Вело блог - Отдыхаем вместе.

Поговорим о таких показателях как - жесткость и вес рамы велосипеда. 

Прочность и жесткость рам - различные свойства, которые часто путаются друг с другом. Важно понять отличие, если вы хотите понимать различия в материалах рам.

Представьте, что вы зажимаете один конец металлического прута в тисках, и вешаете грузило на свободном конце, - прут временно сгибается, от тяжести. Когда вы снимите вес с прута, он резко возвращается назад к своей первоначальной форме. Различные материалы согнутся на различные величины при одинаковой приложенной силе. Это и есть - жесткость.

Теперь представьте, что вешаете более тяжелый груз на стержне, настолько тяжелый, что он остается деформированным постоянно. Когда вы снимаете этот груз, стержень не возвращается назад полностью, к своей первоначальной форме, но остается согнутым до некоторой степени. Когда изменения в металле остаются постоянно, это явление называют "текучестью".Различные материалы могут противостоять различным нагрузкам перед возникновением текучести. Это свойство называется прочность.

Жесткость
Жесткость влияет на эксплуатационные качества рамы велосипеда, так как рама не переносит никакую остаточную деформацию в условиях нормальной поездки. Жесткость определяется свойством материала, названным "модулем упругости". Модуль упругости по существу независим от качества или легирующих добавок в данном металле. Все виды стали, например, имеют в основном почти одинаковый модуль упругости.
 
Прочность
Прочность рамы касается сопротивляемости материала изгибам и поломкам при падениях или общей долговечности рамы, но не имеет никакого эффекта на свойства езды.
Прочность определяется свойством материала, называемым "напряжение текучести" ("предел текучести"). На напряжение текучести очень влияет качество, термообработка и легирующие добавки, использованные в конкретной марке / модели труб рамы.
 
Вес
В дополнение к прочности и жесткости, имеется также вопрос того, насколько тяжелый данный объем материала. Это называется "удельный вес" ("плотность") материала. Подобно жесткости, на удельный вес данного металла прибавление различных легирующих добавок влияет не значительно. Ваш велосипед может иметь наклейку типа говорящую "Легкая сталь", фактически, вся сталь одинаково тяжела.

Имеются некоторые свойства трех основных металлов рамы (величины приведены не в системе СИ):

Материал	Модуль упругости	Предел текучести	Плотность
Алюминий	10 - 11	11 - 59 (4 - 22 отожженный)	168.5
Сталь	30	46 - 162	490
Титан	15 - 16.5	40 - 120	280

Заметьте, что модуль упругости (жесткость) и удельный вес (вес) в значительной степени независим от качества, термообработки, или легирующих элементов материалов. Например, все стали, от "водопроводных труб", используемых в велосипедах "из универмага" до экзотических сплавов, используемых в много тысяче долларовых велосипедах, имеют модуль упругости 30, и удельный вес 490.

Любой, кто сообщает вам, что особенная марка стали (или алюминия, или титана) является "легче" или "жестче", чем другая марка или модель, это байки. Но, имеются реальные различия в напряжении текучести среди различного качества труб рам.

Эти величины модуля упругости показывают, что, если вы строили бы идентичные рамы из этих трех материалов, используя те же самые диаметры труб и толщины стенок, алюминиевая рама, была бы только на 1/3 столь же жесткой, как стальная, а титановая только наполовину.

Предел прочности показывает, что алюминиевая рама была бы значительно более слабая, в смысле более легко повреждаемая, чем рамы из титана или стали.

Величина удельного веса показывает, что алюминиевая рама весила бы только 1/3 от стальной рамы, в то время как рама из титана весила бы около половина веса от веса стальной.

Эти общие слова, однако, являются в основном бессмысленными, потому что никто не производит рамы из трех разных металлов с одинаковыми размерами труб!

Реальные велосипеды учитывают свойства материала при выборе диаметра и толщины стенок каждой трубки, которая входит в раму. Жесткость главным образом связана с диаметром труб. Прочность главным образом связана с толщиной стенок, хотя диаметр также влияет на это. На вес рамы велосипеда влияют и диаметр, и толщина стенок. Изготовитель рам может принимать компромиссные решения, выбирая различные толщины стенок и диаметры труб, позволяя раме быть сделанной или жестче, или прочнее, или легче.

Стальная рама против рамы из титана.
Посмотрев вновь на таблицу, Вы увидите, что идентичная рама из стали по сравнению с титановой была бы примерно равной по прочности, но при этом рама из титана была бы приблизительно половиной по весу и по жесткости. Такая рама была бы гибче из-за сниженной жесткости, особенно в загруженных туристических применениях. Для компенсации, производители титановых рам создают несколько большие диаметры труб, чтобы привести жесткость в соответствие. Эта тенденция немного увеличивает вес, при несколько больших по диаметру трубах, немного более тонких. Это может давать компенсацию до некоторой степени, и создавать раму, которая является все еще легче, чем нормальная стальная рама.
 
Стальные рамы против рам из сплава алюминия.
Ситуация с алюминием даже более характерна. "Идентичная" алюминиевая рама была бы лишь на 1/3 столь же жесткая как стальная, примерно на половину такая же прочная, и всего 1/3 по весу. Такая рама была бы совершенно неудовлетворительна. Именно поэтому алюминиевые рамы вообще имеют заметно больше диаметры труб и более толстостенные трубы. Это вообще приводит к тому, что при адекватной жесткости, такие рамы все еще легче, чем сопоставимые стальные.
 
Тонкостенные трубы большого диаметра
Преимущества большего диаметра труб могут, теоретически, применяться к стальной конструкции (обычно такие трубы обозначают аббревиатурой FAT), но имеется практический предел. Вы могли бы строить стальную раму с трубами диаметром 2 дюйма, и это будет более жесткая рама, чем что-нибудь реально существующее, даже более жесткая, чем необходимо. Производя стенки труб достаточно тонкими, вы могли бы сделать их также очень, очень легким.

Почему же производители не делают этого? Здесь есть две причины:

- Чем более тонкие стены труб используются, тем тяжелее сделать хорошее соединение труб друг с другом. Это - одна из причин, почему получают трубы с более толстыми стенками около концов, где трубы соединяют вместе с другими трубами.

- Кроме того, если стены получаются слишком тонкими, они станут слишком легко вдавливаться, а также точки крепления для бутылок, ограничителей тросов, креплений переключателей и т.п. будут иметь недостаточную прочность.
 
Жесткость и качество езды.
Жесткость рамы, или отсутствие ее, не имеет так много влияния на качество езды (накат рамы), как многие люди считают и уверяют вас. Давайте посмотрим на это с пары различных направлений:
Жесткость на кручение и изгиб.

Это главным образом связано с напряжениями, произведенными силами, которые вы создаете от работы педалями. Любая рама будет гнуться относительно каретки в соответствии с нагрузкой на педалях. Этот изгиб может чувствоваться, и многие велосипедисты принимают это за трату энергии. Фактически, этого не происходит, потому что металлы, используемые в рамах велосипедов - очень эффективные пружины, и энергия возвращается в конце рабочего хода, так что очень немного или почти ничто в действительности не теряется. В то время как не имеется никакой фактической потери эффективности от гибких рам, большинство велосипедистов находит это ощущение неприятным, и предпочитает рамы, которые являются достаточно жесткими в области каретки и цепного привода. Это больше касается крупных, тяжелых велосипедистов, и тех, кто любит активно работать педалями, особенно на подъемах

Другая область, где жесткость в поперечном направлении может быть проблемой, особенно вело туристу - задний треугольник, когда имеется груз на заднем багажнике. Рама, которая является слишком мягкой в этой области, будет чувствоваться гибкой и может быть склонной к опасным колебаниям при высоких скоростях педалирования. Большая часть этой гибкости - обычно заключается непосредственно в багажнике, но может иметься достаточно гибкости на верхних перьях задней вилки, чтобы ухудшить условия движения.

Вертикальная жесткость велосипеда.
Так как эта статья имеет дело с рамами, проблема - удар идущий от дороги, передаваемый с задней шины на седло. Качества поездки на руле до некоторой степени определены вилкой (особенно, если она амортизаторная), также как геометрией, и гибкостью в других болтовых соединениях, но не связаны с выбором материала рамы.

Многое из того, что обычно говорят относительно различных материалов рамы, касается предполагаемых различий в вертикальной жесткости. Говорится, что одна рама более комфортна при езде и поглощает дорожные удары, в то время как другая - жесткая и заставляет вас чувствовать каждую трещину в тротуаре. Фактически все эти "различия" являются или мнимым эффектом, или вызваны кое-чем другим, чем выбор материала рамы.

Удары передаются от задней шины, через колесо, верхние перья задней вилки, подседельный штырь, раму седла, и обтяжку седла. Все эти части рассеивают удар в большей или меньшей степени, но не в равной степени.

Самой большой степенью гибкости и мягкости обладает шина, вероятно второй - непосредственно седло. Если у вас подседельный штырь сильно выдвинут из рамы, то имеется значительный изгиб и в нем. Качество сдерживания удара колесами - незначительно. Верхние перья задней вилки (единственная часть этой системы, которая фактически является частью рамы) загружены в чистом виде сжатием. В этом случае, они настолько жестки, что даже самые легкие и самые тонкие не могут вносить ничего стоящего упоминания в плане способности поглощать удар.

Единственное место, которое в раме сгибается, чтобы внести вклад, -это если вы имеете длинный обнаженный подседельный штырь, который не установлен слишком глубоко в подседельную трубу, нижний его конец может заставлять сгибаться ее слегка. Но даже эта податливость - только часть от податливости сгибающегося подседельного штыря.

Свойство рамы, которое имеет некоторый эффект на смягчение дорожных ударов сзади - тип заднего треугольника. Это - одна из причин, почему туристические велосипеды имеют тенденцию иметь длинные нижние перья задней вилки - это позволяет сместить ездока вперед от заднего колеса. Короткие перья задней вилки дают жесткую езду по той же самой причине, что вы больше раскачиваетесь в задней части автобуса, чем в середине. Если вы находитесь прямо над задним колесом, то все удары идут прямо на седло.
 
Карбон (углеволокно)
Угле волокно - все более и более популярный материал для рам велосипедов, но оно существенно отличается от металлических труб для построения рам. Из-за волокнистой природы этого материала, он имеет намного более явное "зерно" чем металл. Хорошо разработанная карбоновая рама может иметь структуру, выстроенную таким способом, чтобы обеспечить максимальную прочность в направлениях максимальных напряжений.

К сожалению, в велосипедных применениях, углеволокно - не полностью отработанная технология, как металлические рамы, состоящие из труб. Велосипеды подвергаются очень широкому диапазону различных напряжений с многих различных направлений. Даже с моделированием на компьютере, нагрузки не могут быть полностью предсказаны заранее. Угле волокно имеет большой потенциал, но современные карбоновые рамы не демонстрируют уровень надежности и долговечности, которые желательны для туристического использования в тяжелых условиях. В частности, слабыми точками являются области, где металлические части, типа концов вилок, оболочки каретки, рулевой колонки, и т. д. соединяются с карбоновой рамой. Эти области могут быть ослаблены в плане коррозии через какое-то время, и привести к поломке.

В геометрии, нет ничего столь же прочного, как треугольник. Велосипеды с "ромбовидной" рамой состоят, в общем, из двух треугольников. Элегантность и простота этого решения неоспорима. Миллиарды велосипедов с "ромбовидной" рамой были сделаны из труб более чем за столетие, и в течение этого времени, сотни тысяч очень умных людей потратили миллиарды часов поездок и думали относительно путей к более тонкой "настройке" их велосипедов. Трубчатая ромбовидная рама была четко "настроена" эволюционным процессом к совершенству, применяемым основным пропорциям и материалам.

Если должны быть какие-нибудь большие усовершенствования в конструкции рамы, то это должны быть проекты или полностью отличного типа процесса строительства, вроде углеволокна (карбона) или литого магния; или полностью отличный тип конструкции, вроде велосипеда с "лежащим" велосипедистом (recumbent).
 
Обслуживаемость рамы.
Любой из этих материалов - достаточно подходящий для кратких и средних поездок, совершаемых в развитых странах. Титан, в то же время как дорогостоящий материал, является вообще наиболее долговечным выбором из материалов, но алюминий и сталь тоже превосходны. Никто еще не производит карбоновые туристические велосипеды, насколько я знаю.

Для длительного путешествия в малоразвитых областях, сталь, вероятно, пока что лучший выбор, потому что в случае повреждения, ремонт может быть сделан любым мастером с горелкой или знанием сварки.

Источник материала для вело статьи: http://www.velo.by/arcticles/item5.html

Жители крупных городов часто сталкиваются с проблемой выбора транспорта для поездки на работу, в магазин и т.д. Конечно самый удобный способ – личный автомобиль, но в последнее время очень медленный, пробки на догах «съедают» часы драгоценной жизни. Общественный транспорт – если он быстро довозит до нужных мест и вас не смущают «тесное» общение, то Вам – повезло, обычно он и ходит не быстро и не всегда доводит до нужного места. Мотоциклы, мопеды – хороши в современном городе, но риск получить травму велик и хранить такой транспорт не всегда удается. Велосипед – простой, доступный, без проблем дает передвигаться в радиусе 10-15км от дома, без затрат, пробок и толчеи; есть недостатки - не все могут ездить в плохую погоду, нужна начальная физическая подготовка.

Поговорим о выборе велосипеда для езды по городу – если вы новичок в этом деле, то следует сделать свой выбор на горном велосипеде с жесткой (хардтейл) рамой. Во-первых в городе полно бордюров ступенек и т.п. - здесь помогут амортизирующая вилка и прочные колеса (обода должны быть двойными). Во-вторых встречаются разные покрытия – асфальт, грунт, газоны – широкие шины помогут преодолеть различные препятствия. Жесткая рама необходима для снижения веса, у велосипедов вида «двухподвес» масса на 4-7кг больше, а иногда встречаются лестницы - придется нести велосипед на себе, кроме того у «двухподвесов» есть еще ряд недостатков, но они могут быть незаметны начинающему велосипедисту.

Есть еще масса тонкостей в выборе конкретной рамы (надо не забыть про рост), амортизационной вилки, «обвеса» - об этом Вам с радостью расскажут в любом веломагазине, что-то будет правдой, что-то преувеличением (не стоит гоняться за классом обвеса), самое главное, не разбираясь в этих тонкостях не стоит покупать велосипед в гипермаркитах – можно потом разочароваться.

Если вы стали обладателем городского велосипеда, пожалуйста, соблюдайте ПДД, уважайте пешеходов – помните у них почти всегда преимущество.

Выкладываю краткий фото отчет велосипедной покатушки в город Золочев.

Погода в этот день была ветреной, светило солнышко, небо слегка затягивало не большими тучами. Не смотря на эти условия, было принято решение ехать в Золочев.

Загадочные круги на полях ) В полях под Слатином, внезапно небо затянуло тучами, еле успели заехать в посадку. Начался шквальный дождь.

Немного приодевшись под погодные условия, поехали в направлении Золочевской трассы. Выехав на трассу, продолжили движения в заданном направлении. Дождь в это время уже прекратился, вышло солнышко, но ветер все равно дул нам в лицо. Дальше наш велоипедный маршрут пролегал мимо села Черноглазовка.

Затем едем, все по той же трассе, мимо населенного пункта Карасовка.

Проехав от Карасовки несколько километров, нас встречает указатель города Золочев.

Проехав переезд, двигаемся дальше по главной дороге. Через примерно километр встречаем постамент с самоходкой - ИСУ-152. Там же не далеко в парке расположен памятник погибшим воинам.

Проехав немного далее по главной дороге - выезжаем к площади.

По этой же дороге доехали к краю города, Золочевской автостанции, там же расположен базарчик. Дальше главная дорога ведет по идее к храму и к выезду из города. Свернув в право с главной дороги, проехав немного по улице, направились к речке Уды, которая протекает на окраине.

Не могли проехать мимо, не заглянув на железно дорожною станцию Золочев.

Постояв, подумав, приняли решение домой ехать через Козача Лопань. Чуть далее ЖЗД станции есть еще один переезд, проехав его, выехали к кладбищу. Чтобы попасть в Козача лопань, следует перед кладбищем повернуть налево (кладбище будет справа) и двигаться в северном направлении, по трассе никуда не сворачивая километров 18.

Вскоре добрались к ЖЗД станции Козача лопань.

Можно было дальше поехать домой на электричке, но мы не ищем легких путей и продолжаем движение дальше на велосипедах. Проезжаем населенные пункты и ЖЗД остановки - Новая Козача, Прудянка, Цуповка, Слатино, Безруки. По завершению традиционный ужин, сардельки на костре.

Вы можете посмотреть больше фотографий, с этой велосипедной прогулки, в моем альбоме на Picassa, по ссылке Фотоальбом Золочев.
До новых встреч.

При износе задних звездочек на велосипеде, а также при замене спиц на правой стороне или регулировки конуса и смазки внутренностей втулки - необходимо снять кассету.

Для снятия кассеты нам понадобятся несколько инструментов, - съемник, ключ под него и хлыст (можно использовть старый кусок цепи).

1. Первым делом необходимо снять заднее колесо.
2. Звезды притянуты к храповому механизму (трещотке) специальной гайкой. Для того чтобы открутить такую гайку берем съемник кассеты и ключ, соответствующий размеру (обычно на 17-21)

   

   Так как откручивать гайку приходится против часовой стрелки (по направлению свободного хода звездочек), то нам необходимо будет воспользоваться специальным инструментом - хлыстом.
3. Накидываем хлыст на самую большую звезду, удерживая им кассету от вращения, откручиваем ключом-съемником шлицевую гайку. В некоторых случаях, для того чтобы открутить гайку понадобится приложить большое усилие, так как она бывает сильно притянута.Когда гайка поддалась, обычно будет слышен треск, это нормальное явление, так как самая маленькая звездочка и шлицевая гайка имеют рифленую поверхность, чтобы произвольно не раскрутится.
4. Теперь следует отвинтить гайку полностью и аккуратно снять кассету. Следует учесть, что в кассете звезды могут одеваться на механизм трещотки независимо. Между ними обычно, находятся шайбы. Такие механизмы лучше разбирать постепенно по одной звезде, и аккуратно складывать все детали, запоминая их последовательность.

   

   Теперь, когда кассета снята, можно заниматься осмотром механизма.

Сборка и установка кастеты.

Установку кассеты необходимо делать в обратном порядке.

1. Если есть защитное пластиковое кольцо первым делом одеваем его на место.
2. Если кассета не объединена в один не разборной механизм, то следует одевать звездочки по одной начиная с самой большой, при этом не забываем про промежуточные шайбы (прокладки) между звездами.
3. Когда все звездочки правильно установлены, необходимо завинтить шлицевую гайку, это делается съемником кассеты и гаечным ключом. Поскольку закручивать придется по ходу движения колеса, хлыст нам не понадобится.
4. Затягиваем гайку ключом, усилие примерно 40 Нм.

Теперь, после того как убедились в правильности сбора кассеты, можно ставить колесо на велосипед.

Многие обладатели велосипедов, с приходом зимы, просто "вешают" своего двухколесного коня на крючок, до потепления - открытия нового вело сезона. Другие, просто подготавливают свой байк к зиме, для того чтобы без проблем колесить, не смотря на холод и снег.

Как подготовить велосипед к зимнему сезону и какую одежду надеть?

1. Тщательно смазать твердыми маслами (солидолом, густым вазелином) все трущиеся части велосипеда.
2. Вымыть цепь в керосине, а затем, когда керосин высохнет, проварить ее в банке со смесью солидола (80%) и графита в порошке (20%).
3. Дважды пропитать рыбьим жиром кожаную поверхность седла с тем, чтобы оно не деформировалось от влаги. После каждой пропитки седло должно хорошо просохнуть.
4. Обмотать металлические части и ручки руля бинтом. Так как при соприкосновении с металлом и затвердевшей резиной или пластиком руки будут быстро мерзнуть. Бинты улучшат также сцепление в кожаных перчатках с рулем.
5. Накачать колеса несколько слабее обычного, так чтобы они имели большее сцепление с дорогой. Работа небольшая, но она требует особой внимательности. Забудешь смазать одну из деталей, попадет на нее вода, и ржавчина, самый страшный враг, начнет быстро разрушать металл. Забегая вперед, скажем, что после возвращения домой велосипед должен постоять в тепле, оттаять. Только после этого все его рабочие узлы тщательно протирают сухой тряпкой. Следует также вынуть тормозные тросы из рубашек, обильно смазать маслом и поставить на место.

Выбор одежды для езды на велосипеде в зимний период.

Что надеть для поездки на велосипеде зимой? Лучше всего подойдет тот костюм, в котором вы катаетесь на лыжах. Напомним, что в комплект должны входить трикотажный или шерстяной тренировочный костюм, ветрозащитная легкая куртка, свитер, теплое нижнее белье, шерстяная шапка, мягкие кожаные или шерстяные рукавички, толстые и тонкие шерстяные носки, ботинки. Прежде чем решить, в чем ехать, взгляните на термометр, узнайте, какая на улице погода. Если температура до 5-6° мороза, солнечно и безветренно, достаточно одеть теплое белье, тренировочный костюм и утепленную непромокаемую куртку. Когда воздух охладился до 10-12 °С, нужно под тренировочный костюм дополнительно одеть свитер и трикотажные или шерстяные конькобежные рейтузы. В случае чего их заменят старые брюки. На ногах в любую погоду две пары носков - толстые и тонкие. Некоторые велосипедисты любят ездить зимой в кроссовках. В них, конечно, удобнее. Но надо помнить, что во время езды, в отличие от бега, ступни и особенно пальцы ног активно не участвуют в движениях и могут быстро замерзнуть. Поэтому кроссовки лучше использовать в относительно теплую погоду. Ботинки или кроссовки не должны быть тесными: это нарушает нормальное кровообращение и увеличивает возможность обморожения.

Ветреная погода опасна при небольших морозах и даже в оттепель. И при плюсовой температуре, если промочишь ноги, можно легко простудиться. Поэтому во время поездки совершайте небольшие, по 100 - 150 м, пробежки с велосипедом или без него, чтобы не замерзли ноги. Закончив тренировку, снимите мокрые носки и наденьте другие. Помимо коротких пробежек выполняйте небольшие комплексы обще развивающих упражнений во всех случаях, когда начнете немного замерзать. В морозную погоду наденьте две шапочки - одну потоньше, но поплотнее, другую сверху, толстую и теплую. Шапочки должны прикрывать лоб и уши. Шея закрывается воротом шерстяного свитера. Некоторые велосипедисты надевают шапки-ушанки. Это не сильно практично, поэтому не всегда рекомендовано. Голова быстро вспотеет, станет мокрой, а когда вы снимете шапку, быстро охладится, что может привести к простуде. На шерстяные варежки надевают плотные чехлы или кожаные рукавицы. Если есть возможность, поверх тренировочного костюма наденьте брюки и непромокаемой ткани. Они хорошо защищают от ветра и сохраняют тепло.

Не следует одеваться слишком тепло. Это приведет к перегреванию, излишнему потению. Не стоит и переохлаждаться. Поэтому не одевайтесь слишком легко, если намереваетесь провести длительную поездку с небольшой скоростью и остановками, заодно решили немного поработать над совершенствованием отдельных элементов техники В случае проведения непродолжительной тренировки с достаточно высокой скоростью можно одеться полегче. Не стоит уезжать далеко от дома. Лучше несколько раз пройти одну и ту же трассу, чем оказаться вдали от жилья с неисправным велосипедом. На всякий случай в рюкзаке или сумке, закрепленных на багажнике, держите запасную куртку, варежки, носки. Труднее всего удержать в тепле ноги: носки, ботинки, пластиковые кульки, снова носки.

Теперь, когда велосипед подготовлен, а одежда правильно подобрана, - смело можно выезжать на зимнюю вело покатушку.