11 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Заднее колесо велосипеда с удвоенным количеством спиц

Заднее колесо велосипеда с удвоенным количеством спиц

Несколько слов о видах спицовки

Данный текст является значительно дополненным и переработанным переводом главы из книги «The Art Of Wheelbuilding» известнейшего швейцарского веломеханика Герда Шренера (Gerd Schraner). Герд собирает и проектирует колеса уже больше 45 лет для множества как MTB, так и трековых чемпионов мира, в настоящее время работает техническим консультантом в DT SWISS. Вcя книга это небольшие заметки-параграфы, поскольку издание собиралось именно на базе пометок Герда сделанных по ходу работы. Мы постарались сохранить структуру изложения придав нашим дополнениям форму текста-оригинала. По мере возможности, мы использовали устоявшуюся в России терминологию, в случае спорных названиях адаптировали зарубежный аналог. Все поправки приветствуются.

Рисунок спиц
Давайте договоримся: существует два принципиальных вида спицовки для собираемых руками колес: «солнцем», или «радиальная» и «крестом». Все прочие названия («два»-«три»-«четыре» креста, «крученые спицы» (twisted spokes) и пр.) являются лишь уточняющими итоговый рисунок термин. «Радиальная» предполагает что спица не имеет перекрещиваний с другими на всем своем протяжении от фланца втулки до отверстия в ободе. При сборе колеса «крестом», соответственно, спица пересекает собратьев от одного до четырех раз, в зависимости от того, какой метод избрал веломеханик.

Радиальная
Опытные веломеханики используют радиальный рисунок для сборки только передних колес под ободные тормоза. В отличие от задних и колес под дисковых системы, они не испытывают лишней скручивающей (торсионной) нагрузки от дискового тормоза и педалирования.

Но даже несмотря на это, переднее колесо с подобным рисунком испытывает чрезвычайно высокую нагрузку в вертикальном (радиальном) направлении. Вдобавок, риск разрушения фланцев тем выше, чем больше количество спиц и соответственно плотность рассверленных отверстий на втулке. 32 спицы являются рекомендуемым максимумом для такого рисунка.

Стоит помнить, что производители втулок не покрывают гарантией фланцы, разрушенные при использовании спицовки «солнцем». Так, DT Swiss выпускает особую версию своих Onix и 240 серии именно под радиальный рисунок спицевания.

В радиальной спицовке не важно куда обращена головка спицы: внутрь или снаружи фланцев втулки. Современная мода использует чаще всего такое положение, при котором клеймо на головке обращено к стороннему зрителю, все измерения производятся от этого положения.

Преимущества радиальной спицовки незначительны, и самый заметный из плюсов, это отличный внешний вид. Исследования в аэродинамической трубе не показывают каких-либо выдающихся результатов этого рисунка перед классической спицовкой крестом — абсолютно все спицы, неважно под каким углом они подходят к ободу приносят одинаковое возмущение воздушного потока тем сильнее, чем быстрее вращается колесо. Экономия веса (а при спицовке «солнцем» самые короткие спицы) с использованием качественных спиц также может заинтересовать только техноманьяка

Нарушение правил сборки, некорректное натяжение спиц, неправильный выбор втулок может привести к выходу из строя не только новых колес из веломастерской, но даже колес поставляемых с велосипедом в базовой комплектации.

Крестовое спицевание
Тангенциальное (tangential) или крестом единственная возможность собрать колесо адекватно реагирующее на вращающее или тормозящее усилие идущее от втулки. Чем больше угол между фланцами и спицей, тем правильней распределяется нагрузка от езды или торможения между спицей, ободом и фланцем. В идеальном колесе прямая положенная через ось втулки и спицевые отверстия подходит к спице под прямым углом. Даже под нагрузкой от педалирования и торможении дисковым тормозом (сила происходящая в районе втулки) сам рисунок спицевания переводит возникающую деформацию на растяжение спицы.

Как обратный пример, радиально собранное колесо пытается адаптироваться к скручивающей (торсионной, силой пытающейся «накрутить» спицы на втулку) силе что приводит к ИЗГИБАНИЮ, а не вертикальному РАСТЯГИВАНИЮ спицы, что и в итоге либо разрушает фланцы, либо ослабляет ниппели спиц. И именно по этой причине радиальную спицовку НИКОГДА нельзя использовать на дисковых и задних колесах, где есть мощная нагрузка от ВТУЛКИ.

Да, несмотря на эту научным образом доказанную и исследованную вдоль и поперек проблему существуют всем известные производители, что используют радиальную спицовку на дисковых и задних заранее собранных колесах. Их колеса имеют право на существование только при использовании вытянутого с V-образным профилем обода выдерживающего нестандартно высокое натяжение спиц, предотвращающих самозакручивание.

«Три креста» самый проверенный временем и стабильный рисунок для 36 спиц как для переднего, так и для заднего колеса, претендует на звание классического рисунка. При cпицовке в четыре креста спицы в большинстве случаев будут закрывать головку соседней спицы.

В спицовке одним, двумя, тремя или четырьмя крестами уплотнение рисунка не только лучшим образом сказывается на способности колеса поглощать вибрацию от дороги, но и дает немного больший зазор между переключателем и и спицами правой стороны.

Смешанная Спицовка (Вороний след- Crow’s foot)

Вернувшийся из небытия узор совмещающий радиальную и спицовку крестом. Структура базируется на рисунке из трех спиц, где центральная проходит к ободу как в радиальной спицовке, а боковые скрещиваются. Естественно, что такой рисунок требует кратного трем сверления обода: 18, 24 и 36 спиц.

Нельзя сказать, что он совмещает в себе все достоинства и недостатки прародителей, но необычно выглядит и хорош при использовании ободов с высоким профилем и аэроспицами.

Twisted Spokes (крученые спицы)
Один из самых необычных видов спицовки абсолютно бесполезен на дороге в отличие от классического крестового рисунка. Тесты показывают крайне нестабильное поведение этого колеса. Сохраняя приемлемую торсионную устойчивость на уровне классических радиально или крестом собранных колес, в вертикальной плоскости (радиально) такой рисунок демонстрирует чрезмерно запоздалую реакцию на неожиданные и сильные вертикальные удары (выбоины на дороге) с «превосходным» амортизирующим раскачиванием через некоторое время.

Однако, кручение спиц с его легким амортизирующим эффектом может применяться в триале, где такая способность может кому-то показаться необходимой для лучшего контроля над велосипедом после сильной ударной нагрузки.

Крученые спицы не только не эстетичны и раздражают веломеханика, но и вносят изрядную лишнюю нагрузку на спицы, фланцы и обод из-за сильного угла под которым они подходят к пистонам. Мне кажется, что любой серьезный веломеханик попробовавший этот метод, должен присягнуть на отказ от повторения таких ошибок.

Конечно, молодые фанаты экстремальных видов спорта, и начинающие веломеханики продолжают пробовать данный вид спицовки. Мой совет: оставьте их в покое и дайте возможность им сполна насладиться своим новым приобретением. Уж лучше пусть крутят спицы, чем самокрутки с марихуаной.

Заднее колесо велосипеда с удвоенным количеством спиц

КОНСТРУКЦИЯ ВЕЛОМОБИЛЯ ГРУПАСС

Как правило, конструкции веломобилей. изготавливаемых самодельщиками, соответствуют области их применения. То есть если веломобиль предназначен для спортивных, скоростных заездов, то все его конструктивные особенности соответствуют именно этому, и вряд ли такую машину сможет эксплуатировать пожилой человек для ежедневных поездок.

И, наоборот, совершенно исключено участие в спортивных мероприятиях бытового велогрузовика-трудяги. Такое разграничение вполне понятно, поскольку для веломобилей различных типов совершенно отличны принципы проектирования, расчетные нагрузки и как следствие — конструкция узлов и деталей, дизайн.

Но, как, оказалось, «запрячь в одну телегу коня и трепетную лань» все-таки можно. Подтверждение этому — сделанный мною веломобиль «Групасс». Разрабатывался он в основном для деловых поездок в черте города. Особое внимание было уделено максимальному использованию готовых, покупных деталей, а также облегчению всей конструкции.

Отличные ходовые качества достигаются за счет применения колес большого диаметра, длинной упругой рамы и втулки от спортивного велосипеда с многоступенчатой коробкой передач. На шасси веломобиля в передней части устанавливается платформа-ящик длиной до 1200 мм, позволяющая транспортировать довольно габаритные и массивные грузы, или диванчик для перевозки детей.

Но такое чисто бытовое использование веломобиля не ограничивает его спортивных возможностей, поскольку в конструкции заложена «гоночная» модификация. Для этого водитель располагается лежа на диванчике-сиденье, а управление осуществляется дублирующим передним рулем. Именно такое, двойное, использование машины подсказало ее название: «Групасс» — это «грузопассажирский скоростной» веломобиль.

По своей компоновке «Групасс» выполнен по трехколесной схеме с одним ведущим задним колесом. Основа конструкции — рама. Она имеет Т-образную форму; собрана из дюралюминиевых труб диаметром 35 мм с толщиной стенки 1,5 мм и задней части рамы спортивного велосипеда. Соединение труб выполнено с помощью усиливающих вставок и сварки.

На раме закреплены кронштейны сиденья-лежака. Само сиденье выполнено из поролоновой подушки, обшитой сверху чехлом из плотной ткани. Чехол пришит толстыми капроновыми нитками к каркасу из труб от раскладушки, прикрепленному к фанерному основанию. Для экономии веса фанеру можно заменить сеткой. Как уже отмечалось, веломобиль имеет двойную систему управления: для грузового и спортивного вариантов.

В первом случае, когда водитель находится на сиденье велосипедного типа, управление осуществляется обычным велосипедным рулем, установленным в задней части машины. В качестве заготовок для рулевых тяг используются лыжные палки. В спортивном варианте (с положением гонщика лежа) веломобиль управляется «раздельным» рулем, ручки которого приварены непосредственно к поворотным узлам передних колес.

Эти узлы, левый и правый, имеют зеркальную конструкцию и состоят из стального фигурного шкворня и поворотного кулака. Кулак имеет коробчатую форму и для облегчения веса выполнен из стальной листовой заготовки толщиной 1,5 мм. Стыки провариваются непрерывными швами. Трансмиссия полностью заимствована от серийного спортивного велосипеда. Тормоз клещевого типа установлен на заднем колесе.

Колеса — стандартные, велосипедные; правда, для грузового варианта желательно использовать их от дорожной модели или с удвоенным количеством спиц. Заднее колесо закрыто с одной стороны аэродинамическим конусом. При необходимости езды по улицам города машину несложно оборудовать типовой системой велоэлектроники с фарами, указателями поворотов и стоп-сигналом. Считаю, что такой веломобиль из-за его простоты (он может быть сделан за несколько вечеров) и универсальности применения можно смело рекомендовать и горожанам, и сельским жителям, а также всем владельцам загородных садовых участков.

(Автор: А. МУРАВЛЕВ, г. Коломна)

Рис. 1. Веломобиль «Групасс» (спортивный вариант).

Р и с. 2. Конструкция веломобиля «Групасс» (грузовой вариант): 1 — рама (дюралюминиевые трубы 0 35Х 1,5 мм; кареточный узел и задняя вилка от спортивного велосипеда), 2 — кузов (фанера толщиной 3 мм, рейки 20X20 мм), 3 — кронштейн-подрамник (дюралюминиевый уголок 3X25X25 мм), 4 — рулевая колонка, 5 — велосипедное седло, 6 — болт М8, 7 — рулевая сошка, 8 — продольная рулевая тяга (лыжная палка диаметром 15 мм), 9 — рычаг (стальная пластина толщиной 1,5 мм), 10 — поперечная рулевая тяга (лыжная палка диаметром 15 мм), 11 — гайка М8 (2 шт.), 12 — поворотный узел (левый, правый — зеркальное отображение), 13 — болт М8 крепления поворотного узла к рулевой тяге (2 шт.). 14 — полуось переднего колеса (2 шт.).

Рис. 3. Поворотный узел (левый): 1 — поперечина рамы веломобиля, 2 — болт М6, 3 — болт М10, 4 — сухарь (сталь), 5 — поворотный кулак (сталь толщиной 1,5 мм), 6 — ручка руля, 7 — гайка корончатая М10, 8 — шплинт контровочный.

