Велосипедные спицы размеры

Велосипедная спица

Велосипедная спица — спица велосипедного колеса; конструктивный элемент колеса, представляет собой стержень, соединяющий центр колеса (ступицу) и его обод. Использование спиц позволяет значительно облегчить конструкцию колеса, при этом не снижая его прочности.

Спицы производят из стали, алюминия и титана. Спицы из стали хромируются или никелируются. Спица соединяет втулку колеса с ободом при помощи ниппеля, в который она вкручивается (со стороны обода). Ниппель изготавливают из стали, латуни, алюминия.

Для натяжки спиц используется спицной ключ, установка и натяжка производятся путём закручивания ниппеля. Спицы должны быть натянуты с одинаковой силой, чтобы равномерно распределять нагрузку.

Типоразмеры

Все спицы можно разделить на две основные группы:

• прямые
• непрямые

Прямые спицы в последнее время получают широкое распространение из-за более высокой прочности.

Спицы бывают постоянного и переменного сечения. [1] Наиболее часто встречаемый диаметр для спиц постоянного сечения — 2,032 мм.

Спицы переменного сечения можно разделить на: [1]

• Single-butted имеют утолщение у конца с головкой. Иногда используются, когда нужна большая прочность на колесе с ободом со стандартными отверстиями.
• Double-butted имеют утолщения у концов и тонкую среднюю часть. такая конструкция позволяет производить более лёгкие, прочные и эластичные спицы. основной эффект данных спиц наблюдается при ударных нагрузках, когда спица сохраняет прочность в точках сосредоточения напряжений (у ниппеля и у фланца) и одновременно эластично растягивается, передавая часть нагрузки на соседние спицы.
• Triple-butted имеют три различных диаметра в сечении.
• Аэродинамические (эллиптические) спицы, утончённая часть этих спиц имеет сечение в виде эллипса, что делает такую спицу немного более обтекаемой.
• Аэродинамические (плоские) имеют более ярко выраженный плоский либо каплевидный аэродинамический профиль.

Размер ниппеля

Размеры ниппеля часто измеряются калибром проволоки (AWG) и находятся в пределах 17-10G. Наиболее часто встречаются ниппели размера 14G.

Таблица соответствия размеров ниппелей [2]

«Gage» номер	AWG, мм	British S.W.G., мм
12	2,6797	2,6416
13	2,3241	2,3368
14	2,032	2,032
15	1,8288	1,8288
16	1,5875	1,6256
17	1,3716	1,4224

Варианты расположения спиц

Схема расположения спиц (жарг. спицовка) — это схема взаимного расположения спиц, ступицы колеса (втулки) и обода. Чаще всего встречается спицовка «в два креста» — каждая спица перекрещивается с тремя другими спицами того же фланца. Наименьшую массу комплект спиц имеет при радиальной спицовке (ноль крестов), но при радиальной спицовке сильно увеличивается нагрузка на спицы и особенно фланец втулки. Наиболее предпочтительный вариант имеет смысл выбирать в зависимости от характера использования велосипеда.

Спицы и ниппели

Зачем в велосипедном колесе такое множество тонких стальных спиц, и как они туда попали, — это первый вопрос, возникающий в непредвзятом сознании при взгляде на двухколесный аппарат. Прежде всего вспомним юного денди, который выехал обкатывать свой «свежесрубленный» байк, поставленный на пару тщательно сделанных, изящных деревянных колес, снятых, судя по всему, с кареты.

Колеса имели деревянный обод, ступицу и некоторое количество толстых деревянных спиц. Эта конструкция известна уже несколько тысяч лет. В таком колесе весь вес принимают на себя спицы, поочередно работающие на сжатие. В этом смысле карета, телега и старинный велосипед похожи на сороконожку с большим количеством длинных ног. Вместе взятые, они много весят, но работа их неэффективна. Как следует из теории упругости, длинный линейный элемент, работающий на сжатие, должен иметь большие поперечные размеры (соответственно, больший вес), чем элемент, работающий на растяжение. Впервые этот факт был осознан изобретателем Джорджем Кэйли, который в 1820 году понял, что можно сильно сэкономить на весе, если сконструировать колесо, в котором спицы работают не на сжатие, а на растяжение. Само собой, дерево оказалось не лучшим материалом для новой конструкции. Но эта идея привела в дальнейшем к разработке современного велосипедного колеса, в котором проволочные спицы постоянно растянуты, в то время как сжимающая нагрузка воспринимается ободом, который можно сделать весьма тонким, легким, жестким и достаточно устойчивым.

