрямую указывает на то, какую раму вам нужно выбрать по росту. Хотя для разных рам этот размер имеет различную зависимость к росту велосипедиста, но для классических конструкций в виде двух треугольников он выражается так:

• 15 дюймов ─ 160 см;
• 17 дюймов ─ 160–175 см;
• 19 дюймов ─ 175–185 см;
• 20 дюймов ─ 180–190 см;
• более 20 дюймов ─ 190 см и выше.

У рам городского, круизера или шоссейного велосипеда параметры W/B, T/Th и T/Ta имеют большие величины, что придает им устойчивость при движении по прямой дороге. Также у этих типов велосипедов максимальное число имеет показатель B/B, поскольку низкое положение каретки уменьшает расшатывание велосипеда при быстром вращении педалей.

Показатели W/B, T/Th, T/Ta и B/B у горного велосипеда, напротив, имеют небольшие величины. Ведь для такого транспорта гораздо важнее маневренность и высокий дорожный просвет, чтобы без проблем входить в крутые повороты и иметь возможность переезжать через большие камни и поваленные деревья.

Показатели C/S и S/T ang. сильно определяют распределение веса между колесами только у велосипедов без амортизаторов. Выбирая двухподвес на них можно вовсе не обращать внимания. Для опытного велосипедиста эти показатели также не имеют большого значения, так как спортсмен без помощи амортизаторов может равномерно и, главное, быстро распределить вес: улегшись на руль при преодолении подъема, а потом сдвинувшись назад на спуске.

Величины H/T, F/L у велосипедов разных типов практически одинаковы, и существенно не влияют на прочность закрепления передней вилки в раме. А вот увеличенное значение H/T ang. сильно уменьшает прочность всей конструкции, зато при этом улучшается устойчивость движения по ровной дороге, повышается безопасность при резком торможении и переезде препятствий, особенно на велосипеде с амортизированной передней вилкой (хардтейл).

Интересный результат дает увеличение значения F/R, ведь после этого переднее колесо будет быстрее выравниваться по отношению к раме за счет поступательного движения вперёд. Говоря проще ─ на велосипеде с выходящим далеко вперед колесом можно без усилий проехаться, не держась за руль.

Классическая женская рама имеет заниженное значение S/T c-t, если делать сравнение с ростом велосипедистки. Кроме того, женская часть населения отдает предпочтение велосипедам с так называемой низкой рамой, у которой верхняя труба сильно опущена вниз.

Велосипеды со складной рамой очень удобны для недолгих поездок в магазин за продуктами, в гараж за машиной, на работу, проезжая часть пути в автобусе или на поезде. Они имеют небольшой размер рамы. Нет смысла делать подбор складного велосипеда по своему росту, поскольку на раскладушке можно значительно изменять высоту седла и высоко поднимать руль. А прочности его рамы достаточно для неспешных, аккуратных поездок. Остается лишь, при покупке нового компактного велосипеда, оценить на глаз параметры W/B, T/Th, T/Ta, B/B.

Материалы изготовления

Если сказать кратко, то стальная рама в двое прочнее титановой, в три раза крепче алюминиевой, но и приблизительно настолько же тяжелее их. У стали самый высокий показатель жесткости ─ 30, у титана, в зависимости от вида сплава ─ 15–16,5, у алюминия ─ 10–11. Плотность у этих материалов отличается на столько же: у стали ─ 490, у титана ─ 280, у алюминия ─ 168,5.

Наибольшее влияние на вес готовой рамы имеет технология её изготовления. Например: не принимая во внимание карбоновую конструкцию, которая может иметь вес 900 грамм, алюминиевая рама Klein Adroit весит 1300 грамм, титановая основа велосипеда этой марки весит столько же ─ 1300 грамм, и фирме Scott удалось собрать сверхлегкую стальную хромомолибденовую раму весом 1600 грамм. Как видите, нет большой разницы в весе между рамами, сделанными из разных материалов. Их объединяет также одинаково высокая цена, оправдываемая сложностью изготовления качественных рам.

Стальная рама. Может собираться из конструкционной растяжимой стали ─ Hi-Ten (hi tensile) или сплава с хромом и молибденом ─ Cr-Mo (chrome molybdenum). Хромомолибденовые сплавы лучше, так как к ним применима технология баттинга. Изготовленные из этого сплава трубы имеют меньший вес, в сравнении с деталями из конструкционной стали.

Стальные конструкции имеют более изящный вид, так как они собираются из более тонких труб. Понятно, что стальные трубы более всего подвержены воздействию коррозии. Но время службы стальной рамы зависит в первую очередь от хозяина велосипеда. Просто нельзя допускать повреждения лакокрасочного покрытия. А свежие царапины несложно закрасить реставрационным карандашом.

Алюминиевая основа. Чистый алюминий слишком мягкий материал для изготовления, каких бы то ни было конструкций, будь это фюзеляж самолета или велосипедная рама. Поэтому для повышения прочности его сплавляют в основном с магнием, кремнием и цинком. Для изготовления несущих конструкций на велосипед используют множество различных сплавов алюминия: 5083, 5086, 6061, 6061T6, 6065, 7005, 7005T6, 7009T6, 7010T6. Первая цифра в серии указывает на основной легирующий металл. Сплавы серии 5000 укрепляют за счет магния. В составе сплавов 6000 меньше всего содержится магния, он замещается кремнием. В соединениях 7000 кроме небольшого количества магния имеется цинк.

Алюминиевая рама с большим содержание магния также подвержена разрушению коррозией в местах царапин, как и стальная деталь. Алюминий пластичен и накапливает усталостные деформации, что приводит к ослаблению сварных и контактных соединений. Поэтому не рекомендуется эксплуатировать изготовленные из него вело рамы дольше 10 лет.

Титановая рама. Изделия из титановых сплавов имеют долгий срок службы, поскольку они почти так же прочны как стальные детали, и не разрушаются коррозией. Титановые трубы очень трудно поддаются сгибанию и сварке, поэтому велорама изготовленная из них будет стоить дорого.

Чаще всего на сверхлегких велосипедах с титановыми рамами Wheeler (Германия) или Mongoose (США) катаются спортсмены, ведь мало какой любитель может позволить себе столь дорогое приобретение.

Карбоновая конструкция. Карбон представляет собой композитный материал, собранный из углеродного волокна и термореактивной смолы. Это единственный материал, у которого можно изменить жесткость в определенном направлении, а не только в конкретном месте. При производстве достаточно выбрать продольное или поперечное направление сплетения углеродных нитей.

Чем тоньше слой смолы между листами углеродной ткани, тем крепче изготовленная рама. Это объясняется тем, что при перегрузках в первую очередь разрушается хрупкая связующая смола, и уже после разрываются отдельные нити.

Карбоновая рама для велосипеда может быть составной, то есть собранной из металлических узлов и карбоновых труб. Но самые надежные монококовые рамы, которые формируются как цельная деталь из карбона. Они легче рам из любых других материалов и немного прочнее их.

После достаточно подробного рассмотрения темы о выборе велосипедных рам не должно быть вопросов касательно их геометрических размеров или материала изготовления. Остается лишь напомнить, что карбоновая рама лучше выдерживает удары, лишь в том направлении, в котором сплетены её волокна. Поэтому, просмотрев следующее видео об испытании на прочность алюминиевой и карбоновой рамы, не стоит делать поспешных выводов.

Велосипедные рамы из алюминия (алюминиевых сплавов)

Мы продолжаем серию статей о различных материалах, используемых при производстве велосипедных рам. В прошлой статье мы поговорили о велосипедах на основе стальных рам.

