Która rama roweru jest lepsza: stalowa czy aluminiowa. Wybór ramki

Wybierając produkty metalowe – podgrzewane wieszaki i poręcze na ręczniki, naczynia i płoty, kraty czy poręcze – wybieramy przede wszystkim materiał. Tradycyjnie konkurują ze sobą stal nierdzewna, aluminium i zwykła stal czarna (stal węglowa). Chociaż mają wiele podobnych cech, to jednak znacznie się od siebie różnią. Warto je porównać i dowiedzieć się, co jest lepsze: aluminium lub Stal nierdzewna(stal czarna ze względu na niską odporność na korozję nie będzie brana pod uwagę).

Aluminium: charakterystyka, zalety, wady

Jeden z najlżejszych metali, zasadniczo stosowany w przemyśle. Bardzo dobrze przewodzi ciepło, nie ulega korozji tlenowej. Aluminium produkowane jest w kilkudziesięciu rodzajach: każdy z własnymi dodatkami zwiększającymi wytrzymałość, odporność na utlenianie, plastyczność. Jednak z wyjątkiem bardzo drogiego aluminium lotniczego, wszystkie mają jedną wadę: nadmierną miękkość. Części wykonane z tego metalu łatwo ulegają odkształceniom. Dlatego nie można stosować aluminium tam, gdzie podczas pracy produkt poddawany jest działaniu wysokiego ciśnienia (np. uderzenie wodne w instalacjach wodociągowych).

Odporność na korozję aluminium nieco zawyżone. Tak, metal nie „gnije”. Ale tylko ze względu na ochronną warstwę tlenku, która tworzy się na produkcie w powietrzu w ciągu kilku godzin.

Stal nierdzewna

Stop praktycznie nie ma wad - poza wysoką ceną. Nie boi się korozji, nie teoretycznie jak aluminium, ale praktycznie: nie pojawia się na nim film tlenkowy, co oznacza, że ​​z biegiem czasu” Stal nierdzewna» nie ściemnia się.

Nieco cięższa od aluminium stal nierdzewna doskonale radzi sobie z uderzeniami, wysokim ciśnieniem i ścieraniem (szczególnie gatunki manganu). Jego przenikanie ciepła jest gorsze niż aluminium: ale dzięki temu metal nie „poci się”, jest na nim mniej kondensatu.

Na podstawie wyników porównania staje się jasne - do wykonywania zadań, w których wymagana jest niska waga metalu, wytrzymałość i niezawodność, stal nierdzewna jest lepsza od aluminium.

Obecnie najczęściej spotykane na rynku rosyjskim systemy nielegalnych formacji zbrojnych można podzielić na trzy duże grupy:

  • systemy z podbudową ze stopów aluminium;
  • systemy z podkonstrukcją ze stali ocynkowanej z powłoką polimerową;
  • systemy z podkonstrukcją ze stali nierdzewnej.

Najlepszą wytrzymałość i parametry termiczne mają oczywiście konstrukcje spodniej okładziny wykonane ze stali nierdzewnej.

Analiza porównawcza właściwości fizycznych i mechanicznych materiałów

*Właściwości stali nierdzewnej i stali ocynkowanej nieznacznie się różnią.

Właściwości termiczne i wytrzymałościowe stali nierdzewnej i aluminium

1. Dzięki 3 razy mniejszej nośności i 5,5 razy wyższej przewodności cieplnej aluminium, wspornik ze stopu aluminium stanowi silniejszy „mostek termiczny” niż wspornik ze stali nierdzewnej. Wskaźnikiem tego jest współczynnik równomierności termicznej przegród zewnętrznych budynku. Badania wykazały, że współczynnik równomierności termicznej przegród zewnętrznych przy zastosowaniu systemu ze stali nierdzewnej wynosił 0,86-0,92, a dla systemów aluminiowych 0,6-0,7, co powoduje konieczność ułożenia izolacji o dużej grubości i w związku z tym zwiększenia koszt elewacji.

Dla Moskwy wymagany opór przenikania ciepła ścian, biorąc pod uwagę współczynnik równomierności termicznej, wynosi 3,13/0,92=3,4 (m2.°C)/W dla wspornika ze stali nierdzewnej i 3,13/0,7= dla wspornika z aluminium 4,47 (m 2 .°C) / W, tj. 1,07 (m2.°C) / W powyżej. Dlatego przy stosowaniu wsporników aluminiowych grubość izolacji (o współczynniku przewodzenia ciepła 0,045 W / (m. ° C) należy przyjąć o prawie 5 cm więcej (1,07 * 0,045 = 0,048 m).

2. Ze względu na większą grubość i przewodność cieplną wsporników aluminiowych, jak wynika z obliczeń przeprowadzonych w Instytucie Fizyki Budowli, przy temperaturze zewnętrznej -27°C, temperatura na kotwie może spaść do -3,5°C i jeszcze niżej, bo. w obliczeniach przyjęto, że powierzchnia przekroju wspornika aluminiowego wynosi 1,8 cm 2 , podczas gdy w rzeczywistości wynosi ona 4-7 cm 2 . W przypadku stosowania wspornika ze stali nierdzewnej temperatura na kotwie wynosiła +8°C. Oznacza to, że przy zastosowaniu wsporników aluminiowych kotwa pracuje w strefie zmiennych temperatur, gdzie możliwa jest kondensacja wilgoci na kotwie, a następnie jej zamrożenie. Spowoduje to stopniowe niszczenie materiału warstwy konstrukcyjnej ściany wokół kotwy i w związku z tym zmniejszenie jej nośności, co jest szczególnie ważne w przypadku ścian wykonanych z materiału o małej nośności (pianobeton, pustaki itp.). Jednocześnie podkładki termoizolacyjne pod wspornik, dzięki małej grubości (3-8 mm) i dużej (w stosunku do izolacji) przewodności cieplnej, zmniejszają straty ciepła zaledwie o 1-2%, tj. praktycznie nie przerywają „zimnego mostu” i mają niewielki wpływ na temperaturę kotwy.

3. Niska rozszerzalność cieplna prowadnic. Odkształcenie temperaturowe stopu aluminium jest 2,5 razy większe niż stali nierdzewnej. Stal nierdzewna ma niższy współczynnik rozszerzalności cieplnej (10 10 -6 °C -1) w porównaniu do aluminium (25 10 -6 °C -1). Odpowiednio wydłużenie 3-metrowych prowadnic przy różnicy temperatur od -15°C do +50°C wyniesie 2 mm dla stali i 5 mm dla aluminium. Dlatego, aby skompensować rozszerzalność cieplną prowadnicy aluminiowej, konieczne jest podjęcie szeregu działań:

mianowicie wprowadzenie do podsystemu dodatkowych elementów - prowadnic ruchomych (dla wsporników w kształcie litery U) lub owalnych otworów z tulejkami na nity - a nie sztywnego mocowania (dla wsporników w kształcie litery L).

To nieuchronnie prowadzi do złożoności i kosztów podsystemu lub nieprawidłowego montażu (często zdarza się, że instalatorzy nie stosują tulejek lub nieprawidłowo mocują montaż dodatkowymi elementami).

W wyniku tych działań ciężar spada wyłącznie na wsporniki nośne (górny i dolny), pozostałe natomiast służą jedynie jako podpora, co powoduje, że kotwy nie są obciążane równomiernie i należy to uwzględnić przy opracowywaniu projektu dokumentacji, czego często po prostu nie robi się. W układach stalowych całe obciążenie rozkłada się równomiernie – wszystkie węzły są sztywno zamocowane – niewielkie rozszerzalności cieplne są kompensowane pracą wszystkich elementów w fazie odkształcenia sprężystego.

Konstrukcja obejmy pozwala na wykonanie szczeliny pomiędzy płytami w systemach ze stali nierdzewnej już od 4 mm, natomiast w systemach aluminiowych już od 7 mm, co zresztą wielu klientom nie odpowiada i psuje wygląd budynku. Dodatkowo obejma musi zapewniać swobodny ruch płyt okładzinowych poprzez wielkość wydłużenia prowadnic, w przeciwnym razie płyty ulegną zniszczeniu (szczególnie na styku prowadnic) lub rozprężeniu się obejmy (oba zjawiska mogą prowadzić do opadanie płyt okładzinowych). W systemie stalowym nie ma niebezpieczeństwa odkształcenia ramion obejmy, które z czasem może wystąpić w systemach aluminiowych na skutek dużych odkształceń termicznych.

Właściwości ogniowe stali nierdzewnej i aluminium

Temperatura topnienia stali nierdzewnej wynosi 1800°C, a aluminium 630/670°C (w zależności od stopu). Temperatura podczas pożaru na wewnętrznej powierzchni płytki (wg wyników badań Regionalnego Centrum Certyfikacji „OPYTNOE”) sięga 750°C. Zatem przy zastosowaniu konstrukcji aluminiowych może nastąpić przetopienie podkonstrukcji i zawalenie się części elewacji (w rejonie otworu okiennego), a przy temperaturze 800-900°C samo aluminium wspomaga spalanie. Z drugiej strony stal nierdzewna nie topi się w ogniu, dlatego jest najbardziej preferowana ze względu na wymagania bezpieczeństwa przeciwpożarowego. Na przykład w Moskwie przy budowie wieżowców w ogóle nie wolno stosować podkonstrukcji aluminiowych.

Właściwości korozyjne

Jak dotąd jedynym wiarygodnym źródłem informacji na temat odporności korozyjnej konkretnej konstrukcji podłoża, a co za tym idzie i jej trwałości, jest ekspertyza ExpertCorr-MISiS.

Najtrwalsze są konstrukcje ze stali nierdzewnej. Żywotność takich systemów wynosi co najmniej 40 lat w miejskiej atmosferze przemysłowej o średniej agresywności i co najmniej 50 lat w warunkowo czystej atmosferze o niskiej agresywności.

Stopy aluminium ze względu na warstwę tlenkową charakteryzują się dużą odpornością korozyjną, jednakże w warunkach dużej zawartości chlorków i siarki w atmosferze może dojść do szybkiej korozji międzykrystalicznej, co prowadzi do znacznego spadku wytrzymałości elementów konstrukcyjnych i ich zniszczenia. Zatem żywotność konstrukcji ze stopu aluminium w miejskiej atmosferze przemysłowej o średniej agresywności nie przekracza 15 lat. Jednak zgodnie z wymogami Rosstroy, w przypadku stosowania stopów aluminium do produkcji elementów podkonstrukcji nielegalnych formacji zbrojnych, wszystkie elementy muszą koniecznie mieć powłokę anodowaną. Obecność powłoki anodowej zwiększa żywotność podkonstrukcji ze stopu aluminium. Jednak podczas montażu konstrukcji nośnej różne jej elementy są łączone nitami, dla których wiercone są otwory, co powoduje naruszenie powłoki anodowej w obszarze mocowania, tj. Nieuchronnie powstają obszary bez anodowania. Dodatkowo rdzeń stalowy nitu aluminiowego wraz z aluminiowym ośrodkiem elementu tworzy parę galwaniczną, co również prowadzi do rozwoju aktywnych procesów korozji międzykrystalicznej w miejscach mocowania elementów podkonstrukcji. Należy zauważyć, że często taniość tego czy innego systemu IAF z podkonstrukcją ze stopu aluminium wynika właśnie z braku ochronnej powłoki anodowej na elementach systemu. Nieuczciwi producenci takich podkonstrukcji oszczędzają na kosztownych procesach elektrochemicznych w przypadku anodowania produktów.

Stal ocynkowana ma niewystarczającą odporność na korozję pod względem trwałości konstrukcji. Ale po nałożeniu powłoki polimerowej żywotność podkonstrukcji wykonanej ze stali ocynkowanej z powłoką polimerową wyniesie 30 lat w miejskiej atmosferze przemysłowej o średniej agresywności i 40 lat w warunkowo czystej atmosferze o niskiej agresywności.

Porównując powyższe wskaźniki podkonstrukcji aluminiowych i stalowych, możemy stwierdzić, że podkonstrukcje stalowe pod każdym względem znacznie przewyższają podkonstrukcje aluminiowe.

  • Stal jest dobrze znanym materiałem. Aluminium to materiał nowoczesny, lekki, a jednocześnie fantazyjny. Stosując podsystemy elewacyjne wykonane ze stopów aluminium należy jednoznacznie spełnić szereg wymagań stawianych przez aluminium. W trudnych rosyjskich realiach budownictwa, które wraz z kryzysem stały się jeszcze bardziej dotkliwe, gdy instalatorzy są tańsi, elementy złączne prostsze i trzeba budować szybciej, spełnienie tych wymagań jest trudne. Zastanówmy się, o czym milczą dostawcy podsystemów aluminiowych, a co opisują w ich katalogach rozwiązań technicznych.

    1. Stal ma niższy współczynnik rozszerzalności cieplnej niż aluminium. Przy różnicy temperatur od -20 do +50 stopni, nierdzewna 3-metrowa prowadnica wydłuża się o 2mm, a aluminiowa o 5-6mm. Dlatego systemy aluminiowe zapewniają szereg ruchomych połączeń i szwów termicznych. W systemach stalowych wszystkie połączenia są stałe, prostsze i bardziej niezawodne. Elementy układu pracują w strefie odkształceń sprężystych.

    2. W systemie stalowym wszystkie wsporniki pełnią funkcję nośną. Dzięki temu ciężar okładziny rozkłada się równomiernie na wszystkie wsporniki na szynie (w układzie dwuobwodowym - na układ wsporników). Wszystkie punkty mocowania są sztywne za pomocą nitów lub wkrętów samogwintujących.
    Przypomnijmy, że w aluminiowych systemach elewacyjnych wsporniki są koniecznie podzielone na nośne i wiatrowe. Ponadto cały ciężar 3-metrowej szyny z okładziną musi być przenoszony przez jeden wspornik nośny.

    3. Reszta - pracuj tylko przy obciążeniu wiatrem. Do ruchomego mocowania prowadnicy do wspornika wiatrowego, ten ostatni posiada podłużne otwory. Do stworzenia połączenia ruchomego należy użyć nitów (a nie wkrętów samogwintujących!). Ponadto punkt mocowania nitu musi się zmieniać w zależności od temperatury otoczenia, w której odbywa się montaż.

    Ilu instalatorów w rzeczywistych warunkach budowlanych zapoznaje się z katalogami rozwiązań technicznych? Ile poleceń zostało zrealizowanych? (rysunki - wsporniki nośne, miejsce mocowania, temperatura).

  • W stalowych systemach fasad wentylowanych stosuje się niedrogie, jednolite łączniki z systemem elewacyjnym. Są to nity i wkręty samogwintujące ze stali ocynkowanej do systemów ze stali ocynkowanej oraz nity ze stali nierdzewnej do systemów ze stali nierdzewnej. Kleimer jest zawsze mocowany za pomocą nitów ze stali nierdzewnej.
    Podsystemy aluminiowe teoretycznie powinny wykorzystywać łączniki ze stali nierdzewnej lub nity zrywalne aluminiowe. Nity nierdzewne mają, z punktu widzenia instalatora, trzy główne wady. Nit ze stali nierdzewnej kosztuje cztery razy więcej niż wkręt samogwintujący, montaż nitu zajmuje trzy razy więcej czasu niż wkręt samogwintujący, a do montażu nitu ze stali nierdzewnej potrzebne jest drogie narzędzie (800 euro). Dlatego bardzo często nity zrywalne zastępuje się… ocynkowanymi wkrętami samogwintującymi. Para elektrolityczna metal-aluminium mówi sama za siebie.
  • Wytrzymałość na rozciąganie stopu aluminium AD31 wynosi 20kg/mm.kv. w porównaniu do 54kg/mm.kv. przy stali. Stal ma 2,5 razy większą nośność niż aluminium. Dlatego w systemach stalowych stosuje się części 2 razy cieńsze niż w aluminiowych. To oszczędza wagę.
  • Elewacje stalowe są odporne na ogień. Temperatura topnienia stali wynosi 1800 stopni. Wytłaczane aluminium 600-700 stopni. Jak wykazały badania, temperatura podczas pożaru może w niektórych miejscach elewacji sięgać 900 stopni, co może doprowadzić do stopienia aluminium. Aby temu przeciwdziałać, systemy aluminiowe muszą posiadać zabezpieczenia przeciwpożarowe. Prowadzi to do wzrostu kosztów aluminiowej fasady wentylowanej.
  • Stal ma przewodność cieplną 4 razy niższą niż aluminium. Przewodność cieplna aluminium 220 W/(m°С), stali nierdzewnej i ocynkowanej odpowiednio 40 i 45 W/(m°С). Zatem wsporniki w systemach aluminiowych fasad wentylowanych są świetnymi mostkami termicznymi. Rosyjscy koledzy obliczyli, że dla jednakowej izolacji elewacji przy zastosowaniu podsystemu aluminiowego konieczne jest ułożenie grzejnika o 20 mm grubszego.
  • Przewodność cieplna stopów aluminium jest 5,5 razy wyższa niż stali nierdzewnej. Dlatego, aby wykluczyć możliwość powstawania mostków termicznych w miejscach mocowania wsporników do ściany, w podsystemach aluminiowych stosuje się przekładki termiczne o grubości 10 mm (w stali 2 mm), co negatywnie wpływa na niezawodność wspornika-ściany. punktu mocowania, gdyż głowica kotwicy pracuje w zmiennych temperaturach, co prowadzi do korozji najbardziej obciążonego elementu nielegalnej formacji zbrojnej – kotwicy. Ponadto obecność grubego plastikowego elementu w tak krytycznej jednostce nie zwiększa ogólnej niezawodności systemu.
  • Koszt stalowego systemu elewacyjnego jest ważnym czynnikiem dla klienta. Systemy elewacyjne ze stali ocynkowanej to dobry kompromis pomiędzy ceną i jakością. Dwuprzewodowy stalowy system do zawieszenia elewacji wentylowanej jest tańszy niż aluminiowy jednoprzewodowy już na początku, przy obliczaniu pustej ściany. Biorąc pod uwagę zalety, jakie zapewnia bypass, różnica w cenie może być dwukrotnie większa.

Edytowano: 02.02.2017

Kontynuujemy serię artykułów na temat różnych materiałów używanych do produkcji ram rowerowych. W ostatnim artykule mówiliśmy o rowerach opartych na ramie stalowej.

We współczesnym świecie do produkcji ram rowerowych wykorzystuje się następujące materiały:

  • (zwykły, węglowy, chromolowy).
  • Stopy aluminium ( Stop)
  • (Tytan)
  • (włókno węglowe, włókno węglowe)
  • Różne rzadkie, eksperymentalne i materiały (magnez (magnez), aluminium-skand, stopy berylu, bambus itp.)

W tym artykule przyjrzymy się właściwościom ramy wykonanej ze stopów aluminium.

Samo określenie ramy aluminiowej nie jest do końca poprawne. Nie stosuje się aluminium w czystej postaci – jest zbyt miękkie. Termin ten odnosi się do stopów z innymi metalami: cynkiem, miedzią, magnezem, manganem itp.

Jedną z największych zalet ram aluminiowych jest ich niewielka waga. Dlatego rowery z taką ramą szybciej nabierają prędkości, łatwiej się na nich wspinać pod górę. Daje to jednak również negatywny skutek w postaci utraty przekroczenia, tj. gdy rowerzysta przestaje pedałować, rower zatrzymuje się szybciej.

Zalety aluminiowej ramy rowerowej:

  • Mniej wagi w porównaniu do ram stalowych, a co za tym idzie, dobre właściwości przyspieszające.
  • Prawie absolutne odporność na korozję- takie ramy nie rdzewieją od słowa "ogólnie".
  • Charakterystyka dużych prędkości: Łatwiej zwiększyć prędkość i jechać pod górę.

Wady ramy roweru ze stopu aluminium:

  • Sztywność. Aluminiowa rama praktycznie nie tłumi drgań, a wszelkie nierówności na drodze przenoszone są na dłonie i poprzez piąty punkt na kręgosłup, zwłaszcza jeśli widelec jest jednocześnie sztywny i nie amortyzuje.
  • Szybki wybieg. Ze względu na mniejszą wagę, gdy tylko rowerzysta przestanie pedałować, rower szybko traci prędkość, w przeciwieństwie do roweru ze stalową ramą.
  • kruchość. Jeśli rower jest aktywnie używany, po kilku latach prawdopodobieństwo pęknięcia gwałtownie wzrasta. A po 10 latach normalnej jazdy zaleca się regularne sprawdzanie roweru przed wyjazdem pod kątem ich obecności. Producenci najczęściej udzielają gwarancji na ramy wykonane ze stopów aluminium w ciągu 5-10 lat.
  • Bardziej wrażliwy na wstrząsy i upadki niż ramy stalowe i tytanowe. Mimo to aluminium jest bardziej miękkie od stali i jest to cios, którego stal nawet nie zauważy – może pozostawić wgniecenie na aluminium.
  • Brak możliwości naprawy. Spawanie ramy aluminiowej jest zbyt trudne, a to w rzeczywistości nie dodaje pewności co do jej wytrzymałości - bezpieczniej jest kupić sobie nową.
  • Wysoka cena.

Rodzaje stopów aluminium stosowanych do produkcji ram rowerowych.

Zatrzymajmy się trochę na rodzajach stopów aluminium używanych do produkcji ram rowerowych.

Istnieje sporo marek stopów aluminium (2014, 7000, 7005T6, 7009T6, 7010T6, 6061T6, 6065 itp.), Ale najczęściej stosowanymi markami w konstrukcji rowerów są 7005T6 i 6061T6 (analog krajowego stopu AD33 według zgodnie z GOST 4784-97).

Nazywa się je także stopami serii sześcio- lub siedmiotysięcznej.

Użycie w nazwie liter „T6” oznacza, że ​​materiał został poddany obróbce cieplnej.

Przykładowo podczas obróbki cieplnej stopu 6061 wykonany z niego produkt podgrzewa się do temperatury 530°C, po czym intensywnie chłodzi się wodą. Następnie poddaje się sztucznemu starzeniu przez 8 godzin w temperaturze około 180°C. Po takiej obróbce stop 6061 ma już oznaczenie 6061-T6.

Stop 7005 podczas obróbki cieplnej nie jest chłodzony wodą, lecz powietrzem.

Na przykład poniższa tabela pokazuje skład metali w stopach i zmianę ich właściwości fizycznych po obróbce cieplnej.

Stop Mieszanina
metale		 Limit
wytrzymałość
złamać
(w tysiącach PSI)		 Limit
płynność
(w tysiącach PSI)		 Procent
wydłużenie		 Twardość
według Brinella
2014 4,5% miedzi
0,8% węgla
0,8% manganu
0,5% magnezu		 27 14 18% 45
2014T6 70 60 13% 135
6061 1% magnezu
0,6% krzemu
0,2% chromu
0,3% miedzi
do 0,7% żelaza		 18 8 25% 30
6061T6 45 40 17% 95
7005T6 4,5% cynku
1,4% magnezu
0,45% manganu
0,13% chromu		 51 42 13% nie dotyczy
7075T6 5,6% cynku
2,4% magnezu
1,6% miedzi
0,23% chromu
0,15% manganu		 83 73 11% 150

Na stole:

Wytrzymałość na rozciąganie- jest obciążeniem, powyżej którego następuje zniszczenie produktu.

Wady tradycyjnie obejmują korozję stali. Jednak w przypadku roweru dziecięcego nie ma to już tak dużego znaczenia. W końcu dzieci dorastają, a model odpowiedni do wieku będzie potrzebny szybciej, niż pojawią się pierwsze plamy rdzy. Jeśli spojrzysz na oferty sklepu XXX, zobaczysz, że większość modeli dziecięcych posiada stalową ramę.

Rama aluminiowa: zalety i wady

Pierwszą i najważniejszą zaletą, którą wymieni każdy sprzedawca, jest to, że aluminium jest znacznie lżejsze niż stal. Kiedy rower trzeba podnieść i przewieźć na pewną odległość, waga ma znaczenie. Cóż, każdy student wie, że stopy aluminium mniej boją się korozji niż stopy stali. Łatwo kierować tak wspaniałym psem, jest posłuszny i dynamiczny.

Mimo całej swojej atrakcyjności, dziecko już przy pierwszej próbie jazdy poczuje niuanse roweru z aluminiową ramą. Najmniejszą nierówność drogi odczuwa całe ciało, zwłaszcza przy niewielkiej wadze dziecka. Niektórzy producenci dostarczają przedni widelec z amortyzatorem, który rozwiązuje problem wibracji. Złe toczenie to drugi minus, istotny dla dzieci, które dobrze opanowały już ten transport. Przyspieszanie i długa jazda na skutek bezwładności bez pedałowania raczej się nie powiedzie.

Stopy aluminium są mocne, ale mają tendencję do akumulowania „zmęczenia”. Cóż, jeśli rama uległa awarii, nie jest łatwo ją naprawić. Trzeba będzie szukać spawania argonem, a to będzie dużo kosztować. W celu zwiększenia niezawodności stosuje się cieniowanie - technologię, w której rura ma w niektórych miejscach pogrubione ścianki. Wizualnie rama aluminiowa jest zawsze grubsza.

W stopach oprócz samego aluminium znajdują się cynk, krzem, kadm i miedź. Oznaczone są czterocyfrowymi liczbami, w których zaszyfrowany jest skład stopu (np. 7005 zawiera cynk). Zaawansowani jeźdźcy polecą ramę z tytanu lub włókna węglowego, ale modele dziecięce z takimi ramami nie są produkowane.

Co zatem wybrać? Nie ma jednej odpowiedzi. Lista Twoich priorytetów i mała jazda próbna pomogą Ci podjąć decyzję.

  • stal miękka „żelazna”.
  • stali stopowej
  • stopy aluminium
  • tytan
  • stopy kompozytowe
  • egzotyczne materiały

Przyjrzyjmy się bliżej każdemu materiałowi i porozmawiajmy o ich zaletach i wadach.

Najtańszym materiałem jest tzw. „żelazo łóżkowe”, w rzeczywistości nie jest to nawet czyste żelazo, ale stal niskogatunkowa. Jest to główny materiał do produkcji rowerów turystycznych i jest również najczęściej używany do produkcji podróbek głównych marek rowerów górskich. Cechą charakterystyczną rowerów wykonanych z tego materiału jest duża waga ramy, najpopularniejsi producenci pochodzą z Indii i Chin. Chociaż rozmawialiśmy tutaj o żelazie, jest to pierwszy materiał, z którego wykonano rowery. Tak więc bezszwowe ramy żelazne zaczęto wytwarzać już w XIX wieku. Rury o zmiennym przekroju w zależności od technologii, im większe obciążenie, tym grubsze będą ściany, po raz pierwszy wyprodukowano je w 1935 r., a obecnie tę technologię nazywa się „czopieniem”. Wielu dobrych producentów produkuje ramy ze stali stopowej - ten materiał jest lepszy, droższy i nie tak ciężki.

Rozważ główne zalety ram stalowych

  • Bogate doświadczenie ze stalą znacznie poprawiło technologię pracy z nią. Z niego można wykonać dowolny kształt rur do ramy i uzyskać wysokiej jakości spawanie lub lutowanie. Wielu producentów udziela dożywotniej gwarancji na ramy stalowe, podczas gdy ramy aluminiowe często objęte są 5-letnią gwarancją.
  • Stal stopowa ma bardzo wysoką wytrzymałość zmęczeniową. Wytrzymują także miliony cykli pod obciążeniem. I łatwiej jest zauważyć zużycie stalowej ramy, nie pęka ona jak aluminium, ale stopniowo sugeruje jej wymianę poprzez pęknięcia.
  • Wysoki moduł sprężystości umożliwia projektowanie ram cieńszych od aluminium przy jednoczesnym zachowaniu większej sztywności.
  • Wysoki stopień tłumienia drgań pozwolił na wykonanie roweru bez amortyzacji, a błędy konstrukcyjne nie są szczególnie zauważalne, natomiast w ramach aluminiowych istnieje coś takiego jak „koza”, gdy zła geometria prowadzi do dużych skoków nawet przy najmniejszych przeszkody (mały kamyk itp.). e.)

Cóż, stal to dobra opcja na długie, wyczerpujące przejażdżki, ale rowery ze stalową ramą są przeważnie w niższym przedziale cenowym, a wybór dobrego żelaznego konia jest bardzo trudny. Wszystkie oczy zwrócone na aluminium i dlaczego warto czytać dalej.

Jest to najpopularniejszy materiał na ramy. Jednym z czynników stojących za tym jest niski koszt produkcji, ponieważ niektóre ramy aluminiowe opuszczają fabrykę po 25 dolarów za sztukę. Pomimo tego, że aluminium ma znacznie gorsze właściwości niż stal, nadal cieszy się większą popularnością. I to w jego wadze. Zatem stal ma ciężar właściwy 7,85 grama na centymetr sześcienny, podczas gdy aluminium ma tylko 2,7 grama. Jeśli przypomnimy sobie lekcje fizyki, to im większa średnica rury, tym większa jej sztywność, a dokładniej, istnieje zależność sześcienna, zwiększenie średnicy 2 razy spowoduje wzrost sztywności 8 razy. Przy grubości ścianki wszystko jest tu prostsze, zależność liniowa - dwukrotny wzrost grubości da podwójny wzrost sztywności. Ponieważ jednak grubości ścianki nie można zmniejszać w nieskończoność, aluminium ma przewagę nad żelazem. Minimalna grubość ścianki ramy stalowej wynosi 0,4 mm, aluminiowej 0,8 mm, natomiast stal jest znacznie cięższa.

Kształty ram aluminiowych są bardzo różne, a dzięki technologii hydroformowania możliwe jest wykonanie różnych pogrubień w rurach tej samej konstrukcji bez konieczności spawania. Zwiększa to niezawodność (brak spawów) i upraszcza technologię produkcji.

Zaletami ram aluminiowych są: niski koszt, duża sztywność, niższa cena i waga. Wady: krótka żywotność, pękanie bez widocznych ostrzeżeń, dobrze odczuwalne drżenie.

Tytan łączy w sobie najlepsze zalety stali i aluminium. Około 40% mniejsza waga niż stal. Odporność na korozję. Ale jest jedna rzecz, sztywność tytanu jest niższa niż stali i rekompensuje to duża średnica rur, ale nawet ta opcja sprawia, że ​​​​te ramy są lżejsze od stalowych. Wśród opraw tytanowych wyróżnia się 2 najpopularniejsze stopy z aluminium i wanadem: 3Al/2,5V i 6Al/4V. Pierwszy jest mniej trwały i cięższy, ale jego cena jest znacznie niższa. Ramy tytanowe, podobnie jak ramy stalowe, dobrze tłumią wibracje. To prawda, że ​​​​te ramy nie są całkowicie odpowiednie dla początkujących, po pierwsze, wysoka cena ze względu na złożony proces produkcyjny (bardzo trudno jest stworzyć ramę o wskazanych właściwościach) i wysoki koszt materiału, a po drugie, nie będą móc poczuć różnicę bez próbowania oprawek z innych materiałów. W tym celu radzę początkującym skłaniać się ku aluminium.

W ostatnim czasie rośnie popularność ram karbonowych. W sklepach można znaleźć nawet komponenty z aluminium i węgla. Jest to najlżejszy materiał na ramy, a jego ciężar właściwy wynosi zaledwie 1,76 grama na centymetr sześcienny. Wysoka wytrzymałość (7 razy większa niż stal) i wysoka sztywność (3 razy większa niż stal), dobre pochłanianie drgań sprawiają, że ramy karbonowe są najlepszym wyborem do produkcji rowerów. Technologia produkcji opiera się na wzmocnionym kompozycie: matrycy węglowej wzmocnionej tkaniną węglową. Produkcja wymaga dużo energii i czasu. Cała konstrukcja jest ostatecznie karbonizowana w piecu próżniowym w wysokich temperaturach (1200°C – 2500°C). Jedyny minus węgla nie wytrzymuje dobrze obciążeń we wszystkich kierunkach z wyjątkiem kierunku włókien, więc uderzenia boczne nie są pożądane, ale jeśli spadniesz mniej, wszystko jest w porządku, a trwałość jest mniejsza niż w przypadku aluminium czy stali. Ale pracują nad tym problemem i być może wkrótce węgiel wyprzedzi stal.

Na pytanie, jaką ramę wybrać, nie udzielimy jednoznacznej odpowiedzi. Biorąc pod uwagę wysoką cenę ram karbonowych i tytanowych dla początkujących, w pierwszej kolejności radzilibyśmy wybrać ramę aluminiową. I już po zdobyciu doświadczenia i uświadomieniu sobie, że trzeba wybierać droższe rozwiązania z roweru, w zależności od swoich wymagań.

Rowery z ramą aluminiową są obecnie jednymi z najpopularniejszych na rynku. Wynika to z lekkości materiału w połączeniu z niskim kosztem. Jeśli stal ma ciężar właściwy 7,8 grama na centymetr sześcienny, wówczas aluminium ma ciężar właściwy około 2,7 grama. Pod względem pogrubienia ścian materiał ten przewyższa także żelazo, ponieważ minimalny parametr wynosi 0,8 mm, podczas gdy produkt będzie ważyć mniej niż stalowa rama o grubości 0,4 mm. Niezawodność dodatkowo zwiększa brak spawów. Ponadto można je wykonywać w różnych konfiguracjach. Rozważ ich cechy, zalety i wady.

Opis

Rowery z ramą aluminiową są lżejsze, szybciej nabierają prędkości i łatwiej się na nie wspinać. Z tego samego powodu rower zatrzymuje się szybciej, gdy rowerzysta przestaje pedałować. Nie stosuje się aluminium w czystej postaci, przez materiał rozumie się jego stop z cynkiem, manganem, niklem, miedzią lub magnezem.

Rowery te trudniej wchodzą w ciasne zakręty, gdyż są sztywniejsze od swoich stalowych odpowiedników, nie wyginają się też tak dobrze. Dzięki sztywności ramy energia powstająca podczas wysiłku rowerzysty przekazywana jest na koła z mniejszymi stratami. Takie subtelności odgrywają rolę dla profesjonalistów, dla amatorów nie jest to krytyczny wskaźnik. Zauważalna staje się sztywniejsza i mniej komfortowa jazda. Rowery z aluminiową ramą praktycznie nie tłumią drgań przenoszonych na siodełko i kierownicę na nierównych powierzchniach i nierównościach. Taki rower wymaga dobrego zawieszenia i wygodnego siodła. Umożliwi to wyrównanie części ciosów, co korzystnie wpłynie na ruch.

plusy

Zacznijmy od zalet danego produktu. Obejmują one:

  • Niewielka waga zapewniająca lepszą prędkość i przyspieszenie.
  • Maksymalna odporność na procesy korozyjne.
  • Wysokie właściwości jezdne nawet podczas jazdy pod górę.


Minusy

Rowery z aluminiową ramą mają szereg wad, a mianowicie:

  • Wysoka sztywność, która jest szczególnie odczuwalna w modelach bez amortyzowanego widelca.
  • Szybka utrata rolki. Ze względu na niewielką wagę rower zatrzymuje się szybciej niż jego odpowiednik ze stalową ramą, gdy rowerzysta przestanie pedałować.
  • Mały zasób roboczy podczas aktywnej pracy. Po kilku latach mogą pojawić się pęknięcia. Producenci dają gwarancję od 5 do 10 lat, jednak po tym okresie zaleca się nasmarowanie części w celu sprawdzenia ewentualnych odkształceń.
  • W przypadku upuszczenia na aluminiową ramę istnieje większe ryzyko wgnieceń.
  • Słaba łatwość konserwacji. Spawanie takiej części jest bardzo problematyczne, lepiej kupić nową.
  • Dość wysoka cena.

Rowery składane z aluminiową ramą

Poniżej wymieniliśmy kilka popularnych marek tego typu i podajemy ich krótką charakterystykę:

  1. Drogi rower miejski Strida SX ma oryginalny wygląd zewnętrzny. Składa się do rozmiarów kompaktowego wózka, który można samodzielnie transportować. Kierownicę można również przekształcić. Do zalet roweru należy to, że kable i przewody są ukryte we wnęce ramy, jest łatwy w montażu, posiada bagażnik, hamulce tarczowe. Przy dobrej zwrotności urządzenie waży zaledwie 11,6 kg. Do minusów można zaliczyć małą nośność, wąskie koła, słabą amortyzację.
  2. Smart 20. Stylowy rower miejski, uznawany za jeden z najlepszych w swojej kategorii cenowej. Może być stosowany przez kobiety bez żadnych problemów. Do zalet można zaliczyć solidną ramę, wygodny mechanizm transformacji, obecność reflektorów i innych akcesoriów. Wady obejmują brak hamulca ręcznego i jakość centrowania skrzydeł.
  3. Ukryty rower. Aluminiowa rama modelu Pilot-710 nie zakłóca miękkości jazdy. Transport dobrze przyspiesza na wybrzeżu, ma dyskretny design, po złożeniu mieści się w bagażniku każdego samochodu, jest standardowo wyposażony w bagażnik i zabezpieczenie łańcucha. Wadami są obecność szerokiej kierownicy i niewygodne dopasowanie dla wysokich osób. Zamierzonym celem modyfikacji są wycieczki po mieście.


Rowery dziecięce z aluminiową ramą

Poniżej znajduje się krótki opis niektórych modeli dla dzieci i młodzieży:

  • Mars. Rowerek przeznaczony jest dla dzieci w wieku od 3 lat. W zestawie dodatkowe kółka z poliuretanu. Rama i widelec wykonane ze stopu aluminium, posiada regulację wysokości kierownicy. Średnica koła - 12 cali, waga modelu - 4,5 kg.
  • Napastnik Timba. Jeden z najlepszych dla dzieci w wieku 6-9 lat. Ma piękny design, przystępną cenę, zabezpieczenie łańcucha i zdejmowane kółka zabezpieczające. Do wad można zaliczyć przyzwoitą wagę (prawie 14 kg), a także konieczność regulacji niektórych ruchomych części.
  • Shulz Max. Te rowery dla dzieci z aluminiową ramą należą do średniej półki cenowej. Waga roweru to 14,3 kg. Przeznaczony jest dla młodzieży w wieku 12-16 lat, ma nośność do 110 kg. Zaletami modelu są łatwość montażu/demontażu, dobry zestaw przełożeń, wyposażenie w 20-calowe koła i jakość. Do minusów można zaliczyć nieprawidłową regulację fabryczną, klocki hamulcowe wątpliwej jakości.


Osobliwości

Wybierając rower często pojawia się pytanie czy wybrać ramę roweru aluminiową czy stalową. Ostateczna decyzja uzależniona jest od możliwości finansowych kupującego, przeznaczenia maszyny oraz subiektywnych wymagań użytkownika. Należy zauważyć, że do produkcji konstrukcji aluminiowych stosuje się grubościenne rury o dużej średnicy.

Wynika to z faktu, że zgodnie z prawami fizyki, jeśli rozmiar rury zostanie podwojony, jej sztywność wzrośnie ośmiokrotnie, a jeśli grubość ścianki zostanie podwojona, wskaźnik sztywności wzrośnie o tę samą wartość. Dlatego spośród dostępnych opcji preferowane jest zwiększenie średnicy.

Z reguły minimalna grubość ścianki rury na ramie aluminiowej wynosi 0,8 mm. Często producenci wytwarzają rury poprzez cieniowanie lub użycie różnych sekcji, co umożliwia również wzmocnienie produktu.

Używane stopy

Istnieje wiele stopów aluminium używanych do produkcji ram rowerowych. Najpopularniejsze są marki 7005T6 i 6061T6. Indeks T wskazuje, że materiał został poddany obróbce cieplnej. Na przykład produkt ze stopu 6061 jest podgrzewany do 530 stopni Celsjusza, a następnie aktywnie chłodzony cieczą. Ponadto przez 8 godzin materiał jest sztucznie starzony w temperaturze 180 stopni. Dane wyjściowe to 6061-T6. Analog nr 7007 jest chłodzony powietrzem, a nie wodą.

Poniżej przedstawiono charakterystykę porównawczą materiałów przed i po obróbce cieplnej (w nawiasach):

  • Stop 2014 (2014T6) - wytrzymałość na rozciąganie wynosi 27 (70) tys. PSL, granica plastyczności - 14 (60), procent wydłużenia - 18 (13), twardość Brinella - 45 (135).
  • Podobne wskaźniki materiału 6061 (6061T6) - 18 (45), 8 (40), 25 (17), 30 (95).

Pierwszy stop zawiera 4,5% miedzi, 0,8% węgla i manganu, 0,5% magnezu. Drugi materiał zawiera 1% magnezu, 0,6% krzemu, 0,3% miedzi, 0,2% chromu, około 0,7% żelaza.


Wreszcie

Najmocniejszy rower to 16 cali, którego aluminiowa rama wykonana jest ze stopu 70005 lub 7005. Niemniej jednak analog 6061 jest bardziej zaawansowany technologicznie, co umożliwia wykonanie z niego rur o skomplikowanym przekroju, a to zwiększa wytrzymałość roweru produkt. Ponadto takie aluminium lepiej nadaje się do spawania. Wybierając rodzaj, należy wziąć pod uwagę możliwości finansowe i przeznaczenie roweru. Przy odpowiedniej konserwacji rower z ramą wykonaną z dowolnego materiału, w tym stali, aluminium czy karbonu, posłuży dość długo.

Od wielu lat najpopularniejszym materiałem na ramy rowerowe jest stal. Przez prawie sto lat udoskonalano technologie produkcji i dobierano najodpowiedniejsze gatunki stali na ramę roweru. Najpopularniejszymi gatunkami stali do produkcji ram są te zawierające dodatki stopowe chromu i molibdenu. W związku z tym nazywane są chromomolibdenem. W niektórych przypadkach do produkcji ram stosuje się inne, tańsze gatunki stali.

Zalety ram stalowych

1. Stalowa rama dzięki sprężystym właściwościom metalu dobrze tłumi wstrząsy i wibracje na złej drodze.
2. Łatwość konserwacji. W przypadku stłuczenia ramę stalową zawsze można naprawić, a nawet poszczególne elementy wymienić za pomocą spawarki.

Wady ram stalowych

1. Główną wadą stalowej ramy jest duży ciężar ze względu na wysoki ciężar właściwy żelaza.
2. Podatność na korozję. W trakcie eksploatacji roweru dochodzi do uszkodzenia ochronnej powłoki lakierniczej ramy i w tych miejscach pojawia się rdza. Korozja może pojawić się także na wewnętrznej stronie rur ramy, dlatego wymaga regularnej kontroli i przyciemniania.

Ramy ze stopu aluminium

Najpopularniejszy obecnie materiał do produkcji ram rowerowych. Nie stosuje się czystego aluminium. Istnieje wiele różnych stopów zawierających krzem, magnez, cynk i miedź w różnych procentach.

Zalety ram ze stopów aluminium

1. Główną zaletą jest waga. Ramy ze stopu aluminium są wykonane z cięższych rur, aby dorównać ich wytrzymałością stali, ale nadal są znacznie lżejsze od stali.
2. Ze względu na właściwości aluminium odporne na utlenianie, wykonane z niego ramy praktycznie nie podlegają korozji. Wyjątkiem jest jazda na rowerze zimą, kiedy drogi są czyszczone różnymi chemikaliami, które mogą wchodzić w interakcję z aluminium.
3. Sztywność. Aluminiowa rama charakteryzuje się dużą sztywnością, co ułatwia kontrolowanie roweru.

Wady

1. Wysoka cena. Aluminium zawsze było droższe od stali, a jego spawanie wymaga skomplikowanego procesu, co podnosi cenę.
2. Trudna naprawa. Do spawania aluminium potrzebna jest spawarka argonowa - kosztowna przyjemność, a nie fakt, że spoina wytrzyma kolejne obciążenia.
3. Jej wadą jest także sztywność ramy: wszelkie dziury i nierówności na drodze przenoszone są na części ciała rowerzysty.

Ramy ze stopu magnezu

Zalety

1. Lekka, nawet lżejsza niż aluminium i tytan.
2. Wysoka wytrzymałość. Przy mniejszej wadze mają dobrą wytrzymałość.
3. Dobrze tłumią wibracje, podobnie jak ramy stalowe.

Wady

1. Cena.
2. Główną wadą magnezu jest jego zdolność do łatwego oddziaływania z innymi pierwiastkami chemicznymi, co zmniejsza ich odporność na korozję.

Ramy ze stopu tytanu

Ramy wykonane z tego materiału zazwyczaj nie są produkowane masowo, chociaż znajdują szerokie zastosowanie, zwłaszcza w kolarstwie zawodowym.

Zalety

1. Wysoka wytrzymałość.
2. Przy tej samej wytrzymałości co stal tytan jest dwa razy lżejszy.
3. Nie podlega korozji.
4. Dobrze tłumią wibracje powstałe na skutek nierówności drogowych.

Wady

1. Główną wadą hamującą popyt na rowery z tego typu ramami jest cena.

Ramy wykonane z materiałów kompozytowych

W konstrukcji rowerów zaczęto stosować materiały kompozytowe, aby zmniejszyć wagę roweru bez utraty wytrzymałości. Rozwój przemysłu chemicznego w zakresie polimerów przyczynił się do pojawienia się ram karbonowych.

Zalety ram karbonowych

1. Lekka.
2. Siła.
3. Dobrze tłumią wibracje.
4. Nie podlega korozji.

Wady

1. Boją się ciosów ze względu na kruchość materiału.
2. wysoka cena.

Przeczytaj także w tym temacie:

Rama falista to kolejny typ ramy otwartej, w której górna i dolna rura są połączone w jedną rurę o większej średnicy, aby zwiększyć sztywność. Montowany na rowerach dziecięcych, damskich i składanych...

Materiał wyjściowy – wiskoza lub poliakrylonitryl, przechowuje się przez 24 godziny w temperaturze 250°C w środowisku powietrznym. Tworzą się w tym przypadku cząsteczki polimeru o podwójnym łańcuchu, tzw. struktury drabinkowe, podobne przy rzutowaniu na drabinę. To wyjaśnia siłę węgla...

Do spawania konstrukcji stalowych stosuje się spawanie TIG prądem stałym, a do spawania części aluminiowych prądem przemiennym. Szew tą metodą jest czysty i równy. Umożliwia spawanie cienkich części bez ich przepalania...

B - ramię stabilizacyjne - parametr wyznaczany przez kąt nachylenia kolumny kierownicy i ugięcie piór widelca. h - prześwit roweru - odległość między środkiem osi pedału a poziomem podłoża. L1 - długość korb - odległość między środkiem wózka km a środkiem osi pedału ...

Koło:
- obręcz;
- opona;
- igły dziewiarskie;
- zawór...

Dom " Wybór roweru » Która rama roweru jest lepsza: stalowa czy aluminiowa