В 1867 году Медисон Каупер собрал первые подобные колеса. Именно колесо с проволочными спицами и надувными шинами сделало велосипед удобным, практичным и достаточно быстрым. Кстати, Кэйли интересовал не велосипед, а самолет, и он много сделал для зарождающейся авиации. Его задачей было сделать шасси аэроплана максимально легким.

Но мир меняется быстро. Фирма Mavic недавно предложила колеса (готовые «вилсеты»), где часть толстых карбоновых спиц работает и не только на растяжение, но и на сжатие.

Спицы в колесе образуют так называемый спицевой набор, который решает несколько задач: центрирует обод, задает его положение относительно фланцев втулки, перераспределяет нагрузку равномерно по ободу, удерживает форму колеса и помогает обеспечивать его прочность и жесткость. Жесткость бывает разная. Радиальная жесткость определяет способность колеса воспринимать вес велосипедиста, удары при преодолении препятствий и неровностей на дороге. «Крутильная» (тангенциальная) жесткость — это возможность передачи крутящего момента при педалировании и торможении. Поперечная жесткость противодействует боковому изгибу обода и его боковому перекосу, если усилия направлены перпендикулярно плоскости колеса, например, во время поворота или бокового сноса. Если поперечная жесткость недостаточна, то на вираже покрышка начинает цепляться за перья.

Вариантов спицевого набора может быть несколько. Они отличаются друг от друга количеством пересечений спиц, идущих к одному фланцу, как говорят, «крестов» (см. рис). Количество спиц в колесе кратно четырем, кроме случая радиального набора, когда оно кратно двум.

Рис . Виды крестовых наборов

Изредка встречаются и экзотические наборы, например, Hibrid Grows foot — смешанный спицевой набор типа «Воронья лапа» («Вороний след»), в котором количество спиц кратно трем. В последнее время все чаще появляются спицевые наборы, которые не только кратны двум, что понятно, но и спицы в них сгруппированы по парам (2,4. ), и каждая группа отделена хорошо видным промежутком. Мода, что тут поделаешь. Каждая спица в наборе подходит к своему отверстию во фланце втулки под определенным углом наклона к радиусу колеса. Чем больше в колесе спиц, тем больше требуется крестов для того, чтобы этот угол был близок к оптимальному, равному 90°, — тогда на спицу действует минимальное усилие (см. рис.). Количество крестов зависит от диаметра фланца втулки и количества спиц. Увеличение фланца позволяет сократить количество крестов. Колесо из 48 спиц имеет обычно 5 крестов, из 40 — 4 креста, из 36 -4 или чаще 3, из 32 — 3,28 или 24 спиц — 2 креста. Но нередко встречаются и отклонения от данного правила.

Рис. Спица на втулке

Чем меньше в наборе крестов, тем короче спицы, меньше их масса, и тем больше поперечная жесткость колеса. Чем больше количество крестов, тем ближе угол наклона спиц к 90°, то есть к касательной к фланцу. В этом случае возрастает «крутильная» жесткость колеса, оно эффективнее при разгоне, велосипед становится более приемистым, а при торможении несколько снижаются энергетические потери на вибрации в колесе. Набор в 1, 2, 3, 4 и т.д. креста называют полутанген-циальным.

Наборы колеса

Радиальный набор, 0 крестов — спицы идут по радиусу колеса «солнышком» и имеют минимальную длину. Колесо получается чуть более легким, с несколько меньшим аэродинамическим сопротивлением, с большей поперечной, но низкой «крутильной» жесткостью. Нагрузка по ободу распределяется менее равномерно, чем при крестовом наборе, спицы работают больше на изгиб, чем на растяжение. Поэтому радиальный набор применяется только для передних колес. Кстати, на такие колеса возможна установка только ободных тормозов. Для дисковых и роллерных, расположенных на втулке, радиальный набор не подходит. Нагрузка на спицы радиального набора при экстренном торможении значительно возрастает (по некоторым оценкам, в 4-6 раз, особенно если делать стойку на переднем колесе), и их может вырвать из обода. Кроме того, у радиального набора есть две особенности. Во-первых, возможность самопроизвольного выкручивания ниппелей спиц, во-вторых, повышенная вероятность разрушения фланца втулки в месте крепления спицы.

Рис . Из рисунка понятно, что колесу с радиальной спицовкой (солнышком) дисковые и роллерные тормоза противопоказаны.

Полурадиальный набор применяется для заднего колеса. С одной стороны фланца имеется радиальный набор, а с другой — полутангенциальный. Идея такого набора состоит в выравнивании натяжения и высоты «зонтов» спиц с обеих сторон. Благодаря этому колесо получается максимально жестким и долговечным. Иногда такой спицевой набор используется вместе с несимметричным ободом со смещенными на 2-3 мм влево рядами отверстий.

Предварительное натяжеиие спиц

Существует правило, согласно которому стандартные усилия, возникающие в спицах при быстром старте, интенсивном торможении, качении по неровному грунту (радиальные нагрузки) и повороте или скольжении (боковые нагрузки) не должны превышать предварительного натяжения спиц, создаваемого при сборке колеса. В противном случае часть спиц в момент максимальной нагрузки начинает работать на сжатие. А сжатие сразу приводит к изгибу. Повторяющиеся циклы натяжения и ослабления приводят к накоплению усталости в местах изгиба спиц (у головки) и в дальнейшем к разрыву спицы. Имеют место два подхода к натяжению спиц. Первый, традиционный, рекомендует сборку колеса в 2, 3 или 4 креста и натяжение спицы 40-80 кг/с. Другой подход реализован в колесах фирмы SHIMANO, у которых натяжение спиц в среднем составляет 120 кг/с. Вместе с новыми конструктивными решениями это позволило уменьшить количество спиц до 16 штук на колесо.

1. Перевернутые спицы. Спицы устанавливаются как бы «вверх ногами», ниппели зажимаются во втулку со ступенчатыми фланцами, а головки устанавливаются внутри обода, на боковой стенке с помощью прецизионных шайб. Вес обода значительно уменьшается, так как убирается металл с основания (внутренней окружности) обода, где раньше были ниппели, давление от головки спицы равномерно распределяется на большую площадь, а более тяжелые ниппели теперь находятся около оси вращения колеса. Таким образом, вредный момент инерции колеса стал чуть меньше.
2. Парно-перекрестное расположение спиц. Спицы с правого и левого фланцев расположены в одной плоскости и подходят к противоположным боковинам обода по касательной. В результате симметричная силовая схема позволяет увеличить натяжение спиц и более равномерно распределить нагрузку по ободу. Перекрестное положение спицувеличиваетэффективное рабочее расстояние между фланцами втулки примерно на ширину обода, а поперечная жесткость колеса возрастает.
3. Полурадиальный набор. В один крест с левой стороны и «солнышком» с правой, около кассеты. Таким образом выравниваются «зонты», и увеличивается база (основание треугольника) между ниппелями спиц с 44 мм до 52 мм. Совместно примененные пункты № 2 и № 3 позволяют увеличить поперечную жесткость колеса на 20%.
4. Плоские спицы. Обод с плавными обводами и 16 плоскими обтекаемыми спицами имеет меньшее сопротивление, чем колесо со стандартным спице-вым набором. При этом его радиальная (вертикальная) жесткость меньше, чем у стандартных ободов с обычным спицевым набором, что позволяет колесу несколько амортизировать удары, и продлевает его жизнь.

Спицы прямые и спицы, работающие на сжатие

После того, как велосипедная индустрия впервые представила колеса, собранные на прямых спицах без J-образного закругления у втулки, у новой технологии тут же нашлись и ярые противники, и верные поклонники. Первые мотивировали свое нежелание связываться с новинкой тем, что классические J-образные спицы можно найти где угодно, а что делать, если вдруг выбьет новомодную прямую спицу? Сторонники прямых спиц говорили, что возить с собой в рюкзаке пару запасных спиц — совершенно не затратное дело, а жесткость колеса на прямых спицах выше и стабильнее по времени, чем обычного.

Правда, как это часто бывает, где-то посередине. Действительно, прямые спицы позволяют изначально задавать очень высокий уровень натяжения, и на практике известно, что колеса с прямыми спицами «держат строй» дольше, чем с J-образными. С другой стороны, все это настолько тонкие моменты, что обращать на них внимание нужно далеко не в первую очередь. А кроме того, следует отметить, что та или иная компоновка спицевого набора в большей степени зависит от политики производителя, чем от здравого смысла и технических характеристик.

За примером далеко ходить не надо — фирма Mavic, признанный лидер в производстве высококлассных колес и ободов, упорно оснащает свои «вилсеты» только прямыми спицами. И более того, год назад объявила о производстве сверхдорогих шоссейных колес с трубчатыми карбоновыми спицами, работающими на сжатие! Французский производитель заявил, что данная разработка увеличивает жесткость колеса и, кроме того, полностью снимает вопрос равномерности натяжения спиц при воздействии боковой нагрузки. Все бы хорошо, да вот только непонятно, как тогда понимать классически установленные тангенциальные спицы на правой стороне заднего колеса, необходимые для передачи усилия от втулки к ободу? Да и аэродинамическое сопротивление толстенных карбоновых трубок вполне может свести на нет все преимущества в жесткости колеса. А цифры с графиками, предоставленные производителем, вовсе не означают реальных преимуществ в эксплуатации.

Поэтому еще раз стоит повториться: расположение спиц и тип спицовки колеса — это большей частью средство привлечения внимания к продукции. С такой же позиции можно рассматривать и «революционную» схему размещения спицевых ниппелей в колесах Cane Creek, где ниппели сгруппированы не у обода, а у втулки. Элементарные расчеты показывают, что момент инерции колеса в сборе при такой компоновке по сравнению со стандартной схемой снижается на еле заметную величину, которой вполне можно пренебречь. А приведенная на сайте производителя математика — лишь маркетинговый инструмент для привлечения внимания, не более. Или взять составные спицы в колесах Cranck Brothers Cobalt — здесь вопрос взаимозаменяемости стоит не только остро, а чудовищно остро. А основная прелесть колес — в их фантастическом внешнем виде и не менее фантастической цене.

Рис. Виды спиц

Велоконструкторы постоянно оглядывались на гоночные автомобили и мотоциклы, которые давным-давно прошли стадию спицевания и гоняют сейчас, сломя голову, на литых или штампованных колесах. В таких колесах плоских обтекаемых спиц (лопастей) совсем немного, в среднем от 4 до 8. Соответственно, аэродинамика таких колес действительно хороша, поэтому аналогичные конструкции сделали и для велосипедов, заменив сталь на карбон (углепластик). В велосипедных колесах лопастей бывает от 3 до 6, обода обычно композитные, карбон с алюминием. Бюджетные конструкции могут быть неразборными, а более прогрессивные и дорогие позволяют менять лопасти, обода и ступицу колеса. К их достоинствам можно отнести хорошую аэродинамику, высокую «крутильную» и поперечную жесткость. Радиальная, или вертикальная жесткость обычно излишне велика, что не есть хорошо для горных велосипедов.

Недостатки: конструкторы потеряли из виду, что велосипедное колесо большое, слабо нагруженное и лучше всего подходит для спицевого набора. Когда колесо становится меньше, а нагрузка резко возрастает, спицы теряют свои преимущества. Отказ от спиц наблюдается практически повсеместно — у автомобилей, скутеров, мотоциклов. У современных спортивных автомобилей литые или штампованные колеса не уступают по весу колесам со спицами, и при этом существенно проще в обслуживании и меньше стоят. А для велосипедных колес это не самое лучшее решение. Большой вес и заоблачная цена помешали сколь-нибудь широкому распространению велосипедных углепластиковых колес типа SPINERGY. Похоже, что это тупиковый вариант.

Дисковый набор

Литые или штампованные автомобильные колеса со спицами и колеса типа SPINERGY у велосипедов на самом деле являются переходной формой от спицевого набора к дисковому колесу. Возможны два основных конструктивных варианта дисковых велосипедных колес.

Первый вариант: на обычное колесо со спицами устанавливаются круглые обтекаемые диски. При этом заметно возрастают вес и момент инерции.

Второй вариант: колесо без спиц формуется из двух половин. Применяются материалы на основе высокопрочных полимеров и углепластиков. Вес и момент инерции возрастают, но не так сильно, как в первом варианте.

Действительно, такие колеса имеют существенные преимущества по аэродинамическому сопротивлению и характеристикам «крутильной» и радиальной жесткости, которые меняются нелинейно. Чем больше скорость, тем более жестким становится колесо, что очень хорошо для гонок. Но есть момент, который для простых велосипедистов сводит преимущества от дисковых колес на нет. Кроме цены, веса и момента инерции колесо с диском, если посмотреть сбоку, имеет довольно большую площадь, порядка 0,4 м 2 . А два колеса — это почти уже один квадратный метр! Сильный боковой порыв ветра, например, в момент выезда из леса в поле или из узкой улицы на широкую площадь, может запросто «переставить» тяжелый мотоцикл или легковой автомобиль на 2-4 метра в сторону. Или даже перевернуть грузовую фуру. Ну а легкий велосипед с такими «парусами» просто унесет в кусты. Поэтому колеса с дисковым набором находят довольно ограниченное применение для трековых, шоссейных и рекордных гонок, и чаще всего их ставят назад.

Спицы и ниппели

• Они достаточно устойчивы к коррозии и имеют долгий срок службы;
• Они не «прикипают» намертво к алюминию, стали или титану. Две детали в комбинации алюминий-алюминий, алюминий-титан или алюминий-сталь, состыкованные на резьбе или на трении, могут образовать неразъемное химическое соединение. Никакой керосин и прогрев, как в случае соединения сталь-сталь, не поможет. Поэтому таких соединений стоит избегать, не ставить алюминиевые ниппели с титановыми спицами, а имеющиеся следует регулярно разбирать и смазывать;
• Как учит нас теория упругости, если длинная, тонкая спица, работающая на растяжение, сделана из высокопрочной стали, то узел крепления, ниппель, должен быть из более пластичного, вязкого материала с меньшей прочностью на растяжение. Тогда вся конструкция — колесо со спицами — будет служить долго и верно.

Размеры и калибры спиц

Раньше существовало несколько систем измерения диаметра спиц (калибра проволоки, wire gauges): американская, английская и французская. Сейчас применяется международная система ISO, где все размеры даны в миллиметрах. При этом на спицевых ключах традиционно обозначается не диаметр спицы или размер ниппеля «под ключ», а калибр проволоки, из которой изготовлены спицы — 13G-19G (см. таблицу).

Международная система калибровки спиц

Лучшие спицы делают из нержавеющей стали (stainless steel). Она прочна и не коррозирует. Иногда колеса собирают на хромированных или оцинкованных спицах из углеродистой стали. Они менее прочны и подвержены коррозии. Эксклюзивные спицы делают и из титана, но их можно ставить только с бронзовыми ниппелями. Это не дает большого преимущества в весе перед стальными спицами с алюминиевыми ниппелями. Все чаще появляются и спицы из карбона.

Резьбу для ниппеля можно нарезать, что несколько ослабляет спицу или накатать, что делает ее более прочной.

Спицы могут быть как постоянного круглого сечения по всей длине, так и переменного сечения. Например, Double-butted: диаметр спицы в центре меньше, чем на концах, в местах закрепления в ободе и фланце. Спица испытывает неравномерную нагрузку. В местах крепления к ободу и к фланцу, в местах концентрации напряжений, нагрузка всегда больше, чем в центре, поэтому диаметр в центре спицы можно уменьшить без потери прочности, и сэкономить на весе. Такой более тонкий участок (тонкая секция) придает спице большую эластичность, что позволяет ей упруго растягиваться на большую величину по сравнению со спицей постоянного круглого сечения. В момент резкой ударной нагрузки наиболее нагруженные спицы могут достаточно удлиниться, чтобы перераспределить нагрузку на соседние

Аэродинамические спицы имеют сечение double-butted, и выпускаются в двух вариантах, с эллиптической или плоской центральной частью.

Основной методом изготовления спиц является волочение (протягивание) проволоки через фильеры. Поэтому говорят, что спицы «тянутые». Проволока разрубается на заготовки, после чего накатывается или нарезается резьба, формуется головка и производится термообработка. Некоторые фирмы, например DT Swiss, делают высококачественные спицы, используя технологию холодной ковки.

Как собрать колесо со спицами?

Комфорт езды на велосипеде зависит от многих факторов. И толково собранные колеса играют в этом не последнюю роль. Ведь качественно выполненная сборка обода с центральной втулкой обеспечивает идеальную форму колёс. Настоящему велосипедисту нужно всегда быть готовым выполнить эту несложную, но требующую терпения и внимания операцию.

Виды размещения спиц в колесе

На практике применяются два вида расположения спицы – один радиальный, другой крестовой. Радиальный даёт небольшой выигрыш с позиции эстетики, но сильно отстаёт в плане механики. Такой способ можно применять только для передних колёс с расположением тормоза на ободе. Он совсем не подходит для передачи крутящего момента между втулкой и периферией колеса.

Крестовой метод сборки колёс признан самым функциональным за всю историю эксплуатации техники. Он оптимальным образом передаёт механические нагрузки, которые возникают в процессе движения.

Выбор вида размещения спиц сильно влияет на процесс комплектации колеса, особенно на начальном этапе. Ведь от этого зависит подбор спицы на велосипед, установка и регулировка.

С чего начинается сборка

Сбоку велосипедных колёс необходимо начинать с подбора всех компонентов и инструмента. При этом нужно учитывать разницу между передним и задним колёсами. Если переднее у нас является симметричным, то с задним всё гораздо сложнее.

Привод на звёздочку заставляет учитывать возможные нюансы центральной втулки. Основная сложность на этом этапе – определиться с длинной спиц, с учётом указанных особенностей переднего и заднего колёс. В итоге первого этапа у нас должны быть подобраны: обод, осевая втулка, спицы с ниппелями подходящей длины, а из инструмента – ключ для спиц и отвертка.

Спицы на велосипед: установка

При крестовом методе полезно выделить два типа спиц по направлению их установки: лидирующие и хвостовые. Лидирующие ставятся по ходу вращения, а хвостовые против. Начиная сборку надо вставить спицы с наружной стороны в отверстия правого фланца втулки через одно , причём выходить они должны со стороны зенковки. Они станут хвостовыми.

Затем на ободе находим выходную прорезь под сосок камеры. Выбираем отверстие, которое идёт по правой стороне обода, и закрепляем там первую спицу. Накручивая ниппель не забывайте пользоваться смазкой, это впоследствии облегчит протяжку и регулировку. Изначально всё наживляется на пару оборотов.

Потом переходим к установке хвостовых левой стороны. Переворачиваем колесо и начинаем опять от вывода камеры. Только теперь ставим спицу в отверстие по левой стороне обода и с другой стороны от выводного. Получится расположение рядом с первой с небольшим сдвигом. Аналогично поступаем с остальными хвостовыми левой стороны. Не забываем, что они тоже вставляются во фланец снаружи.

Теперь мы подошли к монтажу лидирующих спиц:

• Они будут вставляться изнутри фланца.
• Каждая лидирующая будет скрещиваться с тремя хвостовыми своей стороны.
• Первые две она пересекает снаружи, а под последнюю заводится изнутри.
• Очередность установки лидирующих не важна, соблюдаются правила пересечений.

Второй этап закончится, когда мы получим полностью собранное колесо, а ниппеля на спицах только наживлены.

Регулировка натяжения и формы

Этот этап требует ответственного подхода, и не любит спешки. Начинается он с затягивания ниппелей на равное число оборотов. Лучше обойти обод несколько раз, увеличивая затяжку на один оборот. Для удобства регулировки лидирующие спицы в местах последнего пересечения можно слегка подогнуть.

Все эти отклонения убираются путём ослабления одних и подтяжкой других спиц в соответствии с необходимой корректировкой геометрии.

По окончании всех регулировок проверяем, чтобы кончики спиц не выступали из ниппелей. В случае необходимти работаем надфилем.

Спицы для велосипеды

.

Спицой для велосипеда называют конструктивную деталь колеса, которая технически является стержнем, соединяющим ступицу и обод. За счет спиц без снижения прочности облегчают конструкцию колеса.

• Содержание статьи:

Эти детали для байка сегодня изготавливают из стали (нержавеющей и хромированной углеродистой), титана, углепластика и сплава алюминия. Наибольшей популярностью у велолюбителей пользуются спицы, выполненные из нержавейки: они недорогие и прочные. Дополнительно детали, сделанные из стали, подлежат никелированию или хромированию. Присоединяется спица ко втулке и ободу колеса при задействовании ниппеля, в который ее и вкручивают.

Велосипед без спиц и центральной оси в колесах

Велосипед без спиц

Возможен ли велосипед без спиц в колесах? Да, последние разработки предлагают модели роверов, конструкция которых не предполагает использование привычного глазу колеса, снабженного шиной, осью, ободом и спицами. Удивительны они не только тем, что фактически оспаривают утверждение о вставлении палок в колеса и о том, что нельзя изобрести колесо. Оказывается, «открытием» такого элемента без использования центральной оси мы обязаны итальянцу по имени Франко Сбарро, а сегодня можно увидеть прототипы и работающие модели практически любого вида транспорта с использованием таких колес, включая роверы.

Для байков конструкция колеса без спиц представляет собой очень большой подшипник, при этом внутренняя часть его при движении остается неподвижной. В теории, такая модель колеса должна выигрывать по сравнению с обычной за счет легкости, снижения центра тяжести и повышенной устойчивости. А чего стоит удивительный внешний вид такой детали! Однако в производстве такие колеса очень дороги и технологически сложны. Кроме того, нужно решать проблемы с защитой от грязи, креплением деталей и возможностью оснастить тормозами. Также пока есть сложности при прохождении изгибов.

Электровелосипед без спиц Сильвера Жабена

Тем не менее, идея велосипеда без спиц пришлась по душе Сильвену Жерберу, французу, который в 2013 году представил вниманию интересную модель электровелосипеда, оснащенного именно такими колесами. Концепт, названный Synapse, отличается передачей крутящего момента с помощью электромотора на обода, а также необычным соединением рамы и колес. Конечно, возникают вопросы относительно того, надежно ли крепятся колеса и можно ли на подобном ровере преодолевать дорожные препятствия, однако начало колесам без спиц уже положено.

• Самые крутые велосипеды на литых дисках.

Какие бывают спицы?

Спицы можно поделить на несколько групп, в зависимости от следующих параметров:

• по калибру (толщине): 1,5 мм, 1,6 мм, 1,8 мм, а также 2,0 мм и 2,34 мм
• по виду головки: прямые (традиционно для фирменного вилсета) и загнутые (для сборного колеса)
• по конструкции: цилиндрические с баттингом и постоянной толщины, а также аэроспицы (плоские). Под баттингом понимают уменьшение спицы в средней ее части, где на нее приходятся минимальные нагрузки, в отличие от концов запчасти, что позволяет снизить вес спиц.

Как установить и подтянуть спицы на велосипеде: рекомендации и советы

Покажется удивительным, но спицы называют одними из самых часто ремонтируемых запчастей ровера. Действительно, эти тоненькие детали во многом определяют динамику велосипеда, качество и безопасность катания.

Чтобы натянуть спицы, понадобится инструмент под названием спицевой ключ. С помощью закручивания ниппеля устанавливают и натягивают эти запчасти. При этом основным моментом считается равномерность натягивания спиц, что гарантирует правильность распределения нагрузки.

Спицовка колеса может быть разной, однако ключевыми считают крестовую и радиальную. Наиболее распространенной и удобной называют трехкрестовую: это значит тройное пересечение каждой из деталей.

Регулировку спиц на велосипеде можно разделить на несколько шагов, включающих подготовку, монтаж запчастей или набивку колеса, а также натяжение спиц. Все этапы можно сделать и в домашних условиях при наличии терпения, умений и свободного времени, а можно доверить ровер мастеру.

На первом шаге определяется длина велосипедных запчастей. Переднее колесо, которое считается более технически простым, описывается как имеющее одинаковую длину запчастей с обеих сторон. Что касается заднего, то его отличает разная длина из-за разности наклона велосипедных спиц. Это объясняется требованиями к центровке колеса и присутствием скоростей. Чтобы рассчитать длину искомых запчастей, часто применяют онлайн-калькуляторы, куда достаточно ввести данные по размерам других деталей и получить результат.

Второй, монтажный, шаг требует наличия обода, спиц, втулки, масла, спицевого ключа и отвертки. Последовательность правильных действий такова:

• Тщательно смажьте точки соединений с ниппелями на деталях колеса и резьбовой части запчастей, что гарантирует качественное натяжение спиц.
• При наличии углубленных входов на фланце исключительно с одного бока нужно устанавливать спицы с бока, противоположного углублениям.
• Во фланец устанавливаются девять запчастей с одним незанятым входом между каждой.
• На заднее колесо запчасти ставятся справа от втулки.
• На ободе среди входов, размещенных по правую руку, нужно найти расположенный по правую сторону от вентильного входа и расположить в нем первую спицу, после чего ниппель закрутить, сделав два оборота.
• Начиная с первой спицы, отсчитываются по направлению часовой стрелки четыре входа, устанавливается вторая спица и так же заворачивается ниппель. Втулка нарезной частью повернута к вам.
• Обязательно контролируется ход монтажа: если все проходит верно, то спицы соединяют обод справа с фланцем втулки, тоже правым, при этом между запчастями сохраняется три незанятых отверстия.
• Последующие семь запчастей закрепляются по такому же принципу, путем установки в каждое четвертое ободное отверстие.
• Теперь нужно развернуть колесо противоположным боком и устанавливать поочередно 9 спиц, монтируя их в фланец, расположенный по левую руку. При этом начинать нужно с ключевой спицы, которая находится левее вентильного входа. Поставив ее, оставшиеся восемь спиц установите так же, как и с предыдущей стороны.
• Осмотр колеса должен показать, что пары незанятых входов чередуются с парами входов с ниппелями по всей длине обода. Чтобы закрепить ниппеля, их проворачивают два раза.
• Этап установки натяжных запчастей, чьи головки располагаются с оборотной стороны фланца. Одна из спиц продевается в фланцевое отверстие, а велосипедная втулка закручивается таким образом, чтобы у уже смонтированных запчастей направление получилось близкое к касательному к фланцам.
• При монтаже первых натяжных запчастей обращайте внимание на их установку в ободные отверстия, которые ближе к требуемому фланцу. Оставшиеся запчасти с элементом натяжения набираются так же. В случае, если они не достают до входов ниппелей, нужно на оборот ослабить ниппеля уже вставленных спиц.
• Когда установка всех спиц завершена, необходимо закрутить ниппеля на одну и ту же глубину.

Наконец, третий шаг подразумевает натяжение спиц, которое обязательно должно быть равномерным, для чего ниппеля закручиваются на одном уровне. Если запчасти короткие, то после подтяжки должно просматриваться одно и то же количество витков резьбы. При длинных запчастях выходящий конец устанавливается на уровне шлиц ниппелей.

После этого каждый ниппель нужно заворачивать по направлению от отверстия вентиля на один оборот и проверять запчасти на натяжение. Если оно слабое, то провернуть ниппель еще раз, при этом не добиваясь чрезмерно тугого натяжения. Если же вы справились с ободом на 75%, а закручивать ниппель стало практически невозможно, то это сигнализирует о лишнем втором обороте. Справиться с этой ситуацией можно, открутив ниппеля на один оборот назад.

Наконец, необходимо поставить искомое колесо на специальный станок или, за неимением его, на сам ровер: именно так можно выявить неровности запчасти. Обратите внимание на то, бросаются ли в глаза неровности. При горизонтальном характере неровности, если обод смещается в правый бок на четыре запчасти: две из них смотрят на левый, а две — на правый фланец, выполняется закручивание левых ниппелей на ¼оборота и аналогичное, на ¼оборота, ослабление ниппелей с правого бока. Если же этот способ не помог избавиться от неровности, то нужно отыскать наиболее неровное место слева и подтянуть его.

Для корректировки вертикальных неровностей необходимо отыскать максимально далекое от втулки место обода. Это требуется для максимального натяжения запчасти в том месте, что улучшит параметры жесткости колеса и дополнительно придвинет к втулке обод.

Дополнительно при натяжении запчастей занимаются также их усаживанием. С этой целью с усилием надавливают на спицы там, где они пересекаются, после чего поворачивают колесо и повторяют процедуру, чтобы таким образом сделать усадку всех запчастей. Обычно при успешно проводимой процедуре спицы издают характерные звуки.

Нередко замену и натяжку спиц на велосипеде лучше доверять профессионалам, чтобы быть уверенным в результате. К сожалению, иногда неправильный ремонт способен лишь усугубить проблемы и даже привести к «восьмеркам» колес, поэтому при малейших сомнениях ровер лучше отдать в веломастерскую.

Можно ли сделать спицевой ключ своими руками?

Без спицевого ключа невозможно представить бардачок инструментов велолюбителя. Никто не застрахован от удара колеса, нередко возникает необходимость поправить запчасть в дороге с целью предупредить трение обода о раму или тормозные колодки.

Оказывается, некачественным ключом можно даже повредить ниппель, что породит необходимость полной замены спицы, а это может стать целой проблемой, особенно на заднем колесе. Чтобы избежать подобного, стоит задуматься об изготовлении спицевого ключа самостоятельно. Для этого понадобятся болгарка или ножовка по металлу, среднего размера слесарные тиски, штангенциркуль и автомобильная гайка на 1 дюйм. Обычно у магазинного ключа ровный зазор, а ниппеля при этом сделаны с уклоном. Поэтому достаточно сделать в собственном инструменте два пропила с небольшим уклоном, а не восемь — тогда ключ будет универсальным. Обязательно при изготовлении инструмента пользоваться штангенциркулем, чтобы сделать все крайне аккуратно и ровно.

Ремонтировать последствия удара рекомендуют дома, желательно с использованием станка, однако предварительные работы можно выполнить прямо на дороге.

Источники:

https://wiki2.info/%D0%92%D0%B5%D0%BB%D0%BE%D1%81%D0%B8%D0%BF%D0%B5%D0%B4%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%81%D0%BF%D0%B8%D1%86%D0%B0
https://tepka.ru/velosiped/8.html
https://zextrem.com/zemlya/velosport/spicy-na-velosiped.html
https://velosipedinfo.ru/spitsyi-dlya-velosipedyi