В поисках нового шоссейного байка вы будете удивлены разнообразием выбора. Существует множество факторов, по которым вам стоит отфильтровать свой выбор, от цены и комплектующих элементов, стиля езды до личной преданности определенному брэнду и даже цвету.

Иногда выбор велосипеда основан на выборе материала, из которого изготовлена рама велосипеда. Шоссейные байки делают в основном из четырех материалов: сталь, алюминий, титан и карбоновое волокно, - а материал, как известно, может влиять на качество и стиль езды, так что неплохо было бы знать основные принципы и разницу прежде, чем вы сделаете выбор.

Для некоторых выбор материала так же важен, как и перечень экипировки и цена, т.к. разные материалы предназначены для разных типов езды. Рама - сердце вашего нового шоссейного велосипеда, и основной бюджет уходит именно на неё, и большую роль играет здесь именно материал, поэтому выбор должен быть тщательно продуман.

Ниже расскажем об основных преимуществах каждого материала, что поможет вам сделать правильный выбор.

Алюминий

Алюминий - самый популярный материал, используемый изначально для шоссейных велосипедов по доступной цене. Он идеально подходит для изготовления велосипедных рам, т.к. обеспечивает ей жесткость и легкость. Долгое время алюминиевые рамы несправедливо клеймили как небезопасные и некомфортные для поездок, но жесткость зависит от дизайна - последние алюминиевые рамы развеивают мифы о своей ненадежности и предлагают мягкие поездки.

Хотя алюминий у большинства больших брэндов может считаться свойственным только велосипедам начального уровня, существует множество первосортных опций, так что не сбрасывайте его со счетов только потому, что он используется для шоссейных велосипедов начального уровня. Просто взгляните на супер легкий Kinesis Aethein (фото ниже) или новый Specialized Allez, как образец использования высококлассного алюминия.

Честно сказать, алюминий сейчас на пике своей популярности. Некоторые производители продвигают его с целью получить самые легкие рамы, и разумные покупатели осознают, что за те же деньги получают приличное качество. Примером является иконический Cannondale CAAD12 (и предыдущая версия CAAD10), а также много других. В соотношении цены и качества тяжело придумать лучший вариант, чем алюминий.

Покупайте алюминий, если вы ограничены бюджетом и хотите получить легкую и жесткую раму для гонок или лучшую подборку характеристик за свои деньги.

Сталь

В прошедшие годы сталь была единственным материалом, поэтому выбор велосипеда был относительно прост. В наши дни у нынешнего поколения сталь все еще имеет место быть, она славится своей плавностью во время езды, именно поэтому велотуристы все еще склоняются к ней, но последние стальные рамы возродили интерес к высокопроизводительным стальным шоссейникам и даже к гоночным велосипедам, как доказали Volare 953 команды Madison-Genesis пару лет назад. Сегодня сталь используется небольшим количеством производителей, но в действительности с ней просто работать, и сталь стала выбором развивающейся индустрии изготовления на заказ. Если вы хотите раму по своим размерам, сталь - хороший вариант.

Последние стальные рамы, намного легче и жестче, чем были ранее, и стали достойной альтернативой карбону и алюминию.

Покупайте сталь, если вы хотите раму на заказ или хотите улучшить качество гладкой езды, невзирая на лишний вес.

Титан

Титан - высоко востребованный материал, благодаря высокой прочности и амортизации. Он также легче стали, крепче алюминия и имеет анти-коррозийные свойства, а тот факт, что поверхность можно полировать, значит, что он долговечен, компенсируя высокую стоимость свойствами материала, хотя он и не настолько дорогой, как лет двадцать назад.

Титан может использоваться в самых лучших скоростных велосипедах, а также на великах, созданных для комфортных поездок на длинные дистанции с багажом или без него, как например, Sabbath September (на фото).

Большинство титановых рам делают из труб 3AL-2.5V (где к титану примешивается 3% алюминия и 2,5% ванадия), а титановый сплав 6Al-4V более высокого класса, можно увидеть на более дорогостоящих велосипедах.

Покупайте титан, если хотите получить долговечный и легковесный велосипед и обеспечить себе мягкие поездки.

Карбоновое волокно

Для многих велосипедистов не существует других вариантов, кроме карбонового волокна. В мире гонок это - преимущественно используемый материал, он самый легкий и жесткий из всех четырех материалов для рам, но он также может быть и самым дорогостоящим. В последние годы цены на рамы сильно упали, и теперь вы можете купить карбоновый велик за доступную цену.

Карбон - самый гибкий из материалов, а аэродинамика шоссейных великов дает возможность стать универсальным, как у этого Trek Madone.

Тем не менее, рамы из карбонового волокна не делаются по каким то общепринятым стандартам. Существенная разница между дешевым и дорогим карбоновым волокном, вплоть до типов используемых волокон, в том, как они изготавливаются, а также в других важных воздействующих факторах. Карбоновое волокно легко используется дизайнерами для создания рам с определенными характеристиками, будь то легкий вес, комфорт, жесткость.

Покупайте карбон, если хотите получить самый легкий и жесткий шоссейный велосипед, который только можно купить за деньги, или же если хотите быть быстры как ветер.

Выбирая металлоизделия – полотенцесушители и перила, посуду и ограждения, решетки или поручни – мы выбираем, в первую очередь, материал. Традиционно конкурирующими считаются нержавеющая сталь, алюминий и обычная черная сталь (углеродистая). Обладая рядом сходных характеристик они, тем не менее, существенно отличаются друг от друга. Имеет смысл сравнить их и разобраться, что же лучше: алюминий или нержавеющая сталь (черная сталь, в силу низкой коррозионной стойкости, рассматриваться не будет).

Алюминий: характеристики, преимущества, недостатки

Один из самых легких металлов, что в принципе используются в промышленности. Очень хорошо проводит тепло, не подвержен кислородной коррозии. Алюминий выпускается нескольких десятков видов: каждый со своими добавками, увеличивающими прочность, стойкость к окислению, ковкость. Однако, за исключением очень дорогого авиационного алюминия, всем им присущ один недостаток: чрезмерная мягкость. Детали из этого металла легко деформируются. Именно поэтому невозможно использование алюминия там, где в ходе эксплуатации на изделие воздействует большое давление (гидроудары в системах водоснабжения, например).

Стойкость к коррозии у алюминия несколько завышена. Да, металл не «прогнивает». Но только за счет защитного слоя из окисла, который на воздухе образуется на изделии в считанные часы.

Нержавеющая сталь

Сплав практически не имеет недостатков – кроме высокой цены. Он не боится коррозии не теоретически, как алюминий, а практически: на нем не появляется оксидной пленки, а значит, со временем «нержавейка » не тускнеет.

Чуть более тяжелая, чем алюминий, нержавеющая сталь отлично справляется с ударными воздействиями, высоким давлением и истиранием (особенно марки, в которых есть марганец). Теплопередача у неё хуже, чем у алюминия: но благодаря этому металл не «потеет», на нем меньше конденсата.

По итогам сравнения становится ясно – для выполнения задач, где требуется малый вес металла, прочность и надежность, нержавейка лучше, чем алюминий .

К недостаткам традиционно относят коррозию стали. Однако в случае с детским велосипедом это не так актуально. Ведь дети растут, и соответствующая возрасту модель понадобится быстрее, чем появятся первые пятнышки ржавчины. Если посмотреть на предложения магазина ХХХ, видно, что большинство детских моделей имеют стальную раму.

Алюминиевая рама: за и против

Первое и главное преимущество, которое назовет любой продавец: алюминий намного легче стали. Когда велосипед нужно поднять и пронести на какое-то расстояние, вес имеет значение. Ну, а то, что алюминиевые сплавы боятся коррозии меньше, чем стальные, знает каждый школьник. Управлять таким великом легко, он послушный и динамичный.

При всей привлекательности, нюансы велосипеда с алюминиевой рамой ребенок почувствует при первой попытке езды. Малейшая неровность дороги ощущается всем телом, особенно при небольшом весе малыша. Некоторые производители снабжают переднюю вилку амортизатором, что решает проблему вибрации. Плохой накат – второй минус, актуальный для детей, которые уже хорошо освоили этот транспорт. Разогнаться и долго ехать за счет инерции, не прокручивая педали, вряд ли получится.

Алюминиевые сплавы прочные, но имеют свойство накапливать «усталость». Уж если с рамой приключилась поломка, починить не так просто. Аргоновую сварку придется поискать, и обойдется она недешево. Для повышения надежности используют баттинг – технологию, при которой трубка в некоторых местах имеет утолщенные стенки. Визуально алюминиевая рама всегда отличается большей толщиной.

В сплавах, помимо самого алюминия, присутствуют цинк, кремний, кадмий, медь. Маркируются они четырехзначными цифрами, в которых зашифрован состав сплава (к примеру, 7005 имеет в составе цинк). Продвинутые райдеры посоветуют раму из титана или углепластика, однако детских моделей с такими рамами не производят.

Так что же выбрать? Однозначного ответа нет. Определиться поможет список ваших приоритетов и небольшой тест-драйв.

• "кроватное железо" низкоуглеродистая сталь
• легированная сталь
• алюминиевые сплавы
• титан
• композитные сплавы
• экзотические материалы

Рассмотрим подробнее каждый материал и расскажем о их плюсах и минусах

Самым дешевым материалом является так называемое "кроватное железо", на самом деле это даже не чистое железо, а низкосортная сталь. Это основной материал для прогулочных велосипедов, так же из него в основном делают подделки основных брендов горных велосипедов. Отличительной чертой велосипедов из этого материала является большой вес рамы, самые популярные производители из Индии и Китая. Хотя мы тут и наговорили на железо, но это первый материал из которого начинали делать велосипеды. Так бесшовные рамы из железа стали делать еще в XIX веке. А трубы с переменным сечением по технологии чем выше нагрузка тем толще будут стенки впервые произвели в 1935 году, а в наше время эту технологию назвали "баттинг". Немало хороших производителей делают рамы из легированной стали этот материал лучше, дороже и не такой тяжелый.