Похожие материалы

Что нужно знать о велосипедных спицах?

10 минут Автор: Михаил Скворцов 249

Колесо со спицами – ровесник современных велосипедов. Уже в конце XIX века все велосипеды выпускались со спицами. Металлопрокатная промышленность уже достаточно развилась для создания прочных и тонких прутков, способных удержать в натяжении обод колеса и закрепить его на втулке.

Велосипедные спицы – очевидное решение для колёс. Минимальный вес, небольшая площадь поверхности – всё делает колесо лёгким, а качественный металл и крепление под ключ достаточно надёжны, чтобы удерживать большой вес.

Читать еще:  Женский дорожный велосипед

Магазины предлагают множество моделей и украшений (например, подсветка спиц), и выбор требует больших знаний от покупателя, чтобы не запутаться во всех вариантах материалов, размеров, типов и рекомендуемых наборов.

Особенности конструкции

Спицы соединяют собой фланцы на втулке и обод, обычно находясь под углом, так как приёмники для ниппеля находятся по центру обода колеса велосипеда. С двух сторон конструкция различна. Если с одной стороны ниппель навинчивается спицевым ключом, то во фланец спица просто продевается, закрепляясь напрессованным элементом – головкой.

Типы и материалы

Являясь конструктивной частью на колесе, спицы сами по себе достаточно просты. Тем не менее, существует множество их типов. Разделяют по следующим параметрам:

  • размеры, в первую очередь длина – зависит от размеров колеса и типа спицовки;
  • материалы – современные сплавы всё чаще используются и для напыления, и для самой конструкции спицы;
  • по способам крепления – сейчас стандарт практически устоялся, но варианты всё ещё есть.

Типы по размерам

Для начала, не все спицы круглые в сечении. Всего сечений спиц выделяют достаточно много:

  • С одинарным и двойным утолщением – на концах круглой в сечении проволоки делаются утолщения. В случае одиночного – на стороне головки.
  • Тройного сечения – «составные» модели, в которых диаметр сечения меняется в одной из сторон двумя шагами. Обычно утолщение смещается к центру колеса.
  • Аэродинамические – эллиптические и плоские варианты для скоростных гонок, иногда встречаются каплевидные варианты.

Ширина измеряется в AWG (American Wire Gage), американском измерении сечения проводов (проволоки) единицы в 10g-17g являются стандартами и впрямую приводятся к миллиметрам. Самые часто встречающиеся – 12g и 14g, 2,6797 мм и 2,032 мм, соответственно.

По длине велосипедные спицы не типируют, так как производятся в очень большом ассортименте.

Типы по материалам

Большинство используемых моделей изначально изготавливались и продолжают изготавливаться из стали – прочные, надёжные, недорогие изделия. Кроме стали, могут использоваться:

  • титан – более надёжный и крепкий металл, но на порядок дороже. Литые спицы из титана применяются в триале и даунхиле для компенсации огромных ударных нагрузок;
  • углепластовое волокно – обратный титану материал. Очень лёгкий и достаточно крепкий, чтобы выполнять функцию спицы, но ещё более дорогой. Используется в основном из-за своей лёгкости и аэродинамики в гоночных байках.

Точки и способы крепления, новинки

Сейчас стандартом является J-образная головка, которая продевается через отверстие во фланце и далее удерживается там. Не так давно появились колёса на прямых спицах, без загиба, но это пока только спортивные модели, поменять привычки большинства не так легко.

Кроме того, активно развиваются колёса вообще без спиц. Их роль начинают выполнять углепластовые вставки, некоторые и вовсе переходят к литым колёсам, изготавливаемым по аналогии с автомобильными дисками. Очень надёжная структура пока слишком тяжела и ненадёжна. Кроме того, не многие вспоминают о боковом ветре, который с такими колёсами может стать вполне реальной угрозой здоровью. В целом, защита корпуса и от вибраций, и от несчастных случаев в таких вариантах скорее отрицательная.

Замена нестандартных моделей – тоже большая проблема, так как партии невелики и найти нечто уникальное, особенно в провинции, нелегко, да и регулировка их часто нетривиальна.

Спицевой набор

Спицевой набор, он же «спицовка», – это количество спиц внутри колеса, правило их расположения и порядок закрепления на втулке и на ободе. Существует несколько стандартных наборов, от которых все отталкиваются. «Спицевать» – этот термин относится и к процессу монтажа, и к подготовке – необходимо очень внимательно. Можно сказать, что это целая наука.

Наборы обычно классифицируют по числу «крестов», т.е. пересечений спицы с другими, закреплёнными на том же фланце. Стандартом де-факто являются «три креста» – лёгкий в натяжении и починке. Де-факто крайним являются «четыре креста», установка, когда спица повёрнута практически на 90 градусов от условного радиуса.

Крайним вариантом с другой стороны является радиальное расположение, когда спицы вообще не пересекаются друг с другом.

У каждого варианта есть свои плюсы. Большой наклон увеличивает длину, чем повышает амортизирующий эффект, меньше гасит энергию педалирования и имеет очень большой запас прочности на колесе. Радиальный вариант очень лёгок, так как длина минимальна, но и надёжность здесь намного ниже. Подтянуть их будет проблематично из-за низкого запаса прочности.

Процесс спицовки

Разберём процесс сбора колеса, или спицовки.

Для начала приготовим всё необходимое:

  1. Спицы в необходимом количестве, с равными параметрами.
  2. Втулка с фланцами, подходящими под выбранное количество спиц.
  3. Обод с соответствующими пазами для ниппелей.
  4. Спицевой ключ, удобный для закручивания ниппелей.

В незабвенном гайде по сбору колеса от Шелдона 35 шагов, которые следует выполнять корректно и без ошибок. Понятно, что все учатся «в бою», и мы приведём лишь основные этапы:
1. Приготовим спицы (смажем, ещё раз проверим длину и наличие ключа), иначе их невозможно правильно натянуть.

2. Вставляем спицы в колесо, начиная с ключевой, без фанатизма, на 2 оборота. Важно, чтобы количество оборотов (т.е. начальное натяжение) всех спиц было одинаковым.

3. Начинаем правильно подтягивать, проходя по всему ободу, на каждом из ниппелей делая по 1 обороту. Если в конце обода становится тяжело его делать, значит, переборщили, возвращаемся назад и делаем по 0,5 оборота.

4. Проверяем восьмёрку – выбираем блок спиц и равняем обод, натягивая ту или иную сторону.

5. Проверяем эллипс – регулировка проста, подтягиваем «горку» или ослабляем «провалы».

6. Проверяем зонтик – необходимо отрегулировать условную окружность крепления ниппелей (центр профиля обода должен проходить по центру велосипеда). Обычно равняют по расстоянию от обода до тормозных колодок.

7. Проводим окончательное натяжение, чтобы все ниппели вошли в пазы.

8. Убираем смазку и подпиливаем концы спиц, если они выглянули в процессе натяжения за пазы – при нагрузках они начнут повреждать камеру и подложку.

Собственно, всё! Конечно, сбор колеса – сложная, особенно для новичка, работа, и приступать к ней стоит только в хорошем настроении и состоянии, чтобы не допускать ошибок. Если хотя бы одна спица сломалась, это повод для выполнения работы заново. Здесь может быть и некачественная партия, и ошибка в последовательности, и элементарная невнимательность.

Специальная установка для крепления колеса, она же «станок», далеко не обязательна. Все правки можно с лёгкостью производит прямо на велосипеде, перевернув его и установив на устойчивое основание. Снять спицы намного проще, чем потом ремонтировать повреждённое из-за ошибок колесо.

Выбор спиц

Дадим некоторые рекомендации, какие спицы лучше и как их вообще выбирать.

  1. Длина. Необходимо точно рассчитать длину спиц в зависимости от размеров втулки, обода, типа крепления, изготовителя. Важно не просчитаться, лучше производить расчёт длины в готовых калькуляторах. Благо, их достаточно в интернете.
  2. Материал. Стоит быть прагматичными. Конечно, круто пойти на поводу у топовых спортсменов и закупить в Китае углепластик, но для большинства применений вполне достаточно стальных спиц, максимум, с небольшим напылением от коррозии. Сталь легко выправляется, ремонтируется и устанавливается, а разница в весе далеко не так важна, как её описывают на профессиональных ресурсах.
  3. Геометрия. Опять же, если вы не спортсмен, геометрия должна быть самая простая, с увеличением нагрузок на пересечённой местности и при переходе к трюкам – смотрим в сторону утолщённых вариантов. На практике, варианты с несколькими диаметрами не очень полезны, лучше подобрать 10g и не мучиться с заменой, так как усиленные спицы поставляются ограниченными партиями.
  4. Количество. Есть вполне обоснованное мнение, что спиц должно быть больше. Сейчас 28-32 – стандарт для горного велосипеда, и не стоит от него уходить далеко. Малое количество спиц принимает большую нагрузку и ездить с ними рискованно, а большее число утяжелит колесо без явных выгод. Не забываем, что число на заднем колесе обычно больше из-за большей нагрузки.
  5. Инструменты. Заранее готовим спицевой ключ.
  6. Работа своими руками. Доверяем профессионалам – поставить спицы на колесо колесо сложно новичку, и, возможно, не стоит делать это самостоятельно.

Заключение

Спицы – небольшой элемент конструкции велосипеда, от которого зависит очень многое. Как правило, самым важным становится не производитель, размер или материал, а качество установки спиц и их конфигурация. Какую выбрать длину, сколько «крестов» в спицовке, какое будет натяжение и насколько меньше элементов поставить в переднее колесо – все вопросы важны, так как от колеса зависит не только удовольствие от катания, но и здоровье велосипедиста. Если вы захотите просто поменять спицы, следует отнестись к этому занятию максимально серьёзно.

velo-travel.com |

Велосипедные спицы: полная информация и советы по их выбору!

В предыдущей статье мы с Вами рассмотрели такую часть велосипеда, как колесо. А точнее, не само колесо, а его общие особенности и различие размеров. И, как обещалось в предыдущей статье, сегодня поговорим о спицах и ниппелях.

И вправду, спицы – какое их прямое предназначение? Почему спицы, а не цельный диск, как, например, у автомобиля?

Из этой статьи вы узнаете:

1. Что такое спицевой набор?

2. Виды спицовки колеса.

3. Радиальный набор спиц.

4. Колёса Spinergy — что это?

5. Типы спиц, их строение и материал изготовления.

6. Видео-урок: «Как собрать велосипедное колесо».

Помните наших аристократов 19 века, которые катались на велосипедах с колесами карет? Это самое простое колесо со спицами. Строение колеса было примерно таким: деревянный обод, ступица и несколько деревянных спиц. Спицы в колесе работают на сжатие, поочередно. Иными словами, в момент, когда спица находится внизу перпендикулярно земле, она принимает весь вес велосипеда, но колесо крутиться, и спицы неким образом «чередуются» и сжимаются по очереди. Все было хорошо, вплоть до 1820 года.

Джордж Кэйли сформулировал теорию упругости, которая изменила весь мир. А точнее, представление о спицах 🙂 Теория интересная, но мы же не на уроке физике, поэтому покажем все на примере велосипеда. Спица, которая работает на сжатие, должна иметь диаметр больше, чем спица, работающая на растяжение, для обеспечения одинаковой прочности. А соответственно, спица с меньшим диаметром иметь меньший вес. И тут понеслось…. Сначала искали подходящий материал, ведь дерево не подходит, взяли за основу сталь, а потом начали придумывать, как превратить спицу, работающую на сжатие, на спицу, которая будет работать на растяжение. И вот, это было придумано! Современная спицовка колеса – явный пример.

Первое колесо с такой спицовкой было сконструировано только через 47 лет, в 1867 году Медисоном Каупер, и не для велосипеда, а для шасси аэроплана. Также на таком колесе была установлена пневматическая покрышка. О развитии покрышек велосипедных колес читайте следующую статью .

Следующее серьёзное изменение спицовки колес состоялось недавно. Фирма Mavic предложила «вилсет», где часть толстых спиц из карбона работают на сжатие и на растяжение.

Спицевой набор

Спицевой набор – это некое количество спиц расположенных в колесе в определённом порядке. Задачи такого набора следующие: центрирование обода , расположение обода относительно фланцев втулки, удерживание формы колеса, обеспечение прочности и жесткости колеса, а также равномерное распределение нагрузки по колесу. Колесо должно быть жестким в радиальном и поперечном направлениях, а также иметь достаточную крутильную жесткость. Чем выше радиальная жесткость, тем легче колесо переносит удары при преодолении препятствий и меньшая вероятность получение деформации типа «яйцо» или вообще поломки колеса. Большой запас поперечной жесткости исключает возможность появления восьмерок на колесе. Но это еще не все. Бывают случаи, в связи с неправильной спицовкой, на вираже покрышка цепляет перья рамы. Это происходит за счет маленькой поперечной жесткости, колесо прогибается и может лопнуть. Что очень и очень плохо. Тангенциальная, то есть, крутильная жесткость обеспечивает возможность передачи движения от педалирования и торможения. Чем лучше колесо «крутит», тем легче велосипедисту ехать!

Читать еще:  Путешествие на море на велосипеде

Спицевые наборы бывают разные. Отличаются они между собою количеством спиц и, соответственно, крестов (мест пересечения спиц). В основном, количество спиц кратно четырем, в радиальном наборе кратно двум, а в спицевом наборе «Воронья лапа» — кратно трем.

А теперь поговорим о видах спицовки колеса: как, куда, зачем?

Чем больше угол наклона спицы к радиусу колеса, это может быть вплоть до 90 градусов, тем больше образуется крестов. Также на количество крестов влияет диаметр фланца втулки, обода, и конечно же, количество спиц. Когда спица расположена к ободу под углом, близкому к 90 градусов, тогда на нее действует наименьшая сила. Также, такое колесо эффективнее при разгоне, а торможение происходит без лишних вибраций, и велосипед останавливается быстрее. А если колесо имеет наименьшее количество крестов, спицы, соответственно, станут короче, и массу будут иметь меньшую, возрастает поперечная жесткость.

Именно поэтому нужно выбирать колеса, исходя из стиля своей езды. Каждый должен решить, какой набор ему подойдет. А для того, чтобы Вы лучше сориентировались и разобрались в достоинствах и минусах каждого набора, рассмотрим один из видов набора поподробнее.

Радиальный набор, очень слабый, но красивый набор. В таком наборе спицы не пересекаются, а идут по радиусу колеса, получается что-то типа «солнышка». Спицы получаются короткими, а соответственно легкими и еще аеро-динамичными. Если Вы внимательно читали предыдущий абзац, то уже сделали вывод, что из-за отсутствия крестов колесо имеет большую поперечную и маленькую крутильную жесткость. Но это еще не все особенности такого набора спиц! Спицы работают не только на растяжение, как при крестовом наборе, а и еще на изгиб. Взгляните на картинку, и поймете. Именно поэтому такое колесо используют только в качестве переднего, да и то, редко очень, ну прям очень редко…. А чтобы использовать похожий радиальный набор на заднем колесе, придумали комбинированный набор. Одна сторона имеет радиальный набор, а другая тангенциальный. Благодаря этому колесо получается максимально жестким и долговечным.

Да, и еще! Если на колесо с радиальным набором установить дисковый или роллерный тормоз, велика вероятность поломки спиц при экстренном торможении. Поэтому устанавливаются только ободные тормоза. Думаете это все особенности этого набора?? Эх, если бы…. Спицы имеют свойство самостоятельно выкручиваться, а фланец втулки может не выдержать нагрузки и разрушиться, в самый неподходящий момент.

Допустим, с набором спиц мы с Вами определились. Но это только начало нашего с Вами путешествия по миру «Спиц и ниппелей».

Мы с Вами узнали, что спицы работают на растяжение. А теперь мы Вам расскажем о том, какое правильное значение предварительного натяжения спиц. Ведь, если спица будет перетянута, велика вероятность ее разрыва, а если спицы будет слишком расслаблена – скорее всего, на первой яме ваш обод просто-напросто получит восьмерку. Чтобы ни того, ни другого не произошло, продолжайте читать статью, и, как говориться, предупрежден — значит вооружен! Вперед

Если спицы постоянно натягивать, а потом ослаблять (или этот процесс будет проходить произвольно), они долго не протянут и лопнут в местах напряжения. Существует два вида натягивание спиц. Первый, традиционный, используется в колесах с числом крестов от 2 до 4 и натяжением от 40 до 80 кг/с. Ну а второй способ придумали инженеры компании Shimano и сила затяжки равна 120 кг/с! Но это еще не все, количество спиц уменьшилось до 16 штук на одно колесо. Благодаря чему же произошел большой скачек в прочности, и получилось значительное уменьшение веса колеса? Читаем дальше!

Какие спицы лучшие?

Во-первых, это перевернутые спицы. Получается, что регулировочная головка спицы находится не в ободе, как мы привыкли, а во втулке. Смотрите фото. Таким образом, вес всего колеса значительно уменьшается, а соответственно уменьшается момент инерции.

Во-вторых, это парно-перекрестное расположение спиц. Иными словами, спицы с правого фланца втулки крепятся к левой боковине обода по касательной, и наоборот. Благодаря такому простому решению удалось увеличить силу натяжения спиц и равномерно распределить усилие на обод. Также возрастает и общая поперечная жесткость колеса.

В-третьих, полурадиальный набор. О нем мы писали выше, но напомним вкратце еще раз. Получается, что левая сторона колеса заспицована в один крест, а правая имеет спицовку типа «солнышко», то есть, без крестов, вообще. При комплексном применении выше перечисленных пунктов, включая данный, поперечная жесткость колеса увеличилась на 20%.

В-четвертых, это геометрия спиц. Спицы используются уже не круглые, а плоские, что дает прирост в аэродинамике и увеличение амортизационных свойств обода.

Вот Вы уже знаете секреты самого лучшего и самого легкого колеса от компании Shimano.

Мы в 4-ом пункте затронули вопрос о геометрии спиц, а это очень интересный вопрос, ответы на который читайте ниже.

Все началось с того момента, как впервые было собрано колесо на прямых спицах, без J-образного изгиба спицы. Читали статью о колесах , в которой мы разбирали новшество 29» колес, и о том, что чуда не произошло? Так вот здесь не совсем такой случай. Одни были поклонниками таких, прямых, спиц, объясняя свой выбор техническими качествами, а остальные были против, задавая вопрос: «Где взять запасную спицу, если эксклюзивная спица нового образца сломается?». И те, и другие оказались правы! А мы Вам выразим чисто личное мнение команды velo-travel .

Прямые спицы действительно можно натянуть сильнее, они долговечнее, а колеса жёстче. И совсем не проблема с собой возить несколько запасных спиц, на случай непредсказуемых обстоятельств. Но дело в том, что обычный велосипедист этого не заметит на своем велосипеде. Плюсы настолько малы, что на практике гораздо проще и не в ущерб поставить классические спицы и не заморачиваться. Применение таким спицам – это большой спорт, и точка.

Да, и еще, чуть не забыли! Мы говорили о перевернутых спицах и уменьшении момента инерции, так это значение очень мало, что им также можно пренебречь, если Вы не мировой чемпион.

Spinergy – стоит, или не стоит?

Spinergy – это литые колеса, примерно такие же, как на современных автомобилях, но большого диаметра. Давным-давно колеса автомобилей и мотоциклов так же были спицоваными. Позже, с развитием инженерии, стали изготовлять штампованные диски, или литые «титаны», колеса из титанового сплава, которые намного прочнее, чем спицованые колеса, а вес имеют тот же. И вот, следуя за развитием, техники на велосипед решили также устанавливать похожие диски. Они имели небольшое количество лопастей, от 3 до 6, изготовленные из карбона. Аэродинамика колесо действительно возросла, а также увеличилась «крутильная» жесткость и поперечная жесткость. А минусы, их всего два, это большой вес и еще большая цена

Но, но, но…. Если мы с Вами сейчас не наблюдаем велосипедов с колесами типа Spinergy, это не значит, что о них забыли. Велосипедные инженера толковые парни, и пошли изучать эту конструкцию дальше и получили, то чего хотели!

Варианта дисковых колес существует два: либо поверх спиц устанавливаются круглые диски, либо колесо без спиц вообще, но с дисками их высокопрочных полимеров и углепластика. Второй случай лучше, так, как вес и момент инерции намного меньше первого.

И снова, ребят, не нужно бежать в магазин и покупать себе такие колеса, если Вы не участник чемпионата. Дело в том, что такие колеса всё равно тяжелые, по сравнению с колесами со спицами, и они также намного дороже, а и еще они имеют большую площадь, одно колесо, около 0,4 квадратных метра. А два колеса, это квадратный метр. Если Вас застанет боковой ветер, это будет очень, очень плохо!

И так, как получается, что старый спицевой набор колеса намного лучше всех новинок, считаем нужным посвятить окончание статьи описанию самой спицы.

Типы спиц, их строение и материал изготовления

Спица имеет два компонента, это длинный стержень, у которого с одной стороны резьба, а с другой стороны – головка, выгнута под углом 90 градусов к стержню, и с ниппеля – это головка, которая накручивается на резьбовую часть стержня. Спицы и ниппели изготовляют из разных материалов, самые дешевые – из стали, которая очень тяжелая и имеет свойство быстро ржаветь; никелированной бронзы, или латуни; а также из дорогого алюминия. Все же лучшим материалом для спиц есть нержавеющая сталь, а для ниппелей – бронза или латунь.

А по сечению, спицы могут иметь, постоянное круглое сечение, а также переменное. Это тот случай, когда несколько сантиметров от края спицы диаметр спицы один, допустим 2,2 мм, а центральная зона имеет диаметр в 1,8 мм. Аэродинамика таких спиц намного лучше, вес меньше, а характеристики жесткости такие же.

И вот, если Вы дочитали до этого места, значит, не зря мы писали статью, и Вы стали на порядок лучше, имея полезный багаж знаний о спицах. Умейте правильно его применять, это самое главное. Хотите еще знаний? Подписывайтесь на рассылку и все новые статьи моментально будут приходить Вам на почту! А дальше мы поговорим об ободах велосипеда, будет интересно, и полезно.

Удачи на дорогах! И напоследок, небольшое тематическое видео!

Велосипедные спицы

Спицевой набор в велосипедном колесе выполняет вполне определенную роль — он служит для сборки втулки с ободом колеса. Спицы должны обеспечивать достаточную жесткость колеса в целом, его прочность и, в тоже время, некоторую амортизацию, дополняющую амортизацию велосипедных шин. Кроме того, спицы должны немного пружинить еще и для того, чтобы возникающая при ударах нагрузка равномернее распределялась по ободу, защищая его.

Спицевой набор в велосипедном колесе выполняет вполне определенную роль — он служит для сборки втулки с ободом колеса. Спицы должны обеспечивать достаточную жесткость колеса в целом, его прочность и, в тоже время, некоторую амортизацию, дополняющую амортизацию велосипедных шин. Кроме того, спицы должны немного пружинить еще и для того, чтобы возникающая при ударах нагрузка равномернее распределялась по ободу, защищая его.

Кроме спиц встречаются и более экзотические варианты соединения обода и втулки колеса. Например, в мире шоссейных велосипедов довольно широко распространены дисковые колеса, где вместо спицевого набора присутствуют два слоя специальной сильно натянутой ткани, а в триатлоне, не редкостью стало применение моноблочных колес из углепластика с 4-6 плоскими и широкими спицами-лопастями. Но подавляющее число велосипедов все же имеет традиционные спицованные колеса.

Ни для кого не секрет, что для того, чтобы собрать хорошее колесо, кроме хорошего обода и втулки, требуются качественные спицы. Кто ж не помнит те времена, когда на Туристы и Спутники ставили низкокачественные спицы уменьшенного диаметра. Результатом были постоянные обрывы головок спиц и, иногда, вырывание резьбовой части спицы из ниппеля. Особенно сильно это проявлялось на груженном велосипеде.

В традиционном велосипедном колесе спицевой набор обычно состоит приблизительно из трех десятков спиц. То, что называют спицей в разговоре, на самом деле представляет собой две детали. То есть, это собственно спица — длинный тонкий стержень с загнутым и расклепанным концом с одной стороны и резьбовым с другой и ниппель — гайка грибовидной формы, которая крепит спицу к ободу.
Качественные спицы в подавляющем своем количестве изготовляются из высоколегированных (нержавеющих) сталей, преимущественно хромомолибденовых. Наиболее дорогие варианты — облегченные, из титановых сплавов, самые дешевые — из обычных конструкционных сталей с поверхностным напылением никеля. Спицы могут быть как раскатанными, так и тянутыми. Катанные спицы обладают несколько худшими характеристиками.

Читать еще:  Как поставить колесо на велосипед

На прочность спицы сильно влияет тип резьбы. Она может быть нарезанной в теле спицы или накатанной. Накатанную резьбу можно узнать по тому, что диаметр, измеренный по вершинам резьбы, больше, чем диаметр гладкого стержня рядом с резьбой (нижний рисунок). При нарезании резьбы, тело спицы заметно ослабляется в зоне ее расположения, при накатывании резьбы — тоже ослабляется, но меньше. Спицы с накатанной резьбой оказываются заметно прочнее, в зоне расположения резьбы, разумеется. Но накатка сложнее в исполнении, поэтому такие спицы оказываются дороже. Примером высококачественных спиц с накатанной резьбой являются все спицы компании DT Swiss.

Ниппели представляют собой тонкие высокие гайки грибовидной формы со шлицом под отвертку на «шляпке» и четырьмя гранями под ключ с противоположной стороны. Могут быть увеличенной высоты, они нужны, если планируется установка в высокопрофильные обода (например у DT Swiss есть модификация с высотой 16 мм и 12 мм). Самые дешевые ниппеля изготавливаются из стали (такие брать не стоит), среднего уровня — из бронзы (или латуни), дорогие — из алюминия. Резьба в бронзовых ниппелях работает мягче, чем в стальных и не закисает со временем. Суть применения алюминиевых ниппелей — снижение веса, правда, по данным DT Swiss, всего на 40 г на пару колес.

Количество спиц и их размеры.

Количество спиц в традиционном колесе горного велосипеда составляет 32 или 36 штук, хотя это зависит от назначения колеса и вида спицевого набора. Иногда их может быть и меньше. На гибридах и городских велосипедах чаще всего устанавливается 36 спиц. На тандемах спиц может быть даже до 40 или 48!, а на шоссейных велосипедах 32, 28, 24. Снижением количества спиц достигается общее снижение веса колеса, и, в том числе, вращающихся масс, что очень важно для езды с частыми изменениями скорости движения, а также некоторое снижение аэродинамического сопротивления. Количество спиц в колесе кратно 4 (есть ведущие и хвостовые слева и справа), а в случае применения радиального спицевого набора — кратно 2.

В зависимости от размеров втулки, эффективного диаметра обода и типа спицевого набора, необходимо применение спиц вполне определенного размера. Причем знать его необходимо не только для сборки нового колеса, но и для замены выбитых или порванных спиц. Сейчас выпускается широкий набор спиц с шагом по длине между соседними размерами в 1-2 мм. Номинальная толщина обычных спиц составляет 1,6. 2,3 мм. Таблица соответствий метрических размеров и размеров, принятых в качестве стандарта в США, приведена ниже.

Журнал Райдер — Идеальный круг: руководство по спицовке колеса

Друзья! Наверное, это не совсем формат Twentysix, но я решил выложить здесь и это небольшое руководство из журнала, чтобы у всех была возможность оценить и обсудить формат постоянной рубрики «Мастерская». Еще и потому, что, мы постараемся в ближайшем будущем провести в отношении этой рубрики «импортозамещение» силами одной из отечественных веломастерских.

Итак, девиз статьи: «Самостоятельная спицовка непременно породнит Вас с байком. От Вас – сноровка и терпение. От «Райдера» – пошаговая инструкция».

1. Для сборки колеса (с камерой) нам потребуются: станок для центровки колеса, зонтомер, штангенциркуль, молоток, тупой пробойник, отвертка, складной метр, подходящий спицевой ключ приблизительно на 3,2 мм для стандартных четырехгранных ниппелей.

2. Для начала измеряем эффективный диаметр обода ERD: аккуратно измеряем внутренний диаметр обода и прибавляем толщину стенки обода. Эта цифра понадобится нам для расчета длины спиц.

3. Теперь измерим диаметр (окружности) расположения (центров) спицевых отверстий втулки. Обратите внимание, что диаметр этой окружности может у каждого фланца быть своим. И в большинстве случаев передняя и задняя втулки различаются по этому показателю.

4. Оформляем «паспорт» каждой втулки. Заносим в него диаметры расположения спицевых отверстий. Затем измеряем длину оси втулки (в данном случае – 142 мм). Делим это число пополам и отмечаем середину втулки. Теперь, расположив втулку на листе соответственно рисунку, измеряем расстояние от ее середины до каждого из фланцев (FD) при помощи штангенциркуля. В нашем случае это 33 и 20 мм. Заметим, что из-за крепления ротора тормоза передние втулки тоже асимметричны.


5.
Для расчета длины спиц мы рекомендуем воспользоваться одним из онлайн-калькуляторов. Например, калькулятором длины спиц на вебcайте DT Swiss.
Перевод терминов для калькулятора: Front wheel – переднее колесо; Rear wheel – заднее колесо; Rim Diameter / ERD – тип обода и/или ERD (см. выше); Hub – втулка; Pitch circle diameter – PCD (см. выше); Flange distance – FD (см. выше); Ø of spoke hole – диаметр спицевого отверстия; No. of spokes – число спиц; No. of intersections – число пересечений (тип спицовки, в данном случае – три); Nipple – тип ниппеля; Spoke length (precise) – точная длина спицы; rounded – округленная длина.

6. Продеваем первую спицу через любое спицевое отверстие во фланце втулки изнутри со стороны ротора и закрепляем спицу ниппелем во втором спицевом отверстии обода от отверстия под ниппель камеры (нижнее фото).


7. Далее продеваем еще семь спиц в каждое второе отверстие фланца также с внутренней стороны втулки. Внимание: ни в коем случае не используем на одной стороне колеса спицы разной длины!

