Материалы для велосипедных рам

Рама является основной для каждого двухколесного транспортного средства. От особенностей её конструкции определяются технические и скоростные характеристики велосипеда, степень его надежности и долговечности.

К каждой раме следует выделить ряд требований.

1. Любая рама должна справляться с нагрузками во время езды, на неё приходится вес райдера, рывки, ускорения, также никто не отменял прыжки с тротуаров или небольших холмов.

   Никому не понравится, если рама сломается прямо во время движения, более того, это ставит под угрозу жизнь велосипедиста и других участников дорожного движения.

2. Важный показатель – жесткость рамы. Среди райдеров имеется выражение «рама не катит», обозначающее, что велосипед поглощает большую часть физических усилий райдера.

   Любая рама, даже самая жесткая, деформируется во время передвижения, этого не избежать. Однако передвигаться на мягких рамах значительно труднее.

3. Вес также является одной из самых важных характеристик.

   Велосипед, обладающий меньшим весом, значительно проще разогнать и поддерживать на нем скорость в дальнейшем. Также это отражается на процессе подъема в процессе подъема в горуу, на велосипеде с меньшей массой придется потратить гораздо меньше усилий.

4. Важной характеристикой для рамы также является соотношение цена-качество. Каждый райдер желает приобрести высококачественный товар по низкой цене. Никто не хочет тратить 100 – 200 тыс. рублей на приобретение одной рамы.

Однако улучшение одной характеристики негативно отражается на других. По этой причине рамы изготавливаются из различных материалов, чтобы каждый велосипедист смог найти себе подходящий вариант.

Какие материалы применяются

Каждое вещество, использующееся для создания велосипедных рам, обладает своими положительными и отрицательными сторонами. Следует рассмотреть каждую отдельно.

1. Бюджетный вариант – стальные и алюминиевые рамы.
2. Конструкции из титановых сплавов стоят несколько дороже.
3. Также выделяются рамы из карбона и углепластика.
4. Существуют экспериментальные образцы, которые изготавливаются из бамбука, магниевых составляющих и так далее.

Чтобы определиться с материалом своей рамы, следует учитывать его особенности.

Рамы из стали

Данный материал используется для создания велосипедных рам более века. Сейчас для производства конструкций на байк используется три разновидности данного материала.

1. Обыкновенная сталь является наиболее дешевым вариантом. Применяется для создания рам на бюджетные модели велосипедов.

   Отличаются большим весом, малой степенью прочности, а также риску коррозии. Аналогичный материал используется для создания водопроводных систем.

2. Highten сталь относится к более высокому классу. Характеризуется способностью гасить вибрации во время движения, а также имеется стойкость к коррозионному процессу.

   При этом отличается низкой денежной стоимостью. Считается одним из приемлемых вариантов для людей с весом до 150 килограмм.

3. Cro-Mo сталь получается, если во время варки конструкции добавляется молибден. Данное вещество придает стали дополнительную прочность.

   Чаще используется легированная разновидность хромомолибденовой конструкции. Отличается меньшим весом, большей степенью надежности, в сравнении с двумя вышеописанными разновидностями. Однако она характеризуется высокой денежной стоимостью.

Многие считают сталь устаревшим материалом, однако, это ошибочное мнение. Современные технологии позволяют конкурировать стали с другими разновидностями рам.

Сильные стороны стальных рам следующие.

1. Высокая степень прочности. Такие конструкции устойчивы к различным видам нагрузок, также следует выделить жесткость рамы, она меньше сжимается во время передвижения.

   Обладает высоким эксплуатационным сроком. Падений на таком велосипеде можно не бояться.

2. Рама ломается постепенно, а не за разовую аварию, в сравнении с алюминием.
3. Стальную раму легко восстановить в случае поломки.
4. Низкая денежная стоимость делает рамы из стали доступными для большинства велосипедистов.
5. Сталь отлично гасит вибрации дорожного покрытия; по этой причине вилки чаще всего изготавливаются именно из этого материала.

К недостаткам следует отнести большой вес, а также возможность образования ржавчины, особенно при частой езде во время дождя.

Многие отказываются от приобретения стальных рам из-за не оптимального соотношения веса и объема. Большинство предпочитают доплатить и приобрести велосипед на пару килограмм легче.

Однако вес не является единственной важной характеристикой, следует помнить о прочности и жесткости конструкции.

Любителям не нужна хорошая масса велосипеда, велоезда все равно будет доставлять удовольствие.

Постепенно развиваются новые технологии конструирования рам, например, баттинг, при использовании которых удастся добиться высоких скоростных показателей даже при большом весе.