Рассмотрим основные плюсы стальных рам

• Большой опыт работы со сталью сильно улучшил технологию работы с ней. Из нее можно сделать любую форму труб для рамы и добиться качественной сварки или пайки. И поэтому многие производители дают пожизненную гарантию на рамы из стали, когда алюминиевые часто встречаются с гарантией в 5 лет.
• Легированная сталь обладает очень высокой усталостной прочностью. И могут выдержать миллионные циклы под нагрузкой. И заметить износ стальной рамы легче, она не лопается как алюминиевая, а постепенно через трещины намекает о своей замене.
• Высокий модуль упругости дает возможность проектировать рамы тоньше алюминиевых сохраняя туже жесткость.
• Высокий показатель гашения вибраций позволял делать велосипед без амортизации, и ошибки в проектировании не особо заметны, в то время как в алюминиевых рамах есть такое понятие как "козлить", когда неправильная геометрия приводит к большим скачкам даже при малейших препятствиях (маленький камушек и т.д.)

Что ж сталь хороший вариант для длительных изнурительных поездок, но велосипеды на стальных рамах в основном нижнего ценового диапазона и выбрать хорошего железного коня очень трудно. Все внимания на алюминий и почему так читайте дальше.

Это самый распространенный материал для производства рам. Одним из факторов этого является низкая себестоимость производства, так есть рамы из алюминия которые выходят с завода по стоимости 25$ за штуку. Несмотря на то что характеристики алюминия намного хуже стали он все же более популярен. И кроется это в его весе. Так у стали удельный вес стали 7,85 грамм на кубический сантиметр, а у алюминия всего 2,7 грамма. Если вспомнить уроки физики, то чем больше диаметр трубы тем выше ее жесткость, а если точнее тут кубическая зависимость, увеличение диаметра в 2 раза даст прирост жесткости в 8 раз. С толщиной стенки все проще тут линейная зависимость двойное увеличение толщины даст двойное увеличение жесткости. Но так как толщину стенки нельзя уменьшать бесконечно, алюминий выигрывает у железа. Минимальная толщина стенки стальной рамы 0,4 мм, алюминия 0,8 мм, при этом сталь намного тяжелее.

Формы алюминиевых рам очень различны, а благодаря технологии гидроформирования можно не прибегая к сварке делать различные утолщения в трубах единой конструкции. Что увеличивает надежность (отсутствие швов от сварки) и упрощает технологию производства.

К достоинствам алюминиевых рам следует отнести: низкая стоимость, высокая жесткость, меньше цена и вес. К недостаткам: малый срок жизни, ломаются без видимых предупреждений, хорошо чувствуется тряска.

Лучшие достоинства стали и алюминия сочетает в себе титан. Около 40% меньше вес чем у стали. Устойчивость к коррозии. Но есть одно но, жесткость титана ниже стали и это компенсирует большим диаметром труб, но даже этот вариант делает эти рамы легче стальных. Среди титановых рам отличают 2 самых популярных сплава с алюминием и ванадием: 3Al/2.5V и 6Al/4V. Первый менее прочный и более тяжелый, но и цена у него намного меньше. Титановые рамы как и стальные хорошо гасят вибрацию. Правда эти рамы не совсем подходят новичкам, во первых большая цена из за сложного процесса производства (создать раму с указанными свойствами очень трудно) и дороговизны материала, во вторых почувствовать разницу они не смогут не испробовав рамы с других материалов. По этому новичкам советую склонится в сторону алюминия.

Последнее время популярность карбоновых рам стремится вверх. В магазинах даже можно найти составные с алюминия и карбона. Это самые легкий материал для рам удельный вес всего 1,76 грамм на кубический сантиметр. Большая прочность (в 7 раз больше стали) и высокая жесткость (в 3 раза больше стали), хорошее поглощение вибраций делают карбоновые рамы лучшим выбором для производства велосипедов. Технология производства основана на армированном композите: углеродная матрица армированная углеродной тканью. Производство требует больших затрат энергоресурсов и времени. Всю конструкцию в конечном итоге карбонизируют в вакуумной печи при высоких температурах (1200°C - 2500°C). Единственный минус карбон плохо держит нагрузки во всех направлениях кроме направления волокон, поэтому боковые удары не желательны, но если меньше падать все хорошо, ну и долговечность меньше чем у алюминия или стали. Но над этим вопросом работают и возможно в скором времени карбон перегонит и сталь.

На вопрос какую же раму выбрать однозначного ответа мы не дадим, Учитывая высокую цену карбоновых и титановых рам для новичков мы бы посоветовали взять сначала алюминиевую раму. И уже набравшись опыта и осознав что вам нужно от велосипеда выбирать более дорогие решения в зависимости от ваших требований.

Велосипеды с алюминиевой рамой - одни из самых распространенных на современном рынке. Обусловлено это легкостью материала в сочетании с низкой себестоимостью. Если у стали удельная масса составляет 7,8 грамма на кубический сантиметр, то у алюминия этот показатель - порядка 2,7 грамма. По утолщению стенок этот материал также выигрывает у железа, поскольку минимальный параметр составляет 0,8 мм, при этом весить изделие будет меньше, чем стальная рама толщиной 0,4 мм. Надежность дополнительно увеличивается благодаря отсутствию сварных швов. Кроме того, могут выполняться в различных конфигурациях. Рассмотрим их особенности, преимущества и недостатки.

Описание

Велосипеды с алюминиевой рамой благодаря малому весу быстрее набирают скорость, на них легче преодолевать подъемы. По этой же причине байк быстрее останавливается после того, как наездник перестает крутить педали. Алюминий в чистом виде не используется, под этим материалом подразумевается сплав его с цинком, марганцем, никелем, медью или магнием.

На таких велосипедах сложнее входить в крутые повороты, поскольку они жестче стальных аналогов, не так хорошо могут изгибаться. По причине жесткости рамы энергия от усилий велосипедиста передается на колеса с меньшими потерями. Такие тонкости играют роль для профессионалов, у любителей это не критичный показатель. Заметной становится более жесткая и менее комфортная езда. Велосипеды с алюминиевой рамой практически не гасят колебания, передаваемые на седло и руль на неровных поверхностях и кочках. Для такого байка требуется хороший амортизационный узел и удобное седло. Это позволит часть ударов нивелировать, что благоприятно скажется на перемещении.

Плюсы

Начнем с преимуществ рассматриваемого изделия. К ним относятся:

• Небольшая масса, позволяющая улучшить скоростные характеристики и разгон.
• Максимальная устойчивость к коррозийным процессам.
• Высокие ходовые характеристики даже при движении на подъем.

Минусы

Велосипеды с алюминиевой рамой имеют ряд недостатков, а именно:

• Высокую жесткость, что особенно ощущается на моделях без амортизационной вилки.
• Быструю потерю наката. По причине малого веса байк останавливается быстрее, чем аналог со стальной рамой, после того как велосипедист прекращает крутить педали.
• Небольшой рабочий ресурс при активной эксплуатации. Уже через несколько лет могут появиться трещины. Изготовители дают гарантию от 5 до 10 лет, но после этого срока рекомендуется смазывать деталь для проверки возможных деформаций.
• При падении на алюминиевой раме выше вероятность появления вмятин.
• Плохую ремонтопригодность. Сварить такую деталь весьма проблематично, лучше приобрести новую.
• Довольно высокую цену.

Складные велосипеды с алюминиевой рамой

Ниже перечислим несколько популярных марок этого типа и назовем их краткие характеристики:

1. Дорогой городской байк Strida SX отличается оригинальным экстерьером. Он складывается до размеров компактной тележки, которую можно транспортировать своим ходом. Руль также может трансформироваться. К плюсам велосипеда относится то, что тросы и провода спрятаны в полости рамы, его легко собирать, имеется багажник, дисковые тормоза . При хорошей маневренности аппарат весит всего 11,6 кг. Среди минусов - небольшая грузоподъемность, узкие колеса, плохая амортизация.
2. Smart 20. Стильный городской байк, считается одним из лучших в своей ценовой категории. Может без проблем эксплуатироваться женщинами. Среди достоинств - прочная рама, удобный механизм трансформации, наличие катафотов и прочих аксессуаров. К недостаткам относится отсутствие ручного тормоза и качество центровки крыльев.
3. Велосипед «Стелс». Алюминиевая рама модели «Пилот-710» не мешает мягкости хода. Транспорт хорошо набирает скорость накатом, имеет сдержанный дизайн, в сложенном положении помещается в багажный отсек любого автомобиля, оснащается в базовой комплектации багажником и защитой цепи. Недостатки заключаются в наличии широкого руля и неудобной посадке для высоких людей. Целевое предназначение модификации - городские поездки.

Детские велосипеды с алюминиевой рамой

Ниже представлено краткое описание некоторых детских и подростковых моделей:

• Mars. Этот велосипед рассчитан на детей от 3 лет. В комплекте идут дополнительные полиуретановые колеса. Рама и вилка изготовлены из алюминиевого сплава, имеется регулятор высоты руля. Диаметр колес - 12 дюймов, масса модели - 4,5 кг.
• Forward Timba‏. Один из лучших для детей 6-9 лет. Обладает красивым дизайном, доступной ценой, защитой цепи и съемными страховочными колесами. К недостаткам можно отнести приличный вес (почти 14 кг), а также необходимость регулировки некоторых подвижных узлов.
• Shulz Max. Эти детские велосипеды с алюминиевой рамой относятся к средней ценовой категории. Масса байка составляет 14,3 кг. Ориентирован он на подростков 12-16 лет, имеет грузоподъемность до 110 кг. Преимущества модели заключаются в удобстве сборки/разборки, хорошем наборе скорости, оснащении 20-дюймовыми колесами и качестве. Среди минусов - некорректная заводская регулировка, тормозные колодки сомнительного качества.

Особенности

При выборе байка часто возникает вопрос о том, алюминиевую или стальную раму велосипеда выбрать. Итоговое решение зависит от финансовых возможностей покупателя, предназначения машины и субъективных требований пользователя. Стоит отметить, что при изготовлении алюминиевых конструкций применяются толстостенные трубы большого диаметра.

Это связано с тем, что, по законам физики, если размер трубы увеличить в два раза, ее жесткость повысится в восемь раз, а при увеличении толщины стенки в два раза показатель жесткости увеличивается на такую же величину. Следовательно, из имеющихся вариантов повышение диаметра предпочтительнее.

Как правило, минимальная толщина стенки трубы на алюминиевой раме составляет 0,8 мм. Часто производители делают трубы методом баттирования или использования разных сечений, что также позволяет усилить изделие.

Используемые сплавы

Существует множество алюминиевых сплавов, из которых делают рамы для велосипедов. Наиболее распространенными являются марки 7005Т6 и 6061Т6. Индекс Т говорит о том, что материал прошел термическую обработку. К примеру, изделие из сплава 6061 нагревается до 530 градусов по Цельсию, затем активно охлаждается жидкостью. Далее на протяжении 8 часов материал искусственно старится при температуре 180 градусов. На выходе получается 6061-Т6. Аналог под номером 7007 охлаждается воздухом, а не водой.

Ниже приведены сравнительные характеристики материалов до и после термообработки (в скобках):

• Сплав 2014 (2014Т6) - прочность на разрыв составляет 27 (70) тыс. PSL, предел текучести - 14 (60), процент удлинения - 18 (13), твердость по Бринеллю - 45 (135).
• Аналогичные показатели материала 6061 (6061Т6) - 18 (45), 8 (40), 25 (17), 30 (95).

В первом сплаве используется 4,5 % меди, 0,8 % углерода и марганца, 0,5 % магния. Второй материал включает в себя 1 % магния, 0,6 % кремния, 0,3 % меди, 0,2 % хрома, около 0,7 % железа.

В заключение

Прочнее всего велосипед 16”, алюминиевая рама которого сделана из сплава 70005 или 7005. Тем не менее аналог 6061 технологичнее, что позволяет изготавливать из него трубы со сложным сечением, а это повышает прочность изделия. Кроме того, такой алюминий лучше поддается сварке. При выборе типа учитывайте финансовые возможности и предполагаемое использование велосипеда. При правильной эксплуатации байк с рамой из любого материала, включая сталь, алюминий или карбон, прослужит довольно долго.

На протяжении многих лет сталь была самым распространённым материалом из которого изготавливались рамы велосипеда. В течении почти ста лет совершенствовались технологии производства и подбирались наиболее подходящие марки стали для рамы велосипеда. Наиболее распространёнными марками стали для производства рам являются те, которые содержат хром и молибден - легирующие элементы. Соответственно они называются хромомолибденовыми. В некоторых случаях для производства рам используют другие менее дорогие марки стали.

Преимущества стальных рам

1. Стальная рама за счёт пружинящих свойств металла хорошо гасит толчки и вибрацию на плохой дороге.
2. Ремонтнопригодность. При поломке стальную раму всегда можно отремонтировать и даже заменить отдельные элементы, используя сварочный аппарат.

Недостатки стальных рам

1. Большой вес - основной недостаток стальной рамы за счёт высокого удельного веса железа.
2. Подверженность коррозии. В процессе эксплуатации велосипеда защитное покрасочное покрытие рамы повреждается и в этих местах появляется ржавчина. Также коррозия может появиться на внутренней части труб рамы, поэтому требует регулярного осмотра и подкрашивания.

Рамы из сплавов алюминия

Наиболее распространённый материал на сегодняшний момент для производства рам велосипедов. В чистом виде алюминий не используется. Существует большое количество различных сплавов, содержащих в различном процентном соотношении кремний, магний, цинк и медь.

Преимущества рам из алюминиевых сплавов

1. Вес - основное преимущество. Рамы из алюминиевых сплавов изготавливаются из более массивных труб, чтобы уравнять их прочность со стальными, но всё равно они имеют намного меньший вес по сравнению со стальными.
2. Из за свойств алюминия противостоять окислению, рамы из него практически не подвержены коррозии. Исключение составляет езда на велосипеде зимой, когда дороги обрабатываются различными реагентами, которые могут взаимодействовать с алюминием.
3. Жёсткость. Алюминиевая рама обладает высокой жёсткостью, что позволяет легче управлять велосипедом.

Недостатки

1. Высокая цена. Алюминий всегда был дороже стали, плюс его сварка требует сложного технологического процесса, из за чего взрастает цена.
2. Сложный ремонт. Для сварки алюминия требуется аппарат аргонной сварки - дорогое удовольствие и не факт, что сварной шов выдержит последующие нагрузки.
3. Жёсткость рамы является и её недостатком: все выбоины и неровности дороги передаются на части тела велосипедиста.

Рамы из сплавов магния

Преимущества

1. Небольшой вес, даже легче, чем у алюминия и титана.
2. Высокая прочность. При меньшем весе имеют хорошую прочность.
3. Хорошо гасят вибрацию, как стальные рамы.

Недостатки

1. Цена.
2. Главным недостатком магния является его способность входить легко входить во взаимодействие с другими химическими элементами, что уменьшает их коррозийную устойчивость.

Рамы из сплавов титана

Рамы из такого материала как правило не изготавливаются массово, хотя довольно широко применяются, особенно в профессиональном велоспорте.

Преимущества

1. Высокая прочность.
2. При одинаковой прочности со сталью титан в два раза легче.
3. Не подвержены коррозии.
4. Хорошо гасят вибрацию от неровностей дороги.

Недостатки

1. Цена - основной недостаток, который сдерживает спрос на велосипеды с такими рамами.

Рамы из композитных материалов

Композитные материалы начали использовать в велосипедостроении, чтобы уменьшить вес велосипеда, не потеряв при этом прочность. Появлению карбоновых рам способствовало развитие химической промышленности в области полимеров.

Преимущества карбоновых рам

1. Малый вес.
2. Прочность.
3. Хорошо гасят вибрацию.
4. Не подвержены коррозии.

Недостатки

1. Боятся ударов, из за хрупкости материала.
2. высокая цена.

Также читать на эту тему:

Волновая рама – ещё один тип открытой рамы, где верхняя и нижняя трубы объединены в одну большего диаметра для увеличения жёсткости. Устанавливается на детские, женские и складные велосипеды…

Начальный материал – вискоза или полиакрилонитрил 24 часа выдерживается при температуре 250 °C в воздушной среде. При этом образуются молекулы полимера со сдвоенной цепью, так называемые лестничные структуры, похожие при проекции на лестницу. Здесь объясняется прочность карбона…

Сварка TIG с применением постоянного тока используется на стальных конструкциях, а на переменном для сварки алюминиевых деталей. Шов при таком способе получается чистым и ровным. Позволяет сваривать между собой тонкие детали, не прожигая их…

В – плечо устойчивости – параметр обусловленный углом наклона рулевой колонки и изгибом перьев вилки. h – дорожный просвет велосипеда – расстояние между центром оси педали и уровнем земли. L1 – длина шатунов – расстояние между центром кареткм и центром оси педали…

Колесо:
– обод;
– покрышка;
- спицы;
- клапан…

Главная » Выбор велосипеда » ​Какая рама на велосипеде лучше: сталь или алюминий

В настоящее время, наиболее распространёнными на российском рынке системы НВФ можно разделить на три большие группы:

• системы с подоблицовочной конструкцией из алюминиевых сплавов;
• системы с подоблицовочной конструкцией из оцинкованной стали с полимерным покрытием;
• системы с подоблицовочной конструкцией из нержавеющей стали.

Наилучшие прочностные и теплофизические показатели, безусловно, имеют подоблицовочные конструкции из нержавеющей стали.

Сравнительный анализ физико-механических свойств материалов

*Свойства нержавеющей и оцинкованной стали отличаются незначительно.

Теплотехнические и прочностные характеристики нержавеющей стали и алюминия

1. Учитывая в 3 раза меньшую несущую способность и в 5,5 раз большую теплопроводность алюминия, кронштейн из алюминиевого сплава является более сильным "мостом холода", чем кронштейн из нержавеющей стали. Показателем этого служит коэффициент теплотехнической однородности ограждающей конструкции. По данным исследований коэффициент теплотехнической однородности ограждающей конструкции при применении системы из нержавеющей стали составил 0,86-0,92, а для алюминиевых систем он равен 0,6-0,7, что заставляет закладывать большую толщину утеплителя и, соответственно, увеличивать стоимость фасада.

Для г. Москвы требуемое сопротивление теплопередаче стен с учетом коэффициента теплотехнической однородности составляет для нержавеющего кронштейна - 3,13/0,92=3,4 (м2.°C)/Вт, для алюминиевого кронштейна - 3,13/0,7=4,47 (м 2 .°C)/Вт, т.е. на 1,07 (м 2 .°C)/Вт выше. Отсюда, при применении алюминиевых кронштейнов толщина утеплителя (с коэффициентом теплопроводности 0,045 Вт/(м.°C) должна приниматься почти на 5 см больше (1,07*0,045=0,048 м).

2. Из-за большей толщины и теплопроводности алюминиевых кронштейнов по расчетам, проведенным в НИИ Строительной физики, при температуре наружного воздуха -27 °C температура на анкере может опускаться до -3,5 °C и даже ниже, т.к. в расчетах площадь поперечного сечения алюминиевого кронштейна принималась 1,8 см 2 , тогда как реально она составляет 4-7 см 2 . При применении кронштейна из нержавеющей стали, температура на анкере составила +8 °C . То есть, при применении алюминиевых кронштейнов, анкер работает в зоне знакопеременных температур, где возможна конденсация влаги на анкере с последующим замерзанием. Это будет постепенно разрушать материал конструктивного слоя стены вокруг анкера и соответственно снижать его несущую способность, что особенно актуально для стен из материала с низкой несущей способностью (пенобетон, пустотелый кирпич и др.). При этом теплоизоляционные прокладки под кронштейн по причине их малой толщины (3-8 мм) и высокой (относительно утеплителя) теплопроводности снижают теплопотери всего на 1-2 %, т.е. практически не разрывают "мост холода" и мало влияют на температуру анкера.

3. Низкое температурное расширение направляющих. Температурные деформации алюминиевого сплава в 2,5 раза больше, чем нержавеющей стали. Нержавеющая сталь имеет более низкий коэффициент температурного расширения (10 10 -6 °C -1), по сравнению с алюминием (25 10 -6 °C -1). Соответственно удлинение 3-метровых направляющих при перепаде температур от -15 °C до +50 °C составит 2 мм для стали и 5 мм для алюминия. Поэтому для компенсации температурного расширения алюминиевой направляющей необходим целый ряд мероприятий:

а именно - введение в подсистему дополнительных элементов - подвижных салазок (для П-образных кронштейнов) или овальных отверстий с втулками для заклепок - не жесткая фиксация (для L-образых кронштейнов).

Это неминуемо приводит к усложнению и удорожанию подсистемы или неправильному монтажу (так как очень часто бывает, что монтажники не использует втулки или неправильно фиксирует узел с дополнительными элементами).

В результате данных мероприятий весовая нагрузка приходится только на несущие кронштейны (верхний и нижний) а другие служат лишь как опора, а это значит, что анкеры нагружены не равномерно и это обязательно нужно учитывать при разработке проектной документации, что зачастую просто не делают. В стальных же системах вся нагрузка распределяется равномерно - все узлы жестко зафиксированы - незначительные температурные расширения компенсируются за счет работы всех элементов в стадии упругой деформации.

Конструкция кляммера позволяет делать зазор между плитами в системах из нержавеющей стали от 4 мм, тогда как в алюминиевых системах - не менее 7 мм, что к тому же не устраивает многих заказчиков и портит внешний вид здания. Кроме того, кляммер должен обеспечивать свободное перемещение плит облицовки на величину удлинения направляющих, иначе будет происходить разрушение плит (особенно на стыке направляющих) или разгибание кляммера (и то, и другое может привести к выпадению плит облицовки). В стальной системе нет опасности разгибания лапок кляммера, что может с течением времени произойти в алюминиевых системах из-за больших температурных деформаций.

Противопожарные свойства нержавеющей стали и алюминия

Температура плавления нержавеющей стали 1800 °C, а алюминия 630/670°C (в зависимости от сплава). Температура при пожаре на внутренней поверхности плитки (по результатам испытаний МООУ «Региональный сертификационный центр «ОПЫТНОЕ») достигает 750 °C. Таким образом, при применении алюминиевых конструкций может произойти расплавление подконструкции и обрушение части фасада (в зоне оконного проема), а при температуре 800-900°С алюминий сам по себе поддерживает горение. Нержавеющая сталь же при пожаре не плавится, поэтому наиболее предпочтительна по требованиям пожарной безопасности. К примеру - в г. Москва при строительстве высотных зданий алюминиевые подконструкции вообще не допускаются к применению.

Коррозионные свойства

На сегодняшний день единственным достоверным источником о коррозионной стойкости той или иной подоблицовочной конструкции, а соответственно и долговечности, является экспертное заключение «ЭкспертКорр-МИСиС».

Самыми долговечными являются конструкции из нержавеющих сталей. Срок службы таких систем составляет не менее 40 лет в городской промышленной атмосфере средней агрессивности, и не менее 50 лет в условиях условно-чистой атмосферы слабой агрессивности.

Алюминиевые сплавы, благодаря оксидной плёнке, обладают высокой коррозионной стойкостью, но в условиях повышенного содержания в атмосфере хлоридов и серы возможно возникновение быстроразвивающейся межкристаллитной коррозии, что приводит к существенному снижению прочности элементов конструкции и их разрушению. Таким образом, срок службы конструкции из алюминиевых сплавов в условиях городской промышленной атмосферы средней агрессивности не превышает 15 лет. Однако, по требованиям Росстроя, в случае применения алюминиевых сплавов для изготовления элементов подконструкции НВФ, все элементы в обязательном порядке должны иметь анодное покрытие. Наличие анодного покрытия увеличивает срок службы подконструкции из алюминиевого сплава. Но при монтаже подконструкции различные её элементы соединяются заклёпками, для чего сверлятся отверстия, что вызывает нарушение анодного покрытия на участке крепления, т. е. неизбежно создаются участки без анодного покрытия. Кроме того, стальной сердечник алюминиевой заклёпки совместно с алюминиевой средой элемента составляет гальваническую пару, что также ведёт к развитию активных процессов межкристаллитной коррозии в местах крепления элементов подконструкции. Стоит отметить, что зачастую дешевизна той или иной системы НВФ с подконструкцией из алюминиевого сплава обусловлена именно отсутствием защитного анодного покрытия на элементах системы. Недобросовестные производители таких подконструкций экономят на дорогостоящих электрохимических процессах анодирования изделий.