В современном мире для изготовления рам велосипеда используют следующие материалы:

• Сталь (обычную, углеродистую, хромомолибденовую).
• Алюминиевые сплавы (Alloy)
• Титановые сплавы (Titanium)
• Карбон (углепластик, Carbon fiber)
• Различные редкие, экспериментальные и оригинальные материалы (магниевые (Magnesiumc), алюминиево-скандиевые, бериллиевые сплавы, бамбук и т.д.)

В этой статье мы рассмотрим свойства рамы, изготовленной из алюминиевых сплавов.

Сам термин алюминиевая рама не совсем правильный. Алюминий в чистом виде не применяется – он слишком мягкий. Под этим термином подразумеваются сплавы с другими металлами: цинком, медью, магнием, марганцем и т.д.

Один из больших плюсов алюминиевых рам – их малый вес. Именно поэтому велосипеды с такими рамами быстрее набирают скорость, на них легче подниматься в гору. Однако, это же дает и отрицательный эффект в виде потери наката, т.е. когда велосипедист прекращает вращать педали байк быстрее останавливается.

На велосипедах с алюминиевыми рамами немного сложнее делать повороты, так как они гораздо «жестче» стальных рам, и, если стальные могут немного изгибаться при повороте, как бы «вписываясь» в него, то алюминий этого делать не может.

Из-за такой жесткости рамы энергия велосипедиста, вращающего педали, передается на колеса с меньшими потерями, чем у стальной рамы, которая при этом немного изгибается и поглощает энергию велосипедиста. Правда, все это играет большую роль у гонщиков и спортсменов, а для обычного байкера это «мелочи жизни». А вот что гораздо более заметно, так это то, что из-за такого свойства алюминия поездка на байке с алюминиевой рамой становится более жесткой и некомфортной. Велосипед гораздо хуже гасит вибрации на дороге, чем байк со стальной рамой, лучше амортизирующей все ухабы и выбоины на ней. Алюминиевая рама передает на пятую точку, позвоночник и руки, практически не гася, все удары о дорогу. А дороги у нас, как известно, не отличаются ровностью и гладкостью.

Для велосипедов с алюминиевой рамой нужна хорошая амортизационная вилка, которая частично возьмет на себя амортизацию от ударов переднего колеса, хорошее седло, а возможно и амортизационный подседельный штырь, для смягчения ударов на позвоночник от заднего колеса.

Еще одним недостатком алюминиевых рам является то, что в отличие от стальных, они, накапливая усталость, ломаются без появления трещин. А это значительно повышает риск того, что она сломается прямо во время поездки. Т.е. стальная рама, перед тем как сломаться сначала треснет, а уже потом в этом месте сломается. Это свойство позволяет заметить трещину и выкинуть треснутую деталь или заварить её.

Например, на моих глазах, во время спуска по горной тропе в Буковеле, в конце трассы сломалась алюминиевая рама д аунхилл-велосипеда. Хорошо еще, что это произошло практически у подножья горы, да и сам спортсмен был отлично экипирован велозащитой и не получил никаких повреждений. Рама просто сложилась пополам на небольшой кочке, так что последние полкилометра до финиша велосипед ехал на своем хозяине. Ситуация очень напоминала ту, что показана на фотографии внизу.

Зависимость прочности велосипедной рамы от диаметра и толщины стенок труб

При изготовлении алюминиевых рам используют трубы большего диаметра с толстыми стенками.

Законы физики говорят, что при увеличении диаметра трубы в два раза ее жесткость повышается в восемь раз (кубическая зависимость), а при увеличении толщины стенки трубы в два раза ее жесткость увеличится так же в два раза. Т.е. для увеличения жесткости конструкции и при минимизации при этом веса — увеличение диаметра трубы предпочтительнее.

Исходя из этих принципов и учитывая, что минимальная толщина стенки стальной трубы может быть 0,4 мм, а алюминиевой 0,8 мм, конструкторы выбирают диаметр и толщину стенок труб для велосипедных рам. Конечно трубы с приведенной выше минимальной толщиной стенок не используют при производстве велосипедов.

Причем рамы часто делают из труб различных сечений или баттированные, что так же позволяет повысить прочность готовой рамы. Почитать о баттировании и геометрии труб рамы можно в статье «Геометрия рамы велосипеда».

Преимущества алюминиевой велосипедной рамы:

• Меньший вес, по сравнению со стальными рамами, и как следствие этого хорошие разгонные характеристики.
• Почти абсолютная коррозийная стойкость – такие рамы не ржавеют от слова «вообще».
• Высокие скоростные характеристики: легче набрать скорость и ехать в гору.

Недостатки велосипедной рамы из алюминиевых сплавов:

• Жесткость. Алюминиевая рама практически не гасит вибрации, и все неровности дороги передаются на руки и через пятую точку на позвоночник, особенно если еще и вилка жесткая, а не амортизационная.
• Быстрая потеря наката. Из-за меньшего веса, как только байкер перестает крутить педали, велосипед быстро теряет свою скорость, в отличие от велосипеда со стальной рамой.
• Недолговечность. Если велосипед эксплуатируется активно, то через несколько лет резко возрастает вероятность получить трещину. А лет через 10 обычного катания рекомендуется регулярно осматривать байк перед поездкой на их наличие. Производители чаще всего дают гарантии на рамы из алюминиевых сплавов в пределах 5-10 лет.
• Более чувствительны к ударам и падениям, чем стальные и титановые рамы. Все-таки алюминий мягче стали и удар, который сталь даже не заметит – на алюминии может оставить вмятину.
• Неремонтопригодность. Сварить алюминиевую раму слишком сложно, да и уверенности в ее прочности это, на самом деле, не прибавит – надежнее купить себе новую.
• Высокая цена.

Виды алюминиевых сплавов, использующихся при изготовлении велорам.

Немного остановимся на видах алюминиевых сплавов, использующихся для изготовления велосипедных рам.

Марок алюминиевых сплавов достаточно много (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.

Использование в названии букв «Т6» 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 обозначают 6061-Т6.

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

Например, в приведенной ниже таблице видно состав металлов в сплавах и как изменяются их физические характеристики после термической обработки.

Сплавы алюминия для рамы велосипеда

Алюминий имеет меньшую прочность, чем хроммолибденовая сталь или титан. Однако его широко используют при производстве велосипедных рам. Самое главное преимущество алюминия перед сталью в его небольшом весе, а по сравнению с титаном он имеет низкую цену. Такая комбинация свойств алюминия позволяет изготавливать лёгкие и качественные рамы за приемлемую цену.

Для изготовления рам велосипедов как правило используют два вида алюминиевых сплавов — 7005 и 6061. Если внимательно изучить спецификации велосипедов, то в моделях велосипедов подороже встречается сплав 6061. Но, по своим характеристикам сплав 7005 прочнее. Почему большинство производителей велосипедов выбирают именно сплав 6061? В таблице для сравнения указаны характеристики различных сплавов алюминия 2014, 6061, 7005 и 7075.

Предел прочности на разрыв — значение нагрузки, превысив которую материал разрушается.
Процент удлинения — средняя величина удлинения детали, подвергнутой деформации до её поломки.
Предел текучести — значение нагрузки, превысив которую наступает невосстанавливаемая деформация.
Твёрдость по Бринеллю — характеристика твёрдости материала.
Код Т6 — металл подвергся температурной обработке и закалке.

Алюминиевые сплавы для рам велосипеда

Из таблицы можно увидеть, что сплав 2014 прочнее сплавов 6061 и 7005, а сплав 7075 самый крепкий. Однако выбор производителей велосипедных рам выпал именно на сплавы 6061 и 7005. Как известно, рамы велосипеда изготавливаются из алюминиевых труб путём их сваривания. Сплавы 2014 и 7075 намного хуже обрабатываются и свариваются. Поэтому и были выбраны 6061 и 7005.

Что касается различия между ними, то в сплав 7005 также трудней обрабатывается из-за большого содержания добавок. Со сплавом 6061 легче работать, а меньшая прочность перед сплавом 7005 компенсируется применением таких технологий, как двойной и тройной баттинг, стенки переменной толщины и овальное сечение труб. Это позволяет уменьшить вес рамы и повысить прочность труб.

Также читать на эту тему:

Долговечность рамы велосипеда. В процессе эксплуатации велосипеда на раму действуют нагрузки, которые многократно повторяются. Эти циклические нагрузки возникают от неровностей дорожного полотна: ямы, кочки, выбоины в асфальте и др. Когда в различных конструкциях начали использовать алюминиевые сплавы…

Гидроформинг при производстве велосипедных рам. Гидроформинг – гидравлическая формовка, в велосипедостроении применяется на протяжении нескольких лет. Очень эффективный метод придания нужной формы пластичным металлам, например алюминию, широко применяемому при производстве велосипедных рам…

Методы изготовления велосипедных рам. Чтобы соединить между собой трубы, из которых состоит рама велосипеда применяют три основных метода. Lugged construction. Высокотемпературная пайка. TIG – сварка…

Материал рамы велосипеда. Сталь. На протяжении многих лет сталь была самым распространённым материалом из которого изготавливались рамы велосипеда. В течении почти ста лет совершенствовались технологии производства и подбирались наиболее подходящие марки стали для рамы велосипеда…

Баттинг в велосипедостроении. Нагрузки, действующие на трубы, из которых изготовлена рама велосипеда распределяются неравномерно. Максимальное значение они имеют на концах трубы, в месте их соединения друг с другом (кареточный узел, стык подседельной и верхней трубы, стык труб с рулевой колонкой), и как правило…

Велосипедная рама

Велосипедная рама — основная несущая часть велосипеда, к которой крепятся колёса, передняя вилка и прочие велосипедные компоненты — оборудование велосипеда.

Содержание

Конструктивные типы велосипедных рам

Среди рам классических велосипедов (серийных велосипедов для взрослых) прежде всего различают открытые и закрытые велосипедные рамы.

Закрытая (мужская) рама

Классическая закрытая (мужская) рама состоит из труб, образующих два так называемых треугольника — передний и задний.

Передний треугольник образован подседельной трубой, соединяющей седло и каретку; нижней трубой, соединяющей каретку с рулевой колонкой (стаканом); и верхней трубой, соединяющей рулевую колонку с подседельной трубой. Задний треугольник образован двумя парами труб, идущих от подседельной трубы и каретки к месту крепления втулки заднего колеса. Чаще эти пары называют перьями задней вилки. Указанная конструкция обеспечивает наибольшую жёсткость рамы при минимальном её весе.

Открытая (женская) рама

Существуют рамы без верхней трубы или с верхней трубой, идущей рядом с нижней. Этот вариант рамы традиционно называется женским — на такой велосипед можно сесть в юбке, не нарушая приличий, что было немаловажно, например, в викторианской Англии. Тем не менее, рамы такого типа популярны и среди мужчин, так как на них удобнее садиться даже в брюках.

Хотя традиционно закрытый тип рамы называется мужским, ряд производителей выпускают велосипеды, сконструированные специально для женщин, одной из особенностей которых является уменьшенная по сравнению с «мужским» вариантом длина рамы.

Необходимо заметить, что женская рама всегда тяжелее аналогичной по жёсткости и прочности классической, поэтому в шоссейных велосипедах применяется почти исключительно классическая рама.

Складные рамы

Рамы на базе которых собирают складные модели велосипедов. Преобладающими в этом классе являются открытые рамы, требующие одного разъема (или шарнира). Однако, например, самокатные (т. н. велосипедные) части вооруженных сил оснащались складными велосипедами именно на базе закрытой рамы (в силу большей прочности при меньшем весе — многие велосипеды имели специальные ремни для переноски их через труднопроходимые участки местности, в сложенном виде за спиной, на манер рюкзаков)

Также в конструкции заднего треугольника рам классических конструкций могут быть предусмотрены шарниры и разъемы для устройства амортизатора.

Детские и специальные рамы

В эту группу можно отнести рамы специальных и экспериментальных велосипедов (напр. для передвижения в лежачем положении), а также детских велосипедов. Рамы детских велосипедов, воспринимают гораздо меньшие нагрузки (по массе человека и скорости передвижения), так что здесь могут применяться упрощенные конструкции и другие материалы.

Подвеска

В то время, как подвеска переднего колеса представлена вилкой, задняя подвеска является элементом рамы. Задняя подвеска может быть жесткой, упругой и «полужесткой». Жесткая подвеска, в отличие от упругой и полужесткой, не предусматривает движения оси закрепленного заднего колеса относительно других элементов рамы. В упругой подвеске задний треугольник, или его части могут двигаться на шарнирах, за счет чего достигается рабочий ход заднего колеса. Упругим элементом подвески может быть пружина, или пневматическая система, гасящим — эластомер, масляный картридж и др. В «полужесткой» заднее колесо может иметь небольшой ход за счет конструктивно предусмотренных упругих деформаций рамы(обычно — заднего треугольника).

Рамы с жесткой задней подвеской, «хардтейлы», являются одним из самых распространенных типов рам. Как правило имеют проверенную форму «двух треугольников», однако оставляющую возможность изменять геометрию и материалы для получения требуемых характеристик. Относительно просты в конструкции и изготовлении, что обуславливает их невысокую стоимость и распространение.

Рамы с упругой задней подвеской более сложные, тяжелые и дорогие по сравнению с хардтейлами. Дешевые велосипеды с задней подвеской, как правило, имеют очень низкое качество всех компонентов.

Размеры велосипедных рам

Хотя геометрия рамы может быть более или менее произвольной, наиболее характерным размером рамы является её ростовка. Ростовка рамы измеряется двумя способами — С-С, от оси каретки (педалей) до осевой линии верхней трубы (только для рам классической конструкции); и С-Т, от оси каретки до верхнего среза подседельной трубы. Традиционно, ростовка рамы (как и почти все размеры) шоссейных велосипедов измеряется в сантиметрах или миллиметрах, а ростовка гибридных и горных велосипедов — в дюймах.

Материалы для изготовления велосипедных рам

Трубы для изготовления рам могут быть как круглого, так и иного сечения. Наиболее дорогие рамы изготавливают из труб с переменной толщиной стенок и собирают в статически напряжённом состоянии.

Баттированными называют трубы с переменной толщиной стенок [источник не указан 300 дней] . Баттирование улучшает характеристики рамы. Различают двойное (DB) и тройное (TB) баттирование. При тройном баттировании толщина на концах различна, а при двойном — одинакова. Однако различие между TB и DB рамами невелико.

Материалом для изготовления велосипедных рам служат легированные стали (чаще хромомолибденом), различные алюминиевые, титановые и магниевые сплавы, а также углепластик (карбон) и других реже встречающихся сплавов и комбинаций материалов.

Легированная сталь хорошо работает на неровностях дороги благодаря своей гибкости, однако характеризуется невысокими рабочими характеристиками и большим весом. Из этого материала изготавливают рамы недорогих велосипедов для «начинающих». в настоящее время наиболее широко используются хром-молибденовые стали (в частности сплав CroMo 4130, он же 30ХМА по отечественной маркировке). Преимущества хромомолибденовых рам:

• высокая прочность;
• высокая надежность;
• лучшее гашение вибраций при езде(по сравнению с рамами из алюминия и углепластика);
• более ремонтопригодны, по сравнению с другими типами рам;
• обладают хорошими усталостными характеристиками, следовательно очень долговечны. Немаловажно, что появившиеся по какой-либо причине трещины развиваются постепенно, давая о себе знать скрипом и снижением жёсткости, так что стальная рама редко ломается внезапно. : не выше −40…-60°С

Недостатки хромомолибденовых рам:

• относительно большой вес;
• ржавеет.

Титановые сплавы используются в дорогих рамах, как правило, для спортивных велосипедов. К достоинствам титановых рам можно отнести:

• титан имеет высокую удельную прочность (в 3 раза выше чем у стали и в 2 раза выше чем у алюминия), позволяя конструировать очень лёгкие рамы (менее 1,4 кг для шоссейных велосипедов);
• Коррозионно стоек, что позволяет использовать рамы даже неокрашенными.
• Высокие интервалы эксплуатационных температур;
• титановые рамы лучше демпфируют мелкую вибрацию;
• Хорошие усталостные характеристики.

• высокая цена (хотя сам титан, как сырье, стоит относительно недорого — $15-25 за кг);
• низкая технологичность и высокие требования к технологии производства, что увеличивает цену такой рамы (особая сварка, трудности с механической обработкой);

Алюминиевые рамы С 1980-х гг. популярность приобретают рамы из свариваемых алюминиевых сплавов. Они дешевые в изготовлении, легкие, имеют хорошую коррозионную стойкость, технологичны. Алюминиевые рамы имеют приблизительно такой же вес, что и титановые, но обладают большей жёсткостью. Связано это с тем, что алюминиевые рамы имеют бо́льшие сечения труб и, кроме того, обладают повышенным запасом прочности. Этот запас необходим из-за того, что применяемые сплавы имеют неудовлетворительные усталостные характеристики, непрерывно накапливая усталость и в конце концов разрушаясь даже от незначительных нагрузок. При этом, в отличие от стальных, алюминиевые рамы разрушаются внезапно. Тем не менее, в настоящее время алюминий является наиболее популярным материалом для рам среднего ценового диапазона. Основные марки алюминиевых сплавов 7075,7005,6061. Иногда алюминиевые рамы легируют небольшими добавками скандия, который значительно повышает прочностные характеристики и позволяет снизить вес рамы.

Магниевые сплавы Относительно недавно появились рамы из магниевых сплавов. Такие рамы очень легки и при этом имеют хорошие механические свойства. К преимуществам магниевых сплавов можно отнести:

• высокую удельную прочность и удельную жесткость;
• низкий вес, магний в 6-7 раз легче, чем сталь, в 2-2,5 раза — чем алюминий;
• способностью хорошо поглощать вибрацию.
• удовлетворительная свариваемость и паяемость;

Их главные недостатки:

• магний очень плохо переносит циклические нагрузки, обладает низкой ударной вязкостью.
• боится точечных ударов;
• Низкая прочность материала;
• Очень низкая коррозионная стойкость. Даже незначительная царапина краски может привести к быстрой коррозии и разрушению рамы. Магний сравнительно устойчив в сухом атмосферном воздухе в дистиллированной воде, но быстро разрушается в воздухе, насыщенном водными парами и загрязненном примесями, в особенности сернистым газом. Поэтому магниевые рамы требуют особенно тщательного ухода.

Углепластик, или карбон, представляет собой композитный материал. В качестве арматуры применяется прочное углеволокно которое заливается пластиком, образуя нужную форму. Обладает достаточной прочностью, но при этом хрупок, дорог и труднотехнологичен. Боится точечных ударов. В качестве компромисса, иногда изготавливаются «гибридные» рамы, с отдельными элементами из углепластика и основой из титана или алюминиевых сплавов. Полностью углепластиковые рамы могут быть как классической конструкции, так и монококовой.

Бериллий — бериллиевая рама относится к числу экзотических.

Долговечность велосипедных рам

Любой металл или сплав устает. Особенно ощутимо это проявляется в медных, алюминиевых, магниевых и др. цветных сплавах. На схеме справа, показано сравнение кривых усталости (кривые Веллера или S-N диаграммы) наиболее применяемых материалов в велоиндустрии. По оси абсцисс отмечается количество циклов, с периодической нагрузкой, до разрушения образца. По оси ординат — предел прочности материала, после определенного количества циклических нагрузок.

Следует учесть, что диаграммы приблизительные, так как процесс усталостного разрушения до конца не изучен. Даже у одинаковых материалов при лабораторных испытаниях, результаты колеблятся в широких пределах, иногда достигая различия на несколько порядков N. Большое значение на усталостные характеристики оказывает качество поверхности, качество материала, виды, динамика и силы прилагаемых нагрузок, перерывы между циклами, «тренировка материала» и многие-многие другие факторы.

Важно отметить, что только у стали есть так называемый предел выносливости (та нагрузка, ниже которой материал способен выдерживать бесконечное количество циклов). У всех остальных материалов физического предела выносливости фактически нет, и с продолжением приложения циклических нагрузок, кривая усталости медленно стремится к асимптоте. Поэтому для обозначения условного предела выносливости цв.сплавов, обычно принято принимать базовое количество 500 млн циклов, а для черных материалов — 10 млн (это означает, что при испытании, деталь из чёрного сплава прогнозируемо себя ведёт уже после 10 млн циклов, а деталь из цветного металла приходится «мучить» аж 500 млн циклов, чтобы понять её «поведение» и вычислить предел её прочности) [1].

Геометрия велосипедной рамы

См. также : Геометрия рамы велосипеда [2]

Геометрией рамы называют общепринятую совокупность длин всех труб и углов между ними. От геометрии рамы зависит принадлежность велосипеда к той или иной категории.

• A — актуальная длина верхней трубы переднего треугольника (TT/a);
• B — длина верхней трубы переднего треугольника;
• C — длина верхнего пера заднего треугольника;
• D — высота рулевого стакана;
• E — длина нижнего пера заднего треугольника;
• F — длина нижней трубы переднего треугольника;

• G — рост рамы;
• H — рост рамы;
• K — рост рамы;
• L — угол наклона подседельной трубы;
• M — угол наклона рулевого стакана.

Параметры A и B показывают, как различные производители измеряют длину верхней трубы переднего треугольника.

Параметры G, H и K показывают, как различные производители измеряют рост рамы. Некоторые производители, чаще всего итальянские, считают ростом рамы расстояние от центра оси каретки до центра места соединения подседельной и верхней трубы переднего треугольника (параметр K).

Оптимальная ростовка рамы зависит от роста человека, люди с маленьким ростом нуждаются в меньших рамах. Размер колеса велосипеда (26″ или 28″ обод) не может служить параметром определения размера рамы. Велосипед с 28″ колесами и маленькой рамой, может быть меньше чем велосипед с 26″ колесами и большой рамой. Рост рамы можно определить приблизительно по таблице. Также рост рамы определяется произведением внутренней длины ноги (расстояние от промежности до пятки) и коэффициента 0.59. Ростовка рамы может указываться как в сантиметрах, так и в дюймах.

В то же время, при выборе велосипеда для спусковых и экстремальных дисциплин (стрит, даунхилл и др.) обычно берутся рамы меньшего размера, что позволяет увеличить маневренность велосипеда при прыжках и исполнении различных трюков.

Ссылки

• Несколько слов о материалах и рамах: часть1, часть 2

• Части велосипеда

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Велосипедная рама» в других словарях:

Рама (значения) — Рама  многозначный термин. Значения: Рама  аватара Вишну в индуизме, герой древнеиндийского эпоса «Рамаяна». Рама  центральноамериканский индейский народ. Рама  конструкция, элементы которой работают преимущественно на изгиб.… … Википедия

РАМА — (1) в строительной механике несущая конструкция в общественных и промышленных зданиях, инженерных сооружениях (мосты, путепроводы, эстакады и др.), состоящая из стержневых элементов из металла, железобетона, дерева и т.п., жёстко соединяемых в… … Большая политехническая энциклопедия

Рама (статика) — У этого термина существуют и другие значения, см. Рама (значения). В Викисловаре есть статья «рама» … Википедия

Велосипедная трансмиссия — Велосипедная трансмиссия. Велосипед содержит трансмиссию, которая передаёт усилие от ног человека к колесу. Трансмиссия бывает нескольких видов, но в подавляющем большинстве случаев используется цепная передача. Содержание 1 Цепь 1.1 Конструкция… … Википедия

Велосипедная вилка — Велосипедная вилка  часть велосипеда, удерживающая переднее колесо и обеспечивающая возможность менять направление езды во время движения. Выполняется из различных материалов ( … Википедия

РАМА — РАМА, ы, жен. 1. Четырёхугольное, овальное или иной формы скрепление для обрамления чего н. (стекла, картины). Оконная р. Картина в раме. 2. Несущая часть машины, станина; техническое приспособление в виде скреплённых под углом друг к другу… … Толковый словарь Ожегова

Велосипедная рулевая колонка — Рулевая с игольчатыми подшипниками … Википедия

Велосипед — Привод Мускульная сила водителя П … Википедия

Велик — Велосипед Привод Мускульная сила водителя Период с середины XIX века Скорость 268 км/ч на ровной поверхности в воздушном колоколе (рекорд)[1] Область применения … Википедия

Велосипеды — Велосипед Привод Мускульная сила водителя Период с середины XIX века Скорость 268 км/ч на ровной поверхности в воздушном колоколе (рекорд)[1] Область применения … Википедия

Велосипедные рамы

Прочность. Именно на раму приходятся самые большие нагрузки.

С точки зрения этих показателей мы и рассмотрим материалы, из которых производятся рамы современных велосипедов.

Стальные рамы

Используется сталь нескольких видов:

Низкоуглеродистая. Она тяжелая. Ее эксплуатационные свойства низки. Она подвержена коррозии. Плюс – низкая цена. Такие велосипеды дешевы, но имеют низкое качество.

Все стальные рамы хорошо ремонтируются при помощи сварки. Для предотвращения коррозии они покрываются специальными составами.

Рамы из алюминия

Используются на велосипедах любого вида. Для большей жесткости и прочности в производстве используются сплавы алюминия с кремнием, магнием и цинком. Разницу сплавов можно определить по маркировке 7005, 7075 и 6061. Вес алюминиевых изделий существенно ниже, чем вес стальных, хотя толщина стенок больше. Они обладают высокой прочностью, жесткостью, не подвержены коррозии и способны «обслужить» сложную геометрию. Производители такой продукции дают на нее пожизненную гарантию. Отличительная особенность рам из алюминия – толстые швы, которые остаются после аргоновой сварки.

Карбоновые велосипедные рамы

Рамы из карбона – признак высокого качества и высокой цены велосипеда. Они очень прочны, ультра-легки, обладают большой жесткостью. Это, практически, идеальное изделие. Но его слишком высокая цена недоступна для большинства райдеров. Сломать такое изделие очень сложно. Но, если это произойдет, его останется только выкинуть, так как оно не подлежит ремонту.

Титановые рамы

Эти изделия имеют несколько худшие характеристики, чем карбоновые. Также они не поддаются ремонту, хотя вероятность их поломки после длительной эксплуатации более высока. Но при этом стоят они так же дорого. Поэтому рамы из титана мало используются не только в любительском велоспорте, но и в профессиональном.

Производители не останавливаются в своих исследованиях, разработках и испытаниях. Эксперименты распространяются, порой, даже на самые экзотические материалы. В последние годы становятся модными деревянные рамы. Насколько они жизнеспособны, покажет время и опыт использования.

Перед тем, как купить велосипед, сделайте оптимальный для себя выбор материала для рамы. От этого, во многом, будет зависеть надежность модели.

Алюминиевая рама велосипеда

Рама — основная и самая главная часть велосипеда.

Вопрос, какой же материал рамы лучше остается открытым уже не первый год, поскольку подход к выбору материала — сугубо индивидуальный.

Основными материалами сегодня являются хромомолибденовая сталь и алюминиевые сплавы.

1. Сталь — первый материал, из которого стали делать рамы для велосипедов. В последнее время наблюдается тенденция к возрождению стальных рам, это вызвано появлением новых технологий которые позволяют делать материал, который бы удовлетворил высоким требованиям современного велоспорта.

Сталь в целом привлекательна благодаря своей надежности, простоте обработки и ремонта и относительной дешевизне. Сталь хорошо гасит вибрации.У этого материала довольно продолжительный срок службы, и у него нет свойства накапливать "усталость". Если рама начинает стареть, она предупреждает об этом — появляются трещины, ржавчины.

Известны несколько типов стали:

• — Hi-Ten (Hi Tensile) — "конструкционные стали улучшенного качества", это самый дешевый материал. Рамы из этой стали достаточно тяжелые и не обладают хорошим "накатом".
• — Cro-Mo (cromomolibden) — хромомолибденовые сплавы. Рамы из этого материала более легкие, чем из Hi-Ten, более жесткие, но и более дорогие.

К достоинствам хромомолибденовой рамы также следует отнести ее способность изгибаться на виражах и тем самым облегчать управление, в значительной степени гасить мелкую вибрацию и даже немного смягчать удары. К тому же они незначительно подвержены коррозии. Такие рамы почти не используются в кросс-кантрийных байках высокого уровня, но популярны среди туристов, марафонцев и любителей зимнего катания.

Более высокого класса такие рамы делают с переменной толщиной труб (баттинг). Рамы с тройным баттингом прочны и достаточно легки одновременно.

2. Alu (Aluminium) — алюминиевые сплавы. Этот материал позволяет сделать еще более жесткую и во многих случаях более легкую раму, чем Cro-Mo. Существует целый ряд алюминиевых сплавов и способов их обработки (7000, 7005, 7005T6, 7009T6, 7010T6, 6061, 6061T6, 6065 и тд). В сплавы 6000-й серии добавляют магний, 7000-й серии — цинк. Наиболее распространенный (в силу цены) 7005й. Чем меньше номер алюминиевого сплава, тем он дороже, а качество его лучше. Более продвинутые фирмы используют сплав 6061.

Алюминиевая рама значительно меньше корродирует в агрессивной среде, чем хромомолибденовая и тем более, чем стальная.

На алюминиевых рамах легче разгоняться, лучше въезжать на горки, они позволяют хорошо чувствовать дорогу, правда, по сравнению с хромомолибденовыми рамами, алюминиевые обладают меньшей накатистостью. Рама перестает "катить" как только вы перестаете крутить педали. Повороты проходить сложнее, чем на хромомолибденовой раме, однако при этом сам поворот проходится быстрее.

Алюминиевые рамы не обладают свойством гасить вибрации. Срок жизни этих рам, как правило, меньше (около 10 лет). Алюминиевые рамы "накапливают" усталость и (по прошествии 10-15 лет) могут разрушиться внезапно. Однако многие производители в настоящий момент дают пожизненную гарантию на рамы из алюминиевых сплавов. Это говорит о том, что совершенствующиеся технологии позволяют увеличивать срок службы материала.

Алюминиевые рамы также могут иметь баттинг.

Один из редких видов алюминиевых сплавов — скандий. Скандий похож на титан по весу и гибкости и обладает при этом очень высокой поверхностной прочностью. Рамы из скандия должны изготавливаться очень аккуратно, так как раму нельзя отрихтовать (выровнять вхолодную) после сварки.

Последнее достижение алюминиевого рамостроения — гидроформованные трубы. Эта технология позволяет избежать швов в конструкции рамы, что заметно повышает надежность рам.

На российском рынке из качественных зарубежных производителей алюминиевых велосипедов представлены: США — GT, TREK, MARIN, SCOTT; Германия — WHEELER, Тайвань — GIANT.

В целом, алюминиевая рама на сегодня — самый лучший вариант, если говорить о соотношении качества, эксплуатационных свойств и цены.

3. Магний является, пожалуй, самым редким материалом для велосипедных рам.

• Низкий вес
• Хороший накат
• Прекрасная жесткость.

• Высокая цена
• Очень низкий ресурс (до 2-3 лет).
• Подвергаются сильной коррозии.

4. Carbon (углепластик). Это сверхлегкие рамы, но крайне неустойчивые к ударным нагрузкам. Это рамы для профессионального использования.

5. Ti (Titanium) — Титан. Этот материал, как и карбон, пришел в велоиндустрию из аэрокосмической области. Титан сочетает в себе достоинства алюминия и стали — твердость и легкость. Устойчив к коррозии. Отлично гасит вибрации, срок службы достаточно велик.

Титановые сплавы трудно поддаются механической обработке и требуют сложных технологий сварки. Этим объясняется столь высокая цена на титановые сплавы.

Рамы из этого материала — для профессионалов.

На российском рынке известна фирма WHEELER, предлагаются велосипеды из титановых сплавов.

Резюме: выбор рамы для велосипеда индивидуален и зависит от предпочтений велосипедиста и стиля катания. Для начинающих велолюбителей посоветуем выбирать что-то из алюминиевых или хромомолибденовых сплавов. Любые другие материалы (Карбон, Титан, Магний) не для новичка.

подскажите какой велосипед лучше, алюминиевый или стальной? и почему?

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.

Важное преимущество стальной рамы ее высокая ремонтопригодность. Это означает, что в случае поломки такую раму можно отремонтировать с помощью обычного сварочного аппарата, который можно найти в любой мастерской для ремонта автомобилей. Другим важным свойством стальной рамы является то, что такая рама на неровностях дороги пружинит, гася вибрацию и толчки.

К недостаткам стальных рам относят относительно большой вес (особенно у рам из сталей hi-ten) и подверженность коррозии. Новые рамы всегда покрываются различными эмалями, которые защищают раму от коррозии. Но в процессе эксплуатации это покрытие легко можно повредить. Поэтому хотя бы один раз в сезон стальную раму рекомендуется осмотреть, и закрасить повреждения лакокрасочного покрытия. Чтобы защитить от коррозии внутренние полости стальной рамы, рекомендуется раму нового велосипеда обработать одним из автомобильных антикоррозийных покрытий (например, Мовиль) .

Алюминиевые сплавы. В последние годы все большее распространение получают рамы из алюминиевых сплавов. Сплавы, которые используются в велостроении, обозначаются четырехзначным номером (например, 6061 или 7005). Вопреки распространенному мнению, больший номер материала не означает лучшее качество — это число определяет всего лишь состав сплава. Так, в состав сплава 6061 входит, кроме алюминия, еще и магний, кремний, и медь. А в состав сплава 7005 добавлен цинк

Как выбрать раму велосипеда

Панацеи в виде единственно идеального варианта рамы, конечно же, нет. Материал рамы определяет ее жесткость, прочность, надежность, долговечность, устойчивость к ударам, коррозии, а также накат велосипеда.

В то же время велосипедисты в первую очередь гоняться за весом, и что интересно, в свое время производителям удавалось достигать отличных результатов с любым материалом. Не беря во внимание карбоновую раму, которая может весить 900 грамм, алюминиевая рама Klein Adroit весит всего 1300 грамм, титановая – также 1300 грамм. Немного им уступает хромомолибденовая стальная рама – фирме Scott удалось достичь веса в 1600 грамм. Как видим, разница в весе небольшая, чего не скажешь о их стоимости. Сделать стальную раму такой легкой дороже всего, но ведь она обладает и другими преимуществами? И оказывается, что в ход вступает и играет ключевую роль, как это обычно бывает, цена рамы. Выбор рамы с оптимальным соотношением цена-качество для нужного вида использования – наша задача.

Материалы изготовления рам

Углеродистая сталь (Hi-Ten)

Используется в дешевых велосипедах крайне низкого качества. Покупаешь велосипед для ребенка, а он весит как твой? Да, именно так часто бывает. Догадайтесь, в каких велосипедах еще использовалась такая сталь? Правильно, в советских. Зато надежные!

Хромомолибденовая сталь (Cro-Mo)

Более прогрессивный сплав стали, который сейчас часто применяется в неприхотливых дорожных велосипедах, а также в некоторых моделях велосипедов для экстремальных дисциплин. Такие рамы часто делаются с помощью технологии баттинг, когда в разных местах отличается толщина стенок труб. Соблюдая необходимые стандарты, это позволяет снизить вес, сохранив при этом надежность. Еще больше улучшить надежность стальной рамы позволяет термообработка. После нагревания сплавов за счет разного времени остывания удается достигать необходимого эффекта.

Преимущества стальной рамы

• Хороший накат – это значит, что перестав крутить педали, рама будет продолжать поддерживать хорошую скорость.
• Мягкость – стальная рама гасит вибрации, смягчает удары. По этой причине, кстати, жесткая передняя вилка часто делается из стали.
• Следствием мягкости является буквально изгибание такой рамы, она очень хорошо ведет себя на поворотах.
• Прочность, надежность, долговечность, любой сварщик сможет ее сварить.

Недостатки стальной рамы

• Большой вес. Плотность стальных сплавов – 7,85 г/см3, в то время как алюминиевых – 2,6-2,8; титановых – 4,5; карбона – 1,75. Стальная рама с размером в 19 дюймов и двойным баттингом будет весить более 2,5 кг, а дорогой вариант – 2 кг. Собственно это главный недостаток стальных рам, который, к сожалению, во многих случаях ставит под корню их повсеместное использование.
• Не устойчивость коррозии.
• Менее резкий разгон — при мощном педалировании рама играет под ногами, не эффективно расходуется энергия.

Алюминиевые сплавы

По-сути, самый оптимальный материал для велосипедных рам, потому что алюминиевые сплавы относительно дешево стоят и имеют достаточно низкий вес. Сам по себе алюминий слишком мягок для использования в рамах, а потому в него добавляют другие элементы, о чем нам говорит маркировка. Основные серии – 5000, 5086, 6000, 6061, 7000, 7005, где первая цифра означает главный элемент в сплаве, помимо алюминия. 6 – это магний, а 7 – цинк. Большая цифра не означает лучшее качество, хотя рамы с цинком все же более прочные и надежные, не так быстро накапливают усталость.

Часто в описаниях велосипеда можно заметить слово «гидроформинг». Это означает, что труба рамы помещается в специальную форму, внутрь накачивается горячее масло и под воздействием температуры рама принимают необходимую форму. Это позволяет делать изгибы в трубах, менять стандартную треугольную геометрию рам, что в идеале должно давать лучший накат. На практике же он зависит от каждого отдельного экземпляра, проверяется опытным путем. Можно доверять некоторым брендам. Например, хорошие рамы делают фирмы Cannondale, Trek, GaryFisher, Specialized, Giant, Scott.

Преимущества алюминиевой рамы

• Лучшее соотношение вес/стоимость. Поэтому большинство велосипедов делается именно из алюминия. Алюминиевая рама низкого уровня будет весить 1,9-2,2 кг, а высокого (с тройным баттингом) – 1,4-1,7 кг.
• Хорошая динамика – разгон происходит быстрее благодаря жесткости рамы, нет лишних «просиданий». Подъем в гору также проходит эффективнее. Почитайте о 10 советах для подъема в гору.
• Устойчивость к коррозии.
• Подходит для велосипедистов с большим весом.

Недостатки алюминиевой рамы

• Плохой накат – в данном случае алюминиевая рама полный антипод стальной. Разгоняется быстро, но тут же теряет всю свою скорость.
• Жесткая – не гасит вибрации. Езда на алюминиевой раме с ригидной вилкой – не самое приятное занятие. А велосипедистам с весом менее 70 кг некоторые даже не рекомендуют такую раму.
• Недолговечность – алюминий имеет свойство накапливать усталость. Примерно спустя 10 лет повышается вероятность получить трещину.
• Неремонтопригодность – история знает мало случаев, когда алюминиевую раму варили и она себя нормально чувствовала.

Титановые сплавы

Используются чаще всего обеспеченными велосипедистами, так как они дорогие и не каждый может себе позволить титановую раму, а для соревнований предпочитают карбон. Совмещает преимущества стали и алюминия.

Преимущества титановой рамы

• Еще большая мягкость, чем у стальной рамы, — очень хорошо гасятся вибрации.
• Отличная управляемость.
• Низкий вес. Стандартная рама будет весить порядка 1,8 кг, а с баттингом – 1,4-1,7 кг.
• Высокая прочность – такая рама прекрасно подходит для гонок по бездорожью.
• Долговечная – усталость материала не высокая, может прослужить даже 20 лет без проблем. Не боится коррозии и царапин, ведь, как правило, титановая рама не красится, а лишь хромируется.

Недостатки титановой рамы

• Высокая цена.
• Плохая динамика при разгоне.
• Плохо ремонтируется.

Карбон (углепластик)

Карбоновые рамы идут на велосипедах для профессионалов. Шоссейные гонки и гонки по пересеченной местности – вот их стезя. В зависимости от целей карбоновые рамы могут иметь разную жесткость. Не могу с уверенностью утверждать, но, по всей видимости, для шоссе рамы делают мягче для лучшего наката, а для кросс-кантри – жестче для эффективного разгона и преодоления горок. Так как карбон – это не метал, то раме с легкостью придается любая форма.

Карбон, на самом деле, прочнее стали и алюминия. Разумеется, превышающая по весу в несколько раз алюминиевая рама может оказаться прочнее карбона, но это не так в одинаковой весовой категории. Однако, карбон в то же время – хрупкий и боится прямых ударов.

Преимущества карбоновых рам

• Самый низкий вес из всех материалов – от 900 грамм, а многие рамы в серийном производстве весят 1100 грамм.
• Высокая прочность.
• Возможность делать раму необходимой жесткости и формы. Может обладать преимуществами любой другой рамы.

Недостатки карбоновых рам

• Цена.
• Надежность очень сильно зависит от качества изготовления. Недостаточно продуманная геометрия приведет к разрушению всей конструкции.
• Плохо переносит точечные удары.
• Не пригодна к ремонту.

Тест стальной, алюминиевой и карбоновой рамы

Разумеется, при езде рамы не подвергаются таким издевательствам, но посмотреть интересно.

Выбор рамы велосипеда по стилю катания

Итого, имея исходные данные выше, можно поставить небольшую черту и определить каждому материалу необходимый тип велосипеда.

• Углеродистая сталь – любой дешевый велосипед. Велосипед просто должен довозить вас до соседнего магазина, в случае кражи – не жалко. Рекомендация: как защитить велосипед от кражи.
• Хромомолибденовая сталь – велосипеды из такой стали идеально подходят для турингового велосипеда, если вы хотите путешествовать по асфальтированным дорогам или хорошо укатанным грунтовым. Также из этой стали для комфортной мягкой езды делаются городские велосипеды.
• Алюминиевые сплавы – все типы велосипедов. Вы не располагаете большой суммой денег, но хотите иметь универсальный велосипед, рассчитанный на любую дорогу.
• Титановые сплавы – любой тип велосипеда, кроме велосипеда для соревнований. Это хороший выбор, если вы имеете в запасе нужную сумму денег. Титановая рама идеально подойдет для путешествий по любым дорогам, туристический велосипед мечты будет иметь титановую раму.
• Карбон – любой тип велосипеда, но в виду цены и специфических особенностей используется зачастую в гоночных велосипедах.

Виды велосипедных рам

До этого мы в большей мере говорили только о материале рам, но ведь есть еще и их геометрия, рассчитанная под каждый тип велосипеда. Какие конструктивные отличия? Давайте-ка узнаем.

Внедорожные

• Хардтейл – типичная рама горного велосипеда без заднего амортизатора. На нее чаще всего уже можно установить дисковый тормоз, багажник, колесо с широкой покрышкой, есть крепления под фляги. Рекомендация: как выбрать горный велосипед.
• Софтлейн – необычная рама для езды по бездорожью. Амортизация происходит за счет упругих задних перьев. Она не подходит для прыжков, но с неровностями дороги справляется.
• Двухподвес – на раме установлен задний амортизатор. Есть множество его конструкций – начиная от двухподвесов для МТБ и заканчивая даунхиллом. Багажник установить нельзя, креплений для фляги мало.
• Горный тандем – в отличии от классического дорожного рама рассчитана под установку передней амортизационной вилки и широкой резины.

Дорожные

• Городской велосипед – рама рассчитана на высокую посадку, имеет крепления для заднего багажника и корзины на руль, но не рассчитана под дисковые тормоза за редким исключением.
• Шоссейный велосипед – геометрия спланирована под низкую посадку для хороших аэродинамических свойств. Подобная рама обладает хорошим накатом, двумя или тремя креплениями под велофлягу. Багажник зачастую установить нельзя.
• Циклокросс – просветы в перьях рассчитаны под более широкую резину, посадка – для маневренной езды. Обычно есть крепления под багажник и, разумеется, фляги. По этой причине их частенько используют для туризма.
• Туринг – турингом считается классический велосипед для дальнобойных путешествий. Наверное, 9 из 10 кругосветных велопутешествий было совершено на турингах. Идеальное соотношение обтекаемости и удобства посадки для спины и рук, возможность установки любых колес, переднего и заднего багажника, множества фляг и разных других плюшек.
• Тандем – ну здесь всё ясно, все видели велосипеды для езды вдвоем, а то и втроем.

Кроме этих вариантов, есть еще рамы для экстремальных дисциплин, например, триала и BMX. А также разные круизеры, рекумбенты, у которых посадка лежа, педали находятся на уровне головы.

Уверен, эта статья дает полный спектр знаний, чтобы сделать оптимальный выбор рамы велосипеда. Думайте, анализируйте, покупайте, катайтесь, читайте BikeHike – простая установка на жизнь 🙂

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.

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.

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.

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)

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.

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.

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.

Описание

Велосипеды с алюминиевой рамой благодаря малому весу быстрее набирают скорость, на них легче преодолевать подъемы. По этой же причине байк быстрее останавливается после того, как наездник перестает крутить педали. Алюминий в чистом виде не используется, под этим материалом подразумевается сплав его с цинком, марганцем, никелем, медью или магнием.

На таких велосипедах сложнее входить в крутые повороты, поскольку они жестче стальных аналогов, не так хорошо могут изгибаться. По причине жесткости рамы энергия от усилий велосипедиста передается на колеса с меньшими потерями. Такие тонкости играют роль для профессионалов, у любителей это не критичный показатель. Заметной становится более жесткая и менее комфортная езда. Велосипеды с алюминиевой рамой практически не гасят колебания, передаваемые на седло и руль на неровных поверхностях и кочках. Для такого байка требуется хороший амортизационный узел и удобное седло. Это позволит часть ударов нивелировать, что благоприятно скажется на перемещении.

Плюсы

Начнем с преимуществ рассматриваемого изделия. К ним относятся:

• Небольшая масса, позволяющая улучшить скоростные характеристики и разгон.
• Максимальная устойчивость к коррозийным процессам.
• Высокие ходовые характеристики даже при движении на подъем.

Минусы

Велосипеды с алюминиевой рамой имеют ряд недостатков, а именно:

• Высокую жесткость, что особенно ощущается на моделях без амортизационной вилки.
• Быструю потерю наката. По причине малого веса байк останавливается быстрее, чем аналог со стальной рамой, после того как велосипедист прекращает крутить педали.
• Небольшой рабочий ресурс при активной эксплуатации. Уже через несколько лет могут появиться трещины. Изготовители дают гарантию от 5 до 10 лет, но после этого срока рекомендуется смазывать деталь для проверки возможных деформаций.
• При падении на алюминиевой раме выше вероятность появления вмятин.
• Плохую ремонтопригодность. Сварить такую деталь весьма проблематично, лучше приобрести новую.
• Довольно высокую цену.

Складные велосипеды с алюминиевой рамой

Ниже перечислим несколько популярных марок этого типа и назовем их краткие характеристики:

1. Дорогой городской байк Strida SX отличается оригинальным экстерьером. Он складывается до размеров компактной тележки, которую можно транспортировать своим ходом. Руль также может трансформироваться. К плюсам велосипеда относится то, что тросы и провода спрятаны в полости рамы, его легко собирать, имеется багажник, дисковые тормоза. При хорошей маневренности аппарат весит всего 11,6 кг. Среди минусов – небольшая грузоподъемность, узкие колеса, плохая амортизация.
2. Smart 20. Стильный городской байк, считается одним из лучших в своей ценовой категории. Может без проблем эксплуатироваться женщинами. Среди достоинств – прочная рама, удобный механизм трансформации, наличие катафотов и прочих аксессуаров. К недостаткам относится отсутствие ручного тормоза и качество центровки крыльев.
3. Велосипед «Стелс». Алюминиевая рама модели «Пилот-710» не мешает мягкости хода. Транспорт хорошо набирает скорость накатом, имеет сдержанный дизайн, в сложенном положении помещается в багажный отсек любого автомобиля, оснащается в базовой комплектации багажником и защитой цепи. Недостатки заключаются в наличии широкого руля и неудобной посадке для высоких людей. Целевое предназначение модификации – городские поездки.

Детские велосипеды с алюминиевой рамой

Ниже представлено краткое описание некоторых детских и подростковых моделей:

• Mars. Этот велосипед рассчитан на детей от 3 лет. В комплекте идут дополнительные полиуретановые колеса. Рама и вилка изготовлены из алюминиевого сплава, имеется регулятор высоты руля. Диаметр колес – 12 дюймов, масса модели – 4,5 кг.
• Forward Timba‏. Один из лучших складных велосипедов с алюминиевой рамой для детей 6-9 лет. Обладает красивым дизайном, доступной ценой, защитой цепи и съемными страховочными колесами. К недостаткам можно отнести приличный вес (почти 14 кг), а также необходимость регулировки некоторых подвижных узлов.
• Shulz Max. Эти детские велосипеды с алюминиевой рамой относятся к средней ценовой категории. Масса байка составляет 14,3 кг. Ориентирован он на подростков 12-16 лет, имеет грузоподъемность до 110 кг. Преимущества модели заключаются в удобстве сборки/разборки, хорошем наборе скорости, оснащении 20-дюймовыми колесами и качестве. Среди минусов – некорректная заводская регулировка, тормозные колодки сомнительного качества.

Особенности

При выборе байка часто возникает вопрос о том, алюминиевую или стальную раму велосипеда выбрать. Итоговое решение зависит от финансовых возможностей покупателя, предназначения машины и субъективных требований пользователя. Стоит отметить, что при изготовлении алюминиевых конструкций применяются толстостенные трубы большого диаметра.

Это связано с тем, что, по законам физики, если размер трубы увеличить в два раза, ее жесткость повысится в восемь раз, а при увеличении толщины стенки в два раза показатель жесткости увеличивается на такую же величину. Следовательно, из имеющихся вариантов повышение диаметра предпочтительнее.

Как правило, минимальная толщина стенки трубы на алюминиевой раме составляет 0,8 мм. Часто производители делают трубы методом баттирования или использования разных сечений, что также позволяет усилить изделие.

Используемые сплавы

Существует множество алюминиевых сплавов, из которых делают рамы для велосипедов. Наиболее распространенными являются марки 7005Т6 и 6061Т6. Индекс Т говорит о том, что материал прошел термическую обработку. К примеру, изделие из сплава 6061 нагревается до 530 градусов по Цельсию, затем активно охлаждается жидкостью. Далее на протяжении 8 часов материал искусственно старится при температуре 180 градусов. На выходе получается сплав марки 6061-Т6. Аналог под номером 7007 охлаждается воздухом, а не водой.

Ниже приведены сравнительные характеристики материалов до и после термообработки (в скобках):

• Сплав 2014 (2014Т6) – прочность на разрыв составляет 27 (70) тыс. PSL, предел текучести – 14 (60), процент удлинения – 18 (13), твердость по Бринеллю – 45 (135).
• Аналогичные показатели материала 6061 (6061Т6) – 18 (45), 8 (40), 25 (17), 30 (95).

В первом сплаве используется 4,5 % меди, 0,8 % углерода и марганца, 0,5 % магния. Второй материал включает в себя 1 % магния, 0,6 % кремния, 0,3 % меди, 0,2 % хрома, около 0,7 % железа.

В заключение

Прочнее всего велосипед 16”, алюминиевая рама которого сделана из сплава 70005 или 7005. Тем не менее аналог 6061 технологичнее, что позволяет изготавливать из него трубы со сложным сечением, а это повышает прочность изделия. Кроме того, такой алюминий лучше поддается сварке. При выборе типа велосипедной рамы учитывайте финансовые возможности и предполагаемое использование велосипеда. При правильной эксплуатации байк с рамой из любого материала, включая сталь, алюминий или карбон, прослужит довольно долго.

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.

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.

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. В 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.

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. Она 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.

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. Несмотря 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.

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.

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 7075, но они не годятся 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.

Источники:

https://veloexpert33.ru/velosiped/alyuminievaya-rama-velosipeda.html
https://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/139399
http://balashiha.rollmaster.ru/info/Velosipednye-ramy_567_article.html
https://ex3msport.life/velosport/alyuminievaya-rama-velosipeda.html