Первые велосипедные рамы изготавливались именно из стали, данные модели пережили несколько поколений, что является подтверждением их высокой надежности.

Не надо вестись на рекламные баннеры, следует выбирать велосипед на основе характеристик материала. Сталь является доступным и надежным вариантом.

Также стоит сказать о том, что на велосипеды со стальными рамами устанавливается простейшее оборудование, что делает доступными данные байки большинству населения.

Рамы из алюминия

Алюминий характеризуется малым запасом прочности, как самостоятельный материал для создания велосипедных контструкций не используется. Совмещается с медью, марганцем и другими составляющими.

Главное преимущество алюминиевых рам – маленькая масса. Райдеру гораздо проще забраться на гору или разогнать велосипед, увеличивается эффективность педалирования.

Однако поддерживать скорость на таком байке труднее, в сравнении с рамами из стали, так как инерция на конструкциях из алюминиевых сплавов меньше.

К таким рамам следует привыкнуть, меняется характер управления двухколесным транспортным средством, вибрации гасятся не так эффективно.

К недостаткам следует отнести быструю поломку рамы, если на стальной конструкции изначально появляются трещины, то алюминиевая рама может сразу же сломаться. Однако это происходит лишь при экстремальных поездках, прыжках, велосипедисту-любителю опасаться нечего.

Чтобы нивелировать вышеописанные недостатки, велосипедные рамы из алюминиевых сплавов выпускаются с большим диаметром и утолщенными стенками. Тем самым удается снизить вес конструкции и увеличить степень жесткости.

К преимуществам следует отнести маленькую массу, отсутствие коррозионного процесса, хорошие показатели скорости.

К минусам относится низкая степень жесткости и уровень долговечности. После 5 лет эксплуатации увеличивается вероятность возникновения трещин.

Аварии и падения с байка с алюминиевой рамой могут оставить вмятину. Восстановление такой конструкции значительно труднее, в сравнении со стальным аналогом.

Также следует сказать о более высокой стоимости таких рам.

Выделяется несколько разновидностей алюминиевых сплавов, использующихся для создания велосипедных рам. На территории Российской Федерации наиболее распространенный вариант 7005Тб, последние две буквы свидетельствуют о термической обработке.

Воздействие температур на раму позволяет повысить прочность, увеличивается долговечность конструкции. Алюминиевый сплав с маркировкой 6061 является оптимальным вариантом для велосипедистов фрирайдеров, а также для людей, занимающихся даунхиллом.

Если райдеру требуется велосипед с алюминиевой конструкцией для кросс-кантри, рекомендуется приобретать алюминиевый сплав с маркировкой 7005.

Поездка на велосипеде с алюминиевой рамой также приносит удовольствие и подходит для обычных выездов. Чтобы выбрать раму, следует отталкиваться от своих целей во время поездок, финансовых возможностей.

Рамы из титана

Если ориентироваться исключительно на технические характеристики конструкций, то титан является одним из лучших вариантов. Данный материал объединяет сильные стороны стали и алюминия, при этом отрицательных моментов практически нет.

Однако денежная стоимость титановых рам значительно выше. Данный материал не используется в чистом виде. Для создания велосипедных конструкций используется сплав с кремнием и другими веществами.

Главная особенность заключается в тяжести обработки титановых сплавов, применяются современные технологии, требующие дорогостоящего оборудования. Это отражается на итоговой денежной стоимости титановой рамы.

Конструкции из данного материала хорошо проявляют себя на бездорожье, вибрации практически полностью гасятся.

При этом рама обладает хорошими скоростными показателями, лучше ведет себя во время движения, в сравнении с алюминиевыми сплавами. Разгон требует немного больших усилий, однако поддерживать текущую скорость значительно легче.

Преимущества титановой рамы особенно заметны на дистанциях в 100 километров и более. Коррозионный процесс отсутствует, дождь и другие факторы не способны ухудшить надежность и качество конструкции.

Некоторые не наносят краску на титановые рамы, чтобы снизить внимание воров велосипедов. Главная положительная черта материала – высокая степень прочности, составляет от 600 МПа и выше, у алюминиевой конструкции данный показатель составляет не более 100 МПа.

Поцарапать или погнуть титан значительно труднее. Вес же может составлять менее килограмма.

К недостаткам следует отнести высокую денежную стоимость, что объясняется также редкостью данного материала. Титановые рамы не могут конкурировать с карбоновыми. Велосипеды на основе конструкций из титана можно встретить только у велофанатов.

Таким образом, к сильным сторонам титановой рамы следует отнести следующее.

1. Высокие показатели прочности вместе с низкой массой.
2. Относительная мягкость, что позволяет гасить вибрации от дорожного покрытия.
3. Высокий эксплуатационный срок, 15 – 20 лет – это стандартные показатели.
4. Устойчивость к коррозии и повреждениям механического характера.

К недостаткам рамы из титана профессиональные райдеры относят следующее.

1. Высокая денежная стоимость.
2. Плохой разгон.
3. Сложность при ремонте, однако, повредить раму из титана практически невозможно.

Если у райдера нет порога верхней цены для конструкции, рекомендуется приобретать раму именно из титана.

Рамы из карбона

Карбон является композиционным углеродным материалом. При изготовлении карбоновых велосипедных рам используются также полимерные смолы. Характеризуются высокой прочностью продольного типа, разорвать данный материал крайне затруднительно.

Однако карбон с легкостью ломается вбок. Слои нитей направляются куда оказывается силовое воздействие.

Главная функция смол в карбоновых велосипедных конструкциях – удерживать расположение углеродистых волокон, чтобы форма изделия оставалась прежней. От этого зависит прочность рамы и конечные свойства изделия.

Смолы застывают либо в стандартных условиях, либо для этого рама проходит термическую обработку в печах. Второй вариант является более предпочтительным с точки зрения прочности. В некоторых карбоновых рамах дополнительно используется каучук с целью армирования.

Карбоновая конструкция представляет собой сплетение углеродистых волокон, которые были пропитаны смолами, после чего запечены в специальной печи. За счет направления нитей обеспечивается прочность конструкции.

Современные технологии позволяют изготавливать даже велосипедные рамы для даунхилла.

Карбон уменьшает вибрации, получаемые от дорожного покрытия, за счет свой структуры. Продуманная направленность нитей обеспечивает высокую степень упругости, которая значительно выше, в сравнении с алюминиевым аналогом.

Этим объясняется сложность изготовления велосипедных карбоновых рам, что отображается на итоговой денежной стоимости изделия.

Свойства конструкции определяются методикой запекания смол. Существует большое количество нюансов, например, температурный режим, выбранное давление, сколько было слоев – данные факторы отражаются на качестве рамы.

По этой причине для райдеров – гонщиков кроме индивидуальных параметров велосипеда также применяют особые технологии изготовления рамы. Денежная стоимость сравнима с ценой за хорошую машину, однако когда предстоит защищать честь государства, деньги не являются решающим фактором.

Большую популярность получил китайский карбон, однако данный материал не обладает всеми сильными сторонами вышеописанного карбона. Изменяется методика наложения слоев, а также пропитка. По этой причине характеристики прочности уступают карбоновым рамам, разработанным для профессиональных райдеров.

Часть организаций перестали производить карбоновые байки. Изготовление конструкций из карбона сопровождается вредными для организма парами смол. Чем меньше используется смолы, тем тверже итоговый материал. Количество слоев также определяет степень прочность конструкции.

Карбоновые рамы также подразумевают наличия вставок из металла. Нарезать резьбу в данном материале невозможно, по этой причине производитель вклеивает специальные бочонки с резьбой. Вышеописанная методика применяется для фиксации кареток.

Важным моментом является, что под широким изменением температурного режима, вклеенные заготовки могут отклеиться и выпасть прямо во время движения.

Таким образом, у карбоновой велосипедной рамы можно выделить следующие сильные стороны.

1. Очень низкий вес, масса некоторых рам может быть ниже, чем аналогичных конструкций из титана.
2. Материал характеризуется высокой степенью прочности.
3. Имеется возможность изготовить раму под индивидуальные показатели роста и веса, что актуально для гонщиков.
4. Коррозионные процессы в данном материале отсутствуют.

Однако следует выделить и ряд негативных сторон.

1. Если рама была спроектирована неправильно, может получиться слишком жесткий или наоборот, слишком мягкий велосипед.
2. Карбоновые конструкции для байка обладают высокой денежной стоимостью, постепенно цена падает, но для большинства велосипедистов рамы из карбона все также недоступны.
3. Изделия из карбона уязвимы к точечным ударам, крепость конструкции в местах царапин уменьшается.
4. Ремонтные работы характеризуются высоким уровнем сложности. Не так давно появились карбоновые заплатки, однако меняется сечение трубы, что может изменить скоростные характеристики велосипеда.
5. Маленький срок эксплуатации, карбоновая рама прослужит райдеру, в среднем, не более 5 лет.
6. Возникают дополнительные трудности при фиксации багажника, данный вопрос решаем, но кустарным способом.

Также следует соблюдать аккуратность при использовании карбоновой рамы. Если на конструкции из титана перетянуть подседельный зажим – в худшем случае сломается болт. На карбоновой раме не исключается вероятность трещины.