8. Продев спицу в отверстие фланца втулки (шаг 6), вставляем ее конец в отверстие обода, оставляя по три свободных отверстия между соседними спицами. Закрепляем ниппелями. То есть, в каждом четвертом отверстии должна быть спица.


9.
Теперь приводим спицы в их рабочее положение: удерживая обод одной рукой, вращаем втулку противоположно направлению движения (см. фото). Спицы должны входить в обод под тупым углом.

10. Завершаем спицовку стороны ротора. Для этого следующие восемь спиц продеваем через оставшиеся отверстия того же фланца втулки с противоположной (внешней) стороны.

11. Поворачивая свободную продетую спицу в направлении вращения втулки (см. шаг 9), проводим ее сзади двух ближайших закрепленных спиц и спереди третьей. Затем, как показано на фото, продеваем эту спицу в среднее из трех свободных отверстий на ободе и закрепляем ее при помощи ниппеля. Так же поступаем со всеми остальными продетыми спицами.


12.
На утолщенной (торцевой) части спицевых ниппелей есть шлицы. Вставив в шлиц отвертку или торцевой ключ для спиц (см. фото) навинчиваем ниппель на спицу на два-три оборота, не применяя силу.

13. Теперь продеваем первую «спицу-ориентир» (не путать с «лидирующими») через отверстие второго фланца изнутри. Перед этим поворачиваем колесо таким образом, чтобы ниппель шины оказался в верхней точке. Ориентируясь на ближайшее к ниппелю по ходу движения велосипеда отверстие обода (слева), находим соответствующее отверстие на фланце втулки, также расположенное в направлении движения (см. фото). Закрепляем спицу в этом положении. Так напротив ниппеля шины не будет пересечения спиц, мешающего подключению насоса.

14. Следующую спицу вставляем в ближайшее отверстие фланца слева от спицы- ориентира. Продеваем эту спицу в отверстие снаружи, так чтобы ее головка смотрела наружу от втулки.

15. Остальные семь спиц продеваем в каждое второе отверстие во фланце (в обод пока не вставляем). Следим при этом, чтобы спица не попадала в треугольничек меду спицами другой стороны, а оставалась свободной. Перекидываем третью спицу справа от спицы-ориентира через нее снаружи и вставляем в ближайшее свободное отверстие от ниппеля шины слева (принцип «сзади, сзади, спереди, закрепляем»). Остальные спицы последовательно вставляем в каждое четвертое отверстие обода так, чтобы они не пересекались с другими спицами, и закрепляем ниппелями.

16. Оставшиеся восемь спиц продеваем в той же последовательности с внутренней стороны фланца в свободные отверстия. Затем их нужно будет вставить в свободные отверстия обода и закрепить.

17. Поскольку все остальные спицы уже закреплены, пространства для маневров осталось довольно мало. Поэтому берем каждую из последних спиц двумя руками и вставляем в соответствующее отверстие обода, соблюдая схему трех пересечений «сзади, сзади, спереди» и одинаковые углы пересечения спиц.

18. Теперь, когда у нас сформировался полный зонт, навинчиваем ниппели глубже на каждую спицу, пока вся резьба не скроется из виду – но не дальше!

19. Теперь закрепляем колесо в станке для центровки (правки). Чтобы линия центровки колеса не отклонилась в одну из сторон, проверяем, чтобы оно было прочно зафиксировано в креплениях «вилки» станка. Затем, начиная от ниппеля шины, затягиваем все короткие спицы колеса на один полный оборот. На переднем колесе это будет левая сторона по направлению движения велосипеда, а на заднем – правая (сторона трансмиссии). Затем переходим к спицам противоположной стороны.

20. Необходимо исключить трение головок спиц об отверстия при колебаниях спиц. Для этого осторожными ударами при помощи молотка и тупого пробойника выравниваем головку каждой спицы с поверхностью фланца.


21.
Затягиваем спицы еще примерно на пару оборотов в обозначенной выше последовательности (сначала на «короткой» стороне, затем на стороне длинных спиц). Извлекаем колесо из станка и устанавливаем зонтомер на торец втулки колеса со стороны коротких спиц и на обод с обеих сторон. При помощи регулировочного колесика настраиваем длину оси зонтомера таким образом, чтобы устранить зазоры в этих трех точках (борта обода справа и слева, торец втулки). Затем прикладываем зонтомер с противоположной стороны колеса (с длинными спицами).

22. Если обод не равноудален от втулки, подтягиваем все ниппели спиц соответствующей стороны фланца на пол-оборота. Корректировка всегда должна быть направлена в сторону длинных спиц. Результат протяжки проверяем, снова установив на колесе зонтомер и выровняв его.

23. Сводим вместе оба щупа станка для правки колес и подводим их к ободу, пока один из щупов не начнет цепляться за обод. Для выправления эллипса ниппели всегда подкручиваются лишь на четверть оборота. Подтягивается всегда одинаковое число спиц слева и справа.

24. Область радиального биения отмечаем белым скотчем. Подтягиваем спицы (по часовой стрелке по отношению к внешней стороне обода) на четверть оборота. И, если участок биения охватывает только пять спиц, чуть-чуть подтягиваем и шестую тоже, чтобы не сделать восьмерку.

25. О восьмерке говорит боковое биение обода о щуп станка. Чтобы ее выправить, немного ослабляем ниппели со стороны биения и натягиваем ниппели с противоположной стороны, пока обод перестанет со скрипом задевать щуп.


26.
Чрезмерное натяжение может повредить как втулку, так и обод. Чтобы проверить натяжение, со средним усилием сжимаем две перекрещенные спицы. Точка пересечения не должна смещаться больше, чем на один сантиметр.

27. После всех протяжек нужно еще раз проверить концентричность колеса. В случае необходимости выправляем. Только следим за тем, чтобы не «перетянуть» спицы.

28. Чтобы предупредить появление восьмерок и эллипсов, после спицовки следует «опрессовать» колесо. Устанавливаем колесо на прочную подставку и аккуратно наваливаемся на него своим весом, после чего снова проверяем его на концентричность и биение.

Автор текста: Кристиан Цимек

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector