Плюсы и минусы стальной рамы

Обновлено: 23.01.2025

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.

При выборе стальных конструкций следует обращать внимание на маркировку. Стали обычного качества имеют низкие свойства и не способны дать длительную жизнь механизмам.

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

Качество рамы в первую очередь зависит от материала. У меня велосипед из алюминиевых составляющих. Катаюсь на протяжении 5 лет, до сих пор нет ни трещин, ни ржавчины. А стальные конструкции из дешевых материалов сильно подвержены поломкам и коррозии.

Для обычной езды подойдет велосипед из обычной стали или алюминия. Желательно ухаживать за байком, перекрашивать его, если появляются потертости. Если планируете ездить на неровных поверхностях, то лучше брать байк из высоколегированных сталей. Недостаток лишь в большом весе, а так, детали легко можно починить в случае поломки.

Гонял на велосипедах с различными рамами. Не заметил особых отличий между сталью и алюминием, кроме веса. На рынке предлагается множество моделей, поэтому следует ориентироваться на то, для чего берется байк и в каких условиях будет использоваться.

Для горных велосипедов лучше брать алюминиевые рамы, так как они прочные и имеют небольшой вес. Для дальних туристических поездок подходят стальные конструкции, так как они надежнее в эксплуатации. Очень редко стальные детали резко выходят из строя. Для трюков и экстремальных видов спорта, выбирают стальные рамы. Таким байкам важна прочность и надежность.

Рекомендую стальную раму с добавлением хрома и молибдена. Эти компоненты делают сталь не сильно жесткой, по сравнению с алюминием. Благодаря этому все вибрации поглощаются, и неровности на дороге ощущаются не так сильно. Единственный минус в том, что такие рамы сейчас найти очень сложно.

Не каждый велосипедист может с первого раза правильно подобрать раму. Необходимо иметь достаточно опыта, для того чтобы ориентироваться в материалах.

Современный рынок предлагает широкий спектр компонентов, из которых выполняют те, или иные составляющие байка. Рама является одной из самых нагруженных и ответственных частей, поэтому к её выбору следует отнестись максимально ответственно.

Материал для велосипедной рамы

В предыдущих статьях были рассмотрены различные материалы, которые используются для изготовления велосипедных рам. Каждый из них имеет свои плюсы и минусы.

В этой статье мы попробуем разобраться в часто возникающем вопросе – «Велосипед с рамой из какого материала лучше купить обычному велосипедисту?».

Почему делается акцент на обычном велосипедисте. Потому, что у профессионалов велоспорта такой вопрос вообще не стоит. Они, вместе с тренерами, прекрасно сами знают какой велосипед для какой гонки нужен.

Опытные велосипедисты-фанаты (фанаты с большой буквы и самом хорошем смысле этого слова) имею большой стаж поездок, перепробовали каждый по несколько типов велосипедов и то же ни в чьих советах особо не нуждаются.

А вот начинающим велосипедистам и любителям, да еще и с ограниченным бюджетом вопрос оптимального вложения денег при покупке байка очень важен.

Именно им мы и попробуем подсказать.

Почему на раму при выборе велосипеда обращается особое внимание? Потому что рама – это его основа, самая главная деталь. От ее геометрии, качества сварки и надежности зависит практически весь байк. Причем остальные части для велосипеда подбираются в зависимости от рамы, и, например, купив раму из карбона приделать к ней багажник уже не получится.

Причем, обращаю внимание на то, что споры о лучшем материале для велорам, на мой взгляд, абсолютно бессмысленны. Дело в том, что каждый материал, как тип рамы и весь велосипед в целом предназначены именно для своих задач. Мчатся по велотреку на дорожном стальном велосипеде, соревнуясь с карбоновым противником не серьезно. В то же время возить мешки с картошкой и гонять по полям в деревне на карбоне – на мой взгляд, настоящее извращение.

Мы не будем останавливаться на плюсах и минусах каждого отдельного материала. Желающие могут более детально почитать о каждом из них в отдельных статьях (сталь, алюминий, титан, карбон), а поговорим об общих принципах подбора.

Обращаю внимание на следующее:

Первое. Когда в этой статье мы будем говорить о стальных рамах – речь идет о качественных углеродистых сталях (High Ten) и хромомолибденовые сплавах (Cro-Moly). Было время, когда алюминий и карбон стали сильно тиснить стальные рамы на рынке. Однако, по прошествии времени, производители опять повернулись лицом к сталям, тем более, что технологии производства и качество самих стальных сплавов улучшились и дало возможность использовать все их преимущества при уменьшении веса. На сегодняшний день цена велосипедов на основе стальных рам зачастую ниже, чем любых остальных.

Второе. При выборе рамы – ее материал только одна часть проблемы. Нужно не забывать еще и о геометрии рамы, ее размере и т.д., но на этих вопросах мы останавливаться не будем.

Третье. В этой статье мы будем говорить в основном об обычных городских и горных моделях для широкого применения. Вопросы о материале рам для специализированных велосипедов, предназначенных для триала, фристайла, фри-райда, ВМХ и т.п. оставим специалистам.

Какие основные требования предъявляются к велораме:

В первую очередь она должна быть прочной и надежной.
Амортизировать толчки и поглощать возникающие при поездке вибрации, делая ее более комфортной
Быть ремонтопригодной и дешевой в эксплуатации.
Служить как можно дольше.
Часто упоминаемый многими авторами такой параметр как «вес рамы» на самом деле действительно актуален только для гонщиков, которые бьются за каждый грамм и продавцов веломагазинов, которым нужно продать свой товар. Для городских и горных велосипедов это отнюдь не самый главный показатель. Сэкономленные на алюминиевой или карбоновой раме 1,5-2 кг веса обходятся в дополнительные несколько сотен долларов цены, а никакого влияния на поездку по городу не оказывают.

Факторы, влияющие на выбор велосипеда вообще и материала рамы в частности:

Кто собирается кататься на велосипеде. Если это ребенок – один вариант. Подросток, взрослый, пожилой человек или велосипедист с большим весом – обратить внимание нужно на другие моменты.
Где будем кататься – в городе, в сельской местности, на дачу, в лес за здоровьем или это будут длительные велопоходы, по горам и лесам – это то же очень важный момент.
Хотим кататься круглый год или только летом. Например, сталь, в отличие от карбона, титана и алюминия может ржаветь под воздействием воды и грязи.
И один из самых важных вопросов для нашего человека: «Сколько денег есть на покупку велосипеда?». Самые дорогие это титановые и карбоновые модели, затем идут алюминиевые, и стальные.

Материал рамы для детского велосипеда

На мой взгляд, если вы берете велосипед для ребенка – то рама должна быть стальная.

Почему? Ребёнок постоянно роняет велосипед на асфальт, падает, пока учится кататься. Часто, катаясь, дети сталкиваются друг с другом, поэтому прочность и надежность в такой ситуации – самый основной показатель. Согласитесь, если, не дай бог, велосипед сломается под ребенком во время поездки или очередного столкновения, проблем будет не мало.

Сталь не боится ударов и падений, и, в отличие от алюминия, не накапливает усталость, т.е. трещину в раме всегда можно успеть заметить до того, как она сломается. Ну, а если все же это произойдет – стальную раму заварит любой сварщик, а алюминиевую уже нужен специалист по аргоновой сварке.

Учтите, что кататься ребенок будет на нем всего несколько лет, а потом нужна будет уже подростковая модель. Хороший детский велосипед можно или продать или передать по наследству младшим детям (своим или детям друзей). Стальной может служить более десятка лет, алюминиевый порядка 10 лет, да и не каждый алюминиевый велик переживет эксплуатацию активным ребенком.

К тому же размеры и вес детских велосипедов не большие, а таскают их все равно родители, так что весовые характеристики тут не принципиальны.

Материал рамы для подросткового велосипеда

Стиль катания подростков то же не отличается умеренностью и спокойствием. Особенно для мальчишек лично я бы рекомендовал брать велосипед с хорошей стальной рамой или очень крепкой алюминиевой.

Не нужно стремиться к легкости, нужно стремиться к прочности, надежности и мягкости езды. Учтите, что алюминий хуже гасит вибрации на дороге, чем сталь и множество ударов по позвоночнику для молодого растущего организма не принесут никакой пользы.

Нормальный пацан всегда дотащит свой байк домой – даже если он кажется ему тяжелым. Ничего, раз, другой его до лифта дотянет и сильнее будет. Тем более что падений, столкновений, прыжков с бордюров и гонок по дворам у них будет много, так что велик должен быть крепким, чтобы все это выдержать.

На мой взгляд, хорошая сталь – отличный выбор. Тем более, что он будет дешевле и крепче алюминиевого, а потом, по наследству, достанется младшему.

А вот для девочки подростка можно уже брать не только стальной, но и алюминиевый. Юной леди нужна красота и изящество выбранной модели, да и вряд ли она будет кататься как пацаны.

Взрослые велосипедисты

Тут все гораздо сложнее.

Если не собираетесь гонять на скорость, то сталь и алюминий хороший выбор.

При наличии денег титан вообще идеальный материал. Титановый велосипед легкий, прочный, отлично амортизирует на дороге, мягко катиться и не ржавеет при любой погоде. Правда, очень дорог.

Карбон – это на любителя. Он так же легкий и прочный, но боится ударов и падений, нормальный срок эксплуатации однозначно меньше металлических. Возить на нем тяжелые грузы не рекомендуется. Проблема здесь в том, чтобы купить настоящий карбон с хорошей геометрией рамы, а не китайскую смесь углеродного и стекло- волокна. Качественный карбон стоит не 200-300 американских денег, а намного дороже.

Если Ваш вес более 100 кг, или на велосипеде предполагается возить тяжелые рюкзаки в походах, когда общий вес груза на велосипеде может доходить до 130 кг, то однозначно лучше брать хороший стальной велосипед. Титан здесь опять же вне конкуренции, но слишком дорог. О том, на что обратить внимание при подборе велосипеда для людей с большим весом, у нас на сайте есть отдельная статья.

Помните, что алюминий более жесткий материал и гораздо хуже, чем сталь и титан амортизирую неровности на дороге.

Да, еще момент, любители длительных велопоходов предпочитают стальные велосипеды, учитывая их более высокую ремонтопригодность. В случае поломки, появления трещины его значительно легче заварить в любом автосервисе, чем алюминий.

Велосипеды для людей старшего поколения

Мне кажется, что для них более подойдут хорошие стальные модели, в связи со своей мягкостью хода, по сравнению с алюминием. Все-таки комфортность поездки для них очень важный фактор, и множество мелких жестких ударов по рукам и позвоночнику им не нужны. Еще я бы рекомендовал выбирать рамы с заниженной геометрией – на них гораздо легче садится и слазить. Например, универсальную модель Дорожник Комфорт Female.

В заключении хочется всем напомнить, что миром правит маркетинг, а Вам нужно просто кататься и при этом денег, как всегда, на всё не хватает.

Просто помните, что главная задача не очень добросовестного продавца – продать, но ездить то на этом байке придется Вам.

Так что пробуйте разные варианты, а покупайте тот, к которому ляжет душа и хватит денег.

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:

Алюминиевые сплавы (Alloy) (Titanium) (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.

Предел прочночти на разрыв - это нагрузка, при превышении которой происходит разрушение изделия.

Предел текучести - нагрузка, при превышении которой наступает невосстанавливаемая деформация (такая деформация формы изделия, которая им самостоятельно не восстанавливается).

Процент удлинения - это средняя величина удлинения деформируемой детали до её поломки (разрыва).

Твердость по Бринелю - величина, характеризующая твёрдость материала на вдавливание.

Сплавы 7005 и 7075 более прочные, чем 6061 и рама из них прослужит дольше, чем точно такая же из сплава 6061. При этом 6061 более технологичен, чем сплавы серии 7xxx. А это позволяет проще изготавливать из него трубы со сложным сечением и баттировать их, что также увеличивает прочность таких рам. Алюминий марки 6061 легче сварить, чем 7005.

Сварка рамы из труб, изготовленных из алюминия марки 2014, 7075 вообще очень сложный и дорогостоящий технологический процесс. Обычной аргонно-дуговой сваркой их нельзя сварить. При производстве их можно только лить целиком. Именно поэтому эти марки практически не применяют при производстве велосипедных рам.

Рама из алюминиевого сплава 6061 лучше подойдет для фрирайд (freeride, FR) и даунхилл (downhill) рам. Для крос-кантрийных байков хардтейлов оптимальным будет сплав 7005. Он более прочный, жесткий и долговечный.

Велосипед для фрирайда с алюминиевой рамой

Опытные туристы не очень любят алюминиевые рамы из-за их«жесткости» и невозможности сварки в "любой деревне" в отличии от обычной сварки стали.

Небольшое видео о том как паять алюминиевую раму

В заключении хочется сказать следующее.

Какую раму использовать: стальную или алюминиевую, все-таки в большей степени определяется назначением велосипеда, предпочтениями самого велосипедиста, его привычками и финансовыми возможностями. Нормально кататься можно как на велосипеде с алюминиевой, так и со стальной рамой.

Главное получать от этого только удовольствие и здоровье, а не проблемы и болячки.

Выбор материала рамы

Когда собрался писать статью про свойства разных материалов для рам — нашел в Интернете статью John Olsen про рамы из различных материалов. Мне она показалась интересной и не противоречащей моим понятиям о прочности (все-таки я по образованию — специалист по прочности и долговечности авиационных конструкций, проработал несколько лет в лаборатории прочности ЛА в КуАИ). Язык статьи показался мне вполне понятным для неспециалиста, что тоже большой плюс.Честно говоря, не стал искать в русскоязычном Интернете перевод (может, и есть уже) и перевел статью сам. Olsen осветил большую часть проблем, о которых я собирался писать — не вижу смысла повторять то, что уже написано и вполне, на мой взгляд, понятно, толково и справедливо.В статье не упоминаются принятые среди специалистов термины "удельная прочность" и "удельная жесткость", означающие отношения значений прочности или жесткости к плотности материала, и характеризующие, насколько материал прочный (или жесткий) в расчете на единицу веса, но косвенно дается понять, что эти характеристики приняты конструкторами во внимание.И еще один момент — следует различать, когда идет речь о прочности (жесткости) материала, а когда — о тех же свойствах конструкции. В конструкции (раме) для увеличения прочности и жесткости увеличивают диаметр труб, меняют форму их сечения, применяют различную (в том числе переменную по длине трубы) толщину стенок и т.д. — и все это — для компенсации недостаточных свойств материала. С другой стороны, труба большего диаметра обычно весит больше, чем такая же, но меньшего диаметра и из того же материала — но большая труба жестче. Есть еще и технологические факторы, не затронутые в данной статье (легкость в обработке, свариваемость и т.д.), но влияющие на выбор конструктора.Со своей стороны, я решил написать статью о различиях свойств алюминиевых сплавов 6061, 7005 и 7075.

Жесткость, вес и прочность велосипедных рам определяются множеством факторов, только некоторые из которых определяются исключительно свойствами материала. Конструкция рамы, оптимальная для одного материала, будет отличаться от оптимальной для другого, поскольку материалы сильно различаются по прочности, жесткости и плотности (весу).
Лучшие алюминиевые рамы имеют толстые тонкостенные трубы и не изгибаются из стороны в сторону, когда вы разгоняетесь. Лучшие стальные рамы имеют тонкостенные трубы малого диаметра и заметно изгибаются при разгоне. Титановые и углепластиковые (карбоновые) рамы находятся посередине между ними.
Опытные велосипедисты часто делятся на два лагеря, сторонники стальных рам критикуют излишнюю жесткость алюминиевых рам и их фанатов, порицающих гибкость легких стальных рам. Мы объясним преимущества и неудобства большинства материалов рам и сравним их на графике, отражающем, насколько они жесткие по сравнению со сталью.

Насколько жесткий ваш байк?

Сравнение жесткости (относительно стали) для различных материалов рам

Reynolds 853 Steel Alloy — Стальной сплав Рейнольдс 853
1010 Steel Alloy — Стальной сплав 1010
Unidirectional Carbon/Epoxy — Однонаправленный углепластик на основе эпоксидной смолы
6Al/4V Titanium Alloy — Титановый сплав 6Al/4V
3Al/2.5V Titanium Alloy — Титановый сплав 3Al/2.5V
7075 Aluminum Alloy — Алюминиевый сплав 7075
6061 Aluminum Alloy — Алюминиевый сплав 6061
Carbon Weave/Epoxy — Углепластик плетеной структуры на основе эпоксидной смолы

Сталь жесткая, но плотная (тяжелая). Легкие рамы адекватной жесткости и прочности делают из труб относительно маленького диаметра, но сталь — неподходящий материал для легких рам или больших сильных наездников. Стальные рамы из низкопрочных сталей (недорогие) нуждаются в толстостенных трубах, чтобы быть достаточно прочными, и они тяжелы. Более прочная сталь позволяет изготавливать тонкостенные трубы, но тогда понижается жесткость. Последние разработки включают "закаливаемые на воздухе" стали очень высокой прочности, типа Reynolds 853. (В отличие от большинства других типов сталей, закаливаемые воздухом стали приобретают, а не теряют прочность, когда они охлаждаются после сварки). Все стали имеют ту же самую жесткость, независимо от прочности — 853 не более жесткая, чем 1010 (низкопрочная сталь).

Плюсы:
Лучшие стальные сплавы очень прочны
Лучшая жесткость повсюду
Долговечны
Закаливаемые на воздухе стальные сплавы делают возможным ультравысокую прочность

Минусы:
Должны быть тяжелыми — материал, неподходящий для больших легких рам
Ржавеют

Алюминиевые рамы могут быть очень жесткими и легкими, потому что плотность алюминия очень мала, но трубы рамы должны быть больше в диаметре для компенсации более низкой прочности. Однако сегодня эти "толстотрубные" рамы — распространенная конструкция для качественных велосипедов. Недавние усовершенствования включают добавки в сплав Скандия, элемента, который увеличивает прочность. В целом, алюминий — хороший материал для жестких, легких рам для райдеров всех размеров. Это — также один из двух материалов, которые хорошо подходит для рам нетрадиционных форм.

Плюсы:
Втрое менее плотный, чем сталь, позволяет использовать большие ("толстые") трубы
Легко принимает аэродинамические формы
Даже дешевые рамы могут быть легкими
Позволяет изготовить легкую раму для крупного райдера
Не ржавеет

Минусы:
От одной трети до половины прочности лучших сталей (может сломаться)
Одна треть жесткости любой стали, требуются трубы большого диаметра
Скромная усталостная прочность
Не легко ремонтируется или восстанавливается
Большие, тонкие трубы легко повредить при аварии

Титан имеет превосходный баланс свойств для создания рам, и дает лучшую комбинацию долговечности и веса. Сплавы титана наполовину столь же жесткие как сталь, но также и вполовину менее плотные. Лучшие сплавы титана сопоставимы по прочности с самыми прочными сталями. Жесткие титановые рамы требуют труб большего диаметра, чем сопоставимые стальные рамы, но не столь большого диаметра, как алюминий. Титан — очень коррозионно стойкий, и очень легкие рамы могут быть сделаны достаточно жесткими и достаточно прочными для больших райдеров. Большинство титановых рам — из сплава 3Al/2.5V (3% алюминия/2.5% ванадия, остальное — титан), хотя все чаще используется более прочный сплав 6Al/4V (6% алюминия/4% ванадия, остальное титан).

Плюсы:
Половина плотности стали, делает самыми легкими наиболее эластичные рамы
Столь же прочный, как и большинство сталей
Не ржавеет — никакая окраска не требуется
Хорошие усталостные свойства
Позволяет изготавливать легкие рамы для крупных райдеров
Минусы:
Половина жесткости стали (также известна как излишняя гибкость)
Сложен в ремонте и обработке
Дорогой

Углепластик

Отдельные волокна углерода чрезвычайно прочны и жестки, но эти их свойства бесполезны, если волокна не выстроены в строгую структуру и не скреплены между собой сильным "клеем" (обычно эпоксидная смола). В отличие от металлов, в которых прочность и жесткость являются почти теми же самыми во всех направлениях, композиты из углеродных волокон могут производиться с более высокими прочностными и жесткостными характеристиками в тех направлениях, где это нужно (например, жесткий по сторонам и гибкий вертикально). Это — лучший материал для рам нетрадиционных форм, поскольку позволяет формоваться и настраивать свои свойства как ни один металл (путем создания многослойных конструкций с разноориентированными волокнами).

Плюсы:
С готовностью формуется в экзотические формы
Превосходная усталостная прочность
Не ржавеет
Прочность и жесткость контролируются на стадии создания рамы
Низкая плотность и высокая прочность делают возможным создание очень легких и прочных рам

Минусы:
Очень дорогой материал
"Бомба" — если изделие плохо разработано или изготовлено (слишком жесткое или слишком гибкое) — может быть "чувствительным" (склонным к поломке).

Разрушаем мифы. 4 заблуждения про рамы, покрышки и посадку

Существует великое множество стереотипов, в которые верит каждый велосипедист, так как информация эта переходит годами из уст в уста и не подвергается критическому переосмыслению.
Некоторые из них вполне имеют право на существование, так как содержат зерно истины, однако эта истина искажена настолько, что переворачивает весь смысл с ног на голову.

Алюминиевые рамы служат не более 5 лет

Многие наслышаны об этом мифе и свято в него верят, как в непоколебимую истину.
Суть мифа основана на усталостном разрушении металла.
Алюминиевые велосипеды из 90-х, тем не менее, ездят по дорогам всего мира и в наши дни. Наверное, что-то тут не так.

Алюминиевый велосипед Klein Quantum 1999 года и сейчас смотрится вполне актуально: внутрення проводка тросов, гладкие сварные швы.

Проверить этот миф достаточно просто, если взять металлическую скрепку и начать ее многократно изгибать в одном и том же месте. Через какое-то количество повторений появится трещина, а затем произойдет полное разрушение в месте изгиба. Однако, разрушение происходит при существенном изменении геометрии металла. Здесь появляется еще один термин — предел усталости. Это такая деформация, при которой разрушения не происходит.

Руководствуясь этими принципами, строят рамы из стали. А они, как многим известно, практически вечные, если хорошо защищены от коррозии и не испытывали существенных деформаций из-за разного рода падений, столкновений и прочего.
То есть, любые возможные изгибы рамы во время эксплуатации находятся в рамках предела усталости.

Алюминий подвержен усталостному разрушению значительно сильнее. В качестве примера обратим внимание на алюминиевый провод. Да, возможно, пример не самый удачный, ведь сплав для проводки и для велосипедных рам по своему составу и прочностным характеристикам может значительно отличаться. Но для примера этого будет более, чем достаточно.

Итак, берем алюминиевый провод и пробуем его изгибать. Сломается он уже после пары-тройки повторений. Намного быстрее, чем стальная скрепка, хотя последняя и меньшего диаметра. Для нашего наблюдения этот фактор не имеет значения.
Получается, что да, мы подтвердили миф о быстром усталостном разрушении алюминия. Но не будем спешить с выводами.

Теперь возвращаемся к алюминиевым велосипедам. Инженеры, в крупных или не очень компаниях, об этой проблеме прекрасно осведомлены, а посему применяют разного рода ухищрения, чтобы минимизировать возможность усталостного разрушения.

Основные средства борьбы с этим — повышение жесткости узлов путем наращивания объема материала и применение легирующих добавок на этапе производства заготовок для труб. Да, именно поэтому существуют самые разные сплавы, которые обозначаются цифровыми индексами (7005, 7075, 6060, 6063 и проч.). Добавки легирующих элементов позволяют повысить прочность и гибкость, а вместе с ним и сопротивляемость усталостному разрушению. Кроме того, обратите внимание на толщину сварных швов! Там материала очень много. В дополнение к этому применяется баттирование и гидроформирование труб.

Баттирование — изменение толщины стенки трубы. Позволяет снизить содержание метала в ненагруженном элементе, например середина трубы имеет стенку 1 мм, а ближе к торцам уже 3 мм. Порядок цифр в реальности совсем иной, здесь они для наглядности.
Баттирования бывают двойными, тройными. и хватит. Полученной информации нам уже достаточно. Идем дальше.

Гидроформирование — изменение формы трубы под давлением жидкости в специальной форме. Кроме эстетических преференций, появляется возможность получить дополнительные ребра жесткости без наращивания объема материала.

Получается, что не все так плохо, комплекс технологий нивелирует существующие недостатки. Так же?

Можно порыться в интернете и найти фотографии для подтверждения мифа с подписями, мол “эта трещина от усталостного разрушения появилась через пять лет и один день”.
Хм. ну, возможно. А какой вес райдера? Как на велосипеде ездили? Какой вес сумок висел на раме?

Список вопросов можно продолжать бесконечно, список причин поломок окажется таким же длинным.

Возможно, используется рама не по размеру, и подседельный штырь приходится вынимать на почтительную высоту, хотя минимальное значение погружения его в подседельную трубу ограничивается на уровне около 15 см.
Возможно, на велосипеде, для этого не предназначенном, прыгают и покоряют гоночные трассы.
Возможно, в сумке на раме возили свинцовые аккумуляторы.
Вариантов масса.

Личный опыт использования алюминия показывает, что низкий вес МТБ рамы сказывается на ее жесткости не в лучшую сторону. Значит, гибкость высокая, а тут и до усталости недалеко. Но нет.
Десятилетняя (или около того) гоночная рама весом 1600 граммов возила много райдеров до меня, надо полагать. Имелось место заварки в районе кареточного узла, но предыдущий владелец честно признался в избыточном весе.
По до мной велосипед прошел ни одну тысячу и беспроблемно отъездил гонку по грунтам. Последствий никаких не было.
И это при том, что по раме было прекрасно видно, что она еще до меня отъездила довольно много гоночных мероприятий и на них ее не особо щадили.

Давайте не забывать, что вся авиационная промышленность на алюминии построена, а срок службы самолетов доходит до 40-50 лет. Коммерческие живут меньше, но даже 7-8 лет для них не считается “старостью”. Стоит ли говорить, что нагрузки на алюминий там в разы больше, особенно в турбулентных зонах, крылья гнутся, как живые.
Почему-то же самолеты не списывают через пять лет? Наверное, тамошние специалисты что-то знают.
Кстати, некоторые производители велосипедов делают акцент на том, что они используют авиационный сплав. Так что.

Вывод.
Да, алюминий подвержен усталостному разрушению больше, чем сталь, но комплекс мер и технологий позволяют получить на выходе вполне годный для многолетнего использования велосипед без риска усталостного разрушения, так как предел усталости практически недостижим при получаемом уровне жесткости.

Стальные рамы всё.

Здесь всё достаточно просто. Стальные рамы, действительно, свой пик популярности уже пережили, но отказываться от них полностью никто не спешит.
Да, список компаний, выпускающих стальные рамы, наверняка, не такой длинный, как тех, которые клепают то же самое из карбона.
Всё так. Но и хорошая стальная рама, если она спроектирована грамотно и материалы подобраны не на свалке, прослужит много и будет себя показывать весьма комфортной. Возможно, передадите свой велосипед даже внукам.

Новый велосипед Rondo на стальной раме и SRAM Rival 1

Кстати, о комфорте. В народе существует небезосновательное утверждение, что сталь намного комфортнее алюминия, она более гибкая и хорошо справляется с вибрациями от дороги.
Вес может не отличаться от карбоновых или алюминиевых конкурентов.
Если вы ездите на стареньком алюминиевом Specialized S-WORKS (да, из предыдущего мифа), то его вес колеблется в районе 1600 граммов. Хорошая стальная, но не гоночная, рама весит 1700 граммов. Так что. выводы напрашиваются сами собой.

Только не начинайте говорить о карбоновом Specialized Epic Hardtail, вес рамы которого всего 790 граммов. И не напоминайте о Berk, чей общий (. ) вес всего 3,9 кг. Wilier Zero туда же, там рама весит 780 граммов. Все эти модели топовые и построены на пределе возможностей карбона. Гоночная стальная рама им проиграет, увы.
Ну, так и мы здесь говорим преимущественно о сегменте, где вес на уровне 1,5 - 2-х килограммов считается нормой, а не о hi-end технологиях.

Стальной гравийник Specialized Sequoia

Некоторые мировые гиганты, на подобии Cannondale, полностью перешли на алюминий и карбон, это действительно так. Тут проявляется два аспекта.

Во-первых, им надо постоянно что-то продавать, чтобы выживать. Продать легче продукт, который, кроме технических, содержит в себе и привлекательные декоративные преимущества. С алюминием стало возможно то, что не позволяла сталь. С карбоном стало возможно то, что было недоступно с двумя предшественниками.

Во-вторых, компании в постоянном поиске новых материалов, которые могли бы удовлетворять растущим требованиям профессионального спорта (он и продажи двигает), а значит и карбон не является последней остановкой.
Значит ли это, что с появлением нового материала, старые канут в Лету? Нет, просто у нас с вами расширится выбор.

Красивые формы для стали в дефиците. Здесь превалируют круглые сечения труб, правда.
И всё же, ценителей хороших стальных велосипедов довольно много, как и производителей, которые не забывают о себе время от времени заявлять, тот же Yasujiro чего только стоит.

Стальной велосипед Speedvagen

С уверенностью нельзя сказать, что стальные велосипеды будут в ходу пока велоиндустрия существует, но в ближайшие пару десятков лет, вероятнее всего, со сцены сходить не станут.

Так и подмывало сказать, что сталь всегда будет с нами. Однако, из истории появления спицованных колес вспоминается период применения деревянных ободьев (начало 20-го века). Где они сейчас?

Единое правило настройки высоты седла.

Каким бы идеальным не был байк-фит, каким бы проверенным способом не воспользовались при выборе высоты седла, вы всегда рискуете ошибиться.

Действительно, грамотный байк-фит учитывает множество критериев и может вас расположить на велосипеде с точностью до десятых долей миллиметра. Но к чему это всё, если при движении быстро затекают руки, болят колени, забиваются мышцы?

Настройка посадки гонщика. Фото: Shimano

Вот-вот. Какое бы руководство по настройке посадке не применили, всегда прислушивайтесь к тому, что вам ваше тело говорит.
Каждый человек обладает рядом уникальных анатомических особенностей, которые учесть довольно сложно. Наверное, создать универсальный велосипед и способ посадки, который бы идеально подходил любому, просто невозможно.
Поэтому, все эти руководства являются всего лишь отправной точкой.
Конечная инстанция, к мнению которой стоит прислушаться — ваше тело.
“Удобный” гонщик — быстрый гонщик.

Покрышки должны иметь протектор.

По этой теме меня особенно бомбит.

МТБ покрышки для внедорожного использования протектор иметь обязаны. Здесь всё очевидно, в почете сила зацепа за грунт и всё такое.
Ну, ещё гравийники. Если они используются во внедорожных условиях, или таковые предполагаются, то да, протектор нужен.

В остальных случаях протектор зачем?
Чтобы разобраться во всём, давайте начнем сначала.

Протектор на автомобильной технике, для езды по асфальту, является важной составляющей, так как большая площадь контакта создает риск появления эффекта аквапланирования при высоких скоростях на влажной дороге.
То есть, при высокой скорости наезда на небольшое скопление воды, между резиной и асфальтом остается прослойка жидкости, из-за чего происходит нежелательное скольжение и потеря управления. Протектор, в этом случае, выполняет функцию отвода воды и не более того.
Особенно жирный протектор встречается на автомобилях и мотоциклах для внедорожного использования, где много грязи, песка или снега. Здесь важно сцепление с дорожным полотном, протектор вгрызается в грунт. На асфальте такой протектор гудит, снижает управляемость, снижает скорость движения, увеличивает расход топлива.

Гоночная техника по сухому асфальту ездит только на сликах, то есть протектор отсутствует вообще. Здесь важно получить максимальное сцепление с дорогой. Для дождевых условий применяется протектор.
Все гражданские автомобили, несмотря на негативные побочные эффекты, всегда ездят с протектором потому, что переобуваться каждый раз во время дождя не очень выгодно, как с точки зрения финансов, так и с точки зрения затрат времени. К тому же, лужи встречаются даже в сухую погоду.

Теперь велосипеды.
Ввиду малой площади контакта покрышки с асфальтом, эффект аквапланирования исключается. Мокрая дорога влияет только на коэффициент трения между резиной и асфальтом, и, как это всем известно, на мокрой поверхности он значительно меньше.
То есть, торможение на мокрой дороге будет происходить на большей дистанции, чем на сухом асфальте. Да, еще повороты, в них будет скользко.

Напрашивается вывод, что для повышения безопасности движения велосипеда по асфальту, необходимо увеличить пятно контакта покрышки. Увеличение пятна контакта влечет за собой увеличение коэффициента трения, а значит и тормозной путь снижается, устойчивость в поворотах повышается. Очевидно же.
Напомню, что речь идет о городских условиях. Кстати, даже грунтовки в городской черте, как правило, утоптаны настолько плотно, что по своим свойствам близки к асфальту.

И вот вопрос теперь — зачем здесь протектор?
Он уменьшает площадь контакта, шумит, увеличивает сопротивление качению, педали крутить тяжелее, скорость низкая, устойчивости в поворотах нет, тормозной путь длинный, быстро изнашивается резина.
Положительной роли от протектора в условиях города нет. Вообще никакой.
Порой встречаются такие велосипеды, где протектор настолько агрессивный, что когда ведешь его рядом за седло, то отчетливо чувствуешь — он не катится, а переваливается с шипа на шип.
Зачем? Для чего? Чтобы “что”?)

Можно возразить, мол все МТБ велосипеды, а именно они стали основой велопарка в странах СНГ, с завода комплектуются такой резиной. Всё так. Они такой комплектацией обладают потому, что не предусмотрены для асфальта)
Впрочем, встречаются покрышки с отсутствием протектора на беговой дорожке (либо невысоким, который не ощущается почти) и присутствием оного только на боковых частях, чтобы позволить и по городу перемещаться с комфортом, и при выезде на грунт не оказаться в дураках.

На шоссейных покрышках, порой, встречается легкое подобие протектора в виде канавок. Но и здесь нет таких скоростей (далеко за 150 км\ч), где аквапланирование могло бы иметь право на существование.
Взглянуть хотя бы на гоночные варианты Continental, там нет канавок. Ведь на соревнованиях важно всё, а повышенная деформация резины из-за присутствия канавок, на пользу не идет, ватты не экономит, сопротивление качению не снижает.

Бытует мнение, что это всё происки маркетологов, действия которых, зачастую, направлены на увеличение продаж (канавки - это красиво), а не на разъяснение населению принципов работы тех или иных вещей.

Увлеченный велосипедист с 2014-го года. Терпеть не мог, когда велосипед в ходу издавал посторонние звуки, что заставляло его многократно все перебирать, перемазывать и обновлять. Любит вникать в тонкости, посему многочисленные переборки своего велосипеда вылились в дальнейшем в работу веломехаником. Прошёл тернистый путь от Shimano Acera на Comance Tomahawk через SLX до XTR на Specialized S Works, а потом просто пересел на бюджетный шоссейник на оборудовании Campagnolo Xenon 10. За плечами веломарафон (МТБ) Куяльник 2019-года, где на маршруте Light занял 5-е место. В настоящее время остается активным пользователем велосипеда и продолжает углублять свои знания в этой сфере.

Читайте также: