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:
- Сталь обыкновенная.
- Углеродистая сталь.
- 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.
Какая рама для велосипеда лучше из алюминия или стали?
В современном мире велосипед стал не только элементом спортивной жизни или приятным дополнением к активному отдыху, сейчас все больше людей используют его как основное средство передвижения. В условиях пробок люди стали выбирать велосипед, чтобы быстрее добираться до работы. И даже в нашей стране с суровыми зимами, все больше людей стали передвигаться в это время года на велосипеде!
Одной из важнейших деталей в велосипеде является его рама. Это база на которую крепятся колеса и остальное навесное оборудование. Также рама берет на себя функцию демпфера между наездником и колесами. Рама должна выдерживать огромные нагрузки. Ведь на нее постоянно действует вес велосипедиста и неровности дорожного покрытия. Поэтому главным критерием, по которому следует выбирать велосипедную раму — это ее прочность. Прочность напрямую зависит от материала, из которого она выполнена. Рассмотрим 2 самых доступных по цене материала: алюминий и сталь. Какая же рама будет лучше?
Алюминиевые рамы
Большинство современных велосипедов оснащаются именно алюминиевой рамой. Конечно же используется не чистый алюминий, а разные сплавы с ним. Такие рамы получаются относительно недорогими, они легче, например, стальных рам и одно из их важнейших свойств — это жесткость. Жесткость нужна для хорошей управляемости. Например, в спортивных велосипедах для таких дисциплин как кросс-кантри или шоссе жесткость играет определяющую роль, так как чем больше жесткость, тем больше КПД велосипедиста. Существуют разные сплавы для создания алюминиевых рам. У каждого сплава есть свой четырехзначный номер. Самыми распространенные сейчас являются сплавы 7005 и 6061.
7005 более прочный, он лучше сопротивляется ударам и у него лучше коррозийная устойчивость, однако с этим сплавом тяжелее работать. Поэтому рама из сплава 6061 будет дешевле в производстве, но будет чуть менее прочной. Соответственно на более дорогих моделях стоит рама из сплава 7005. Но не стоит на этом зацикливаться, если вы не профессиональный велосипедист, то разницу вы не найдете, а запаса прочности хватит и у рамы со сплавом 6061.
Несомненный плюс алюминия — это то, что при его использовании можно делать разную толщину труб рамы в разных местах. Такая технология называется баттингом. Баттинг позволяет сделать максимально тонкими трубы в тех местах, где нагрузка на раму минимальна, тем самым снизив ее вес. И, наоборот, там, где нужна максимальная прочность, раму утолщают. Баттинг позволяет сделать велосипед максимально прочным и легких. Легкость велосипеда — это очень важный показатель даже для непрофессионального использования.
Стальные рамы
Еще совсем недавно стальные рамы были самыми популярными и их ставили на подавляющее число велосипедов. Однако сейчас такие рамы ставят на самые дешевые модели. За столетнюю историю выпуска этих рам, их производство было доведено до совершенства. Однако на смену им пришли более современные алюминиевые рамы, о которых было упомянуто выше.
Рамы из стали — это тоже сплавы. Для таких рам используют в основном легированную сталь из хром-молибдена, сплавы маркировки CrMo 4130 или 30ХМА.
Стальные рамы получаются очень крепкими и упругими, благодаря этому велосипед слегка пружинит, даже не имея амортизаторов. Такое поведение будет уместно для прогулочных городских велосипедов. Но для спорта они не подходят, так как эта же самая упругость плохо сказывается на управляемости, а для профессионалов это критично. Большим плюсом стальных рам является ремонтопригодность. Если даже вы умудритесь сломать такую раму, то ее можно без труда заварить собственными силами или в первой попавшийся мастерской.
К недостаткам отнесем большой их большой вес и подверженность к ржавчине. Такие рамы нужно постоянно подкрашивать в местах скола эмали, иначе коррозия очень быстро уничтожит велосипед. Также из-за свойств материала невозможно применять баттинг и гидроформинг (придание любой формы раме, например из алюминия, путем нагнетания в трубы жидкости высокого давления). Без использования данных технологий невозможно сделать велосипед современным эффективным.
Общие особенности алюминиевых рам и стальных
Рамы из алюминия и стали можно отнести к недорогим рамам. Оба этих варианта не слишком легкие и не слишком долговечные. Но это все очень относительно. Конечно же алюминиевые рамы лучше по всем параметрам. Они легче, надежнее, прочнее. Но если сравнивать эти рамы с титановыми или карбоновыми, то, конечно, алюминий и сталь будут чуть ли не на одном уровне в сравнении с ними.
Отличия алюминиевых рам от стальных
Можно выделить основные отличия алюминиевых рам от стальных:
- Алюминиевые рамы более жесткие.
- Рамы из алюминия легче в среднем на 10-20%.
- Рамы из алюминия неремонтопригодные — если рама треснула, то ее можно выкинуть на помойку.
- Алюминиевые рамы не подвержены коррозии.
- Рамам из алюминия можно предавать любую форму — следовательно, такие рамы могут отливаться для любых видов спорта и под любые цели.
- Алюминиевые рамы дороже стальных, но они современнее и более распространены.
- Рама из алюминия менее комфортна для езды и больше подходит для спортивных целей.
Что выбрать?
Если вам необходим прогулочный велосипед за минимальные деньги, если вы сильный и готовы поднимать 15 кг велосипед, если вы не гонитесь за модой, то велосипед из стали это ваш выбор!
Во всех остальных случаях нужно брать велосипед из алюминия. Это удобная, современная рама с отличным внешним видом и эксплуатационными качествами! Такой велосипед будет вас радовать повышенной управляемостью, хорошей жесткостью и будет в сравнении со стальным велосипедом легким как перышко колибри. Век стальных рам ушел в прошлое.
Пора перестать сомневаться и начать использовать новые технологии. Не идите на поводу у консерваторов и староверов. Даже проверенные “дедовские” решения сменяются рано или поздно на что-то принципиально новое и революционное. Сделайте шаг вперед — шаг в будущее!
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.
Источники:
http://veloinsider.ru/snaryazhenie/rama-alyuminievaya-ili-stalnaya.html
http://vchemraznica.ru/kakaya-rama-dlya-velosipeda-luchshe-iz-alyuminiya-ili-stali/
http://www.sportek.in.ua/blogs/stati/velosipednye-ramy-iz-alyuminiya-alyuminievyh-splavov