Недостаточной коррозионной стойкостью, с точки зрения долговечности конструкции, обладает оцинкованная сталь. Но после нанесения полимерного покрытия срок службы подконструкции из оцинкованной стали с полимерным покрытием составит 30 лет в условиях городской промышленной атмосферы средней агрессивности, и 40 лет в условиях условно-чистой атмосферы слабой агрессивности.

Сравнив вышеперечисленные показатели алюминиевых и стальных подконструкций, можно сделать вывод - стальные подконструкции по всем показателям значительно превосходят алюминиевые.

С ростом популярности навесных вентилируемых фасадов возникла острая конкуренция между стальными и алюминиевыми подсистемами. Покупателей НВФ волнуют, прежде всего, такие параметры, как надежность, долговечность, соотношение цены и качества.

Производители и стальных, и алюминиевых подсистем утверждают, что по этим показателям их продукции нет равных. Кому верить? Какой материал в системах НВФ занимает более выигрышные позиции – сталь или алюминиевый сплав?
Конечно, говорить о том, что лучше – сталь или алюминий – безотносительно целей их использования, неправильно. Преимущества алюминиевых сплавов при производстве, например, батарей отопления бесспорны: по теплопроводности этот материал находится среди лидеров. А вот от алюминиевой посуды лучше отказаться. У нее короткий срок службы по причине быстрой деформации, но главное – готовить и хранить еду в такой посуде вредно для здоровья. Алюминий очень нежный и легко отсоединяется от стенок посуды, попадая в еду. Зато посуда из нержавейки служит долго, абсолютно безопасна и является атрибутом здорового питания.
Но если с той же посудой все ясно, то спор за лидерство в системах НВФ продолжается и даже обостряется. Для тех, кто сомневается в выборе подконструкции по типу материала, сравним их основные характеристики.
Цель любого фасада – сделать здание эстетически привлекательным и защитить его от холода и ветра, дождя и снега. Навесные вентилируемые фасады решают эти задачи и, более того, славятся своей долговечностью и экономичностью.
Итак, задача номер один – утепление здания. С ней прекрасно справляются и стальные, и алюминиевые подсистемы, с одним лишь «но». Алюминиевый сплав по теплопроводности одерживает уверенную победу над сталью. Увы, это достоинство оказывает системам НВФ медвежью услугу: алюминиевые кронштейны выводят из здания в три раза больше тепла, чем их стальные «коллеги». Поэтому при использовании алюминиевых подсистем утеплитель должен быть толще примерно на 5 см, нежели при использовании стальных подсистем. Соответственно утеплитель в этом случае обойдется дороже.
Второй важный вопрос, который интересует покупателей вентфасадов, - надежность системы. Этот показатель включает такие параметры, как прочность, противостояние коррозии, температурные деформации, пожаростойкость.
Нержавеющая сталь прочнее алюминиевого сплава в три раза, поэтому несущая способность стальных подсистем гораздо выше. Правда, есть возможность уравнять прочностные характеристики за счет увеличения толщины алюминиевых элементов в три раза, но в этом случае алюминиевая подсистема уравнивается в цене со стальной. Более того, в утолщенном варианте она громоздкая и тяжелая, что сужает область ее применения.
Кстати, любая алюминиевая подсистема все равно частично состоит из стальных элементов. Противопожарные отсечки должны быть из нержавейки по причине требований пожарной безопасности. Дело в том, что температура плавления алюминия составляет 640°C против 1800°C у нержавейки. Температура пожара внутри жилых и общественных зданий достигает 800-900°C. Именно поэтому оконные обрамления делают из стали: через них огонь выходит наружу.
Тем не менее стальные противопожарные отсечки мало спасают алюминиевые подсистемы. Подверженность алюминиевого сплава температурным деформациям приводит к тому, что во время пожара отсечки соскакивают. В итоге огонь охватывает всю подсистему.
Хотя по заключению экспертизы и стальные, и алюминиевые подсистемы имеют класс пожарной опасности К0, то есть не являются пожароопасными, на практике конструкции из алюминиевых сплавов способствуют распространению огня. Стальные конструкции, наоборот, отличаются высокой огнеупорностью. При пожаре они не горят, не плавятся и таким образом останавливают пожар.
В защиту алюминиевых подсистем скажем, что их производители пытаются бороться с этим изъяном: вводят в конструкцию дополнительные элементы