Разное

Рамы из алюминия: Алюминиевые окна на балкон – цена от 2393 р./м² в Москве

alexxlab 22.04.2023 Нет комментариев

Содержание

Велосипедные рамы из алюминия (алюминиевых сплавов). Их преимущества и недостатки.

Отредактировано: 02.02.2017

Мы продолжаем серию статей о различных материалах, используемых при производстве велосипедных рам. В прошлой статье мы поговорили о велосипедах на основе стальных рам.

В современном мире для изготовления рам велосипеда используют следующие материалы:

  • Сталь (обычную, углеродистую, хромомолибденовую).
  • Алюминиевые сплавы (Alloy)
  • Титановые сплавы (Titanium)
  • Карбон (углепластик, Carbon fiber)
  • Различные редкие, экспериментальные и оригинальные материалы (магниевые (Magnesiumc), алюминиево-скандиевые, бериллиевые сплавы, бамбук и т.д.)

В этой статье мы рассмотрим свойства рамы, изготовленной из алюминиевых сплавов.

Сам термин алюминиевая рама не совсем правильный. Алюминий в чистом виде не применяется – он слишком мягкий. Под этим термином подразумеваются сплавы с другими металлами: цинком, медью, магнием, марганцем и т. д.

Один из больших плюсов алюминиевых рам – их малый вес. Именно поэтому велосипеды с такими рамами быстрее набирают скорость, на них легче подниматься в гору. Однако, это же дает и отрицательный эффект в виде потери наката, т.е. когда велосипедист прекращает вращать педали байк быстрее останавливается.

На велосипедах с алюминиевыми рамами немного сложнее делать повороты, так как они гораздо «жестче» стальных рам, и, если стальные могут немного изгибаться при повороте, как бы «вписываясь» в него, то алюминий этого делать не может.

Из-за такой жесткости рамы энергия велосипедиста, вращающего педали, передается на колеса с меньшими потерями, чем у стальной рамы, которая при этом немного изгибается и поглощает энергию велосипедиста. Правда, все это играет большую роль у гонщиков и спортсменов, а для обычного байкера это «мелочи жизни». А вот что гораздо более заметно, так это то, что из-за такого свойства алюминия поездка на байке с алюминиевой рамой становится более жесткой и некомфортной. Велосипед гораздо хуже гасит вибрации на дороге, чем байк со стальной рамой, лучше амортизирующей все ухабы и выбоины на ней. Алюминиевая рама передает на пятую точку, позвоночник и руки, практически не гася, все удары о дорогу. А дороги у нас, как известно, не отличаются ровностью и гладкостью.

Для велосипедов с алюминиевой рамой нужна хорошая амортизационная вилка, которая частично возьмет на себя амортизацию от ударов переднего колеса, хорошее седло, а возможно и амортизационный подседельный штырь, для смягчения ударов на позвоночник от заднего колеса.

Еще одним недостатком алюминиевых рам является то, что в отличие от стальных, они, накапливая усталость, ломаются без появления трещин. А это значительно повышает риск того, что она сломается прямо во время поездки. Т.е. стальная рама, перед тем как сломаться сначала треснет, а уже потом в этом месте сломается. Это свойство позволяет заметить трещину и выкинуть треснутую деталь или заварить её.

Например, на моих глазах, во время спуска по горной тропе в Буковеле, в конце трассы сломалась алюминиевая рама даунхилл-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.

Почему так? 

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».

Итак:

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.

Сплав Состав
металлов		 Предел
прочности
на разрыв
(в тыс. PSI)		 Предел
текучести
(в тыс. PSI)		 Процент
удлинения		 Твёрдость
по Бринеллю
2014 4.5% Медь
0.8% Углерод
0.8% Марганец
0.5% Магний		 27 14 18% 45
2014T6 70 60 13% 135
6061 1% Магний
0.6% Кремний
0.2% Хром
0.3% Медь
до 0.7% Железо		 18 8 25% 30
6061T6 45 40 17% 95
7005T6 4.5% Цинк
1.4% Магний
0.45% Марганец
0.13% Хром		 51 42 13% н/д
7075T6 5.6% Цинк
2. 4% Магний
1.6% Медь
0.23% Хром
0.15% Марганец		 83 73 11% 150

 В таблице:

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.

Катайтесь в свое удовольствие!

А в следущей статье будут рассмотрены качества титановых велорам.

 

 

Что еще можно почитать о материалах для велосипедных рам:

  1. Материал для велосипедной рамы
  2. Плюсы и минусы стальных велосипедных рам
  3. Титановые велосипедные рамы
  4. Карбоновые велосипедные рамы – особенности и нюансы выбора
  5. Оригинальные и экспериментальные материалы для велосипедных рам (магний, скандий, дерево, бамбук)

Рама велосипеда: алюминий, карбон, сталь или титан? В чем разница? – Велосипеды

Итак, вы готовы купить новый велосипед (отлично!). Но внезапно обнаруживаете, что рамы велосипедов делают из разных материалов, а вы толком не знаете, какой вам подойдёт. Вообще, есть четыре основных материала: алюминиевые сплавы, углеволокно (карбон), титановые сплавы и, наконец, стальные сплавы. У каждого из них есть свои преимущества и недостатки, но мы всё-таки поможем вам сделать правильный выбор в зависимости от вашего бюджета и предполагаемого стиля катания.

Алюминиевые сплавы

Алюминий – сейчас самый распространённый материал для изготовления рам. Основные его достоинства – малая подверженность коррозии, достаточно низкий вес (но не такой низкий, как у карбона) и хорошее соотношение этого веса и прочности. К тому же, это относительно недорогой материал, поэтому алюминиевые рамы пользуются спросом среди тех, кто несколько ограничен в бюджете.

Merida Scultura Rim 4000

Многие крупные производители велосипедов, такие как Trek или Specialized, предлагают алюминиевые аналоги топовых карбоновых моделей с точно такой же геометрией и с тем же набором компонентов, но по гораздо более доступным ценам.

С алюминием достаточно легко работать, и он помогает снизить себестоимость рамы. К тому же, он жёсткий и отзывчивый, что хорошо для гоночных байков, которым важны оперативное ускорение и точная управляемость.

Merida Big.Trail 600

У жёсткости есть, конечно, и обратная сторона – алюминиевая рама не так хорошо гасит вибрации, как рамы из некоторых других материалов. Иными словами, алюминий не лучшим образом подходит для велосипедов, на которых люди едут, скажем, по грунтовым дорогам в течение длительного времени, когда комфорт стоит на первом месте.

Ещё алюминиевые рамы не всегда просто заварить, и усталостно-прочностные характеристики у алюминия не самые лучшие. Поэтому, как правило, его используют при изготовлении недорогих шоссейных и горных велосипедов, которые часто стоят на одну-две тысячи долларов дешевле аналогичных карбоновых моделей.

Карбон

Карбон сейчас – пожалуй, самый популярный материал для дорогих шоссейных и горных велосипедов (из него изготовлены практически все профессиональные гоночные рамы). Это, по сути, композит из склеенных друг с другом особым образом листов углеволокна. Главное достоинство этого материала – жёсткость, к тому же, он значительно легче алюминия, титана или стали.

Scott Addict 10 Disc

Малая плотность карбона означает, что он лучше поглощает вибрации, что явно добавляет комфорта во время долгих поездок. Кроме того, технология позволяет производить из карбона сложные формы, и это открывает для инженеров новые горизонты. Особенно полезно это бывает для производства так называемых аэродинамичных рам.

Из карбона можно сделать детали такой формы, которая попросту невозможна в случае с другими материалами. К тому же, меняя направление волокон, можно менять жёсткость разных частей рамы, что часто бывает оправданно. Например, вы можете сделать места, на которые приходится большая нагрузка, например, кареточный узел, жёстче, при этом сохранив некоторую гибкость в верхних перьях для большего комфорта. К тому же, карбон – это не металл, а значит, он не подвержен коррозии.

Specialized S-Works Enduro

Но за все эти преимущества, конечно, приходится платить. В последние годы карбоновые рамы стали, конечно, немного дешевле, но они по-прежнему остаются самыми дорогими из всех. К тому же, карбон более предрасположен к трещинам, чем металлические сплавы, и если трещина образуется, рама уже становится хрупкой и непригодной для использования.

Титан

Титан – ещё один материал, популярный среди производителей кастомных велосипедов. По свойствам он во многом похож на сталь, но при этом гораздо менее подвержен коррозии, и его усталостно-прочностные характеристики лучше (соотношение прочности и веса у титана лучше, чем у любого металла). Это значит, что из него можно делать долговечные и лёгкие рамы. Неудивительно, что многие производители титановых рам дают на них пожизненную гарантию.

Кроме того, титановые рамы известны своей комфортабельностью, по эффективности гашения вибраций титан стоит на одном уровне с карбоном (а иногда и превосходит его по этим показателям). В связи с этим титан – популярный выбор для производства малосерийных рам для шоссе, путешествий и для всевозможных хардтейлов. Надо отметить, что рамы из титана проще чинить, чем алюминиевые или карбоновые. Поэтому даже если вам удастся сломать титановую раму, её можно отремонтировать.

Проблема здесь, пожалуй, лишь в том, что титан – довольно редкий (и потому дорогой) материал для производства рам, который, к тому же, достаточно трудно обрабатывать. А это означает, что обычно титановые рамы весьма недешвые.

Стальные сплавы

Когда-то стальные рамы были довольно популярны. Но в последние годы их стало всё меньше, и куда чаще в магазинах можно увидеть алюминиевые или карбоновые байки. Главные причины для массового отказа от стали – это её вес и цена. Сталь куда тяжелее, чем алюминий и карбон, поэтому дорогие рамы из неё обычно не делают. К тому же, при массовом производстве стальные рамы сейчас выходят дороже алюминиевых, так что для производства бюджетных велосипедов сталь уже не годится.

Однако она по-прежнему остаётся отличным материалом для тех, кто хочет кастомный велосипед, но не желает переплачивать за титан. И она действительно популярна среди производителей кастомных байков. К тому же, стальные рамы неплохо гасят вибрации (что особенно важно, скажем, для туристических велосипедов). Работать со сталью проще и дешевле, чем с тем же углеволокном, и при этом она надёжнее и прочнее алюминия. А это значит, что стенки труб рамы можно сделать тоньше, таким образом, дополнительно улучшив гашение вибраций.

А ещё сталь очень надёжна и обладает хорошими усталостно-прочностными характеристиками. Стальные рамы, в отличие от карбоновых и алюминиевых, действительно легко ремонтировать. Сталь хороша для шоссейных и велокроссовых байков, она отлично пружинит и подходит для долгих поездок, особенно по неровной поверхности. Проблема стали в том, что она, как-никак, ржавеет. Так что, если вы живёте в климате с высокой влажностью, пристально следите за рамой, чтобы с ней этого не случилось.

Сейчас всё популярнее становится велотуризм, и потому стальные рамы могут вновь стать популярными. Ведь даже если вы сломаете раму в дороге, вы почти где угодно найдёте того, кто сможет её заварить.

Товары по теме

  • Велосипеды с алюминиевой рамой
  • Велосипеды с карбоновой рамой
  • Велосипеды со стальной рамой

Предметы для хранения архивов и фотографий

Зарегистрированные пользователи

Если у вас есть учетная запись, пожалуйста, войдите в систему.

Оформление заказа в качестве гостя

Если вы оформляете заказ в качестве гостя, введите адрес электронной почты, чтобы получить подтверждение вашего заказа и информацию об отправке.

Требуется действительный адрес электронной почты. Я согласен с Политикой конфиденциальности – Обязательно Подпишитесь на рекламные акции и рассылку по электронной почте
ПОЛИТИКА КОНФИДЕНЦИАЛЬНОСТИ

Х ЗАКРЫТЬ

Эта политика вступает в силу после ее принятия для новых пользователей и будет применяться ко всем существующим пользователям в дальнейшем.

Ниже описано, как ваша личная информация собирается, используется и передается, когда вы посещаете или совершаете покупку на нашем веб-сайте.

  1. Наша приверженность конфиденциальности
  2. Какую информацию мы собираем?
  3. Как мы используем информацию, которую вы нам предоставляете?
  4. Как мы используем информацию, которую собираем из файлов cookie?
  5. Уведомление о новых услугах и изменениях
  6. Как обеспечить безопасность передачи информации?
  7. Как мы защищаем вашу информацию?
  8. Как вы можете получить доступ к своей информации и исправить ее?
  9. Раскрываем ли мы информацию внешним сторонам?
  10. Как насчет раскрытия информации по закону?
  11. А как насчет других сайтов, связанных с нашим сайтом?
1 Наша приверженность конфиденциальности

Наша Политика конфиденциальности была разработана как продолжение нашего стремления сочетать продукты и услуги высочайшего качества с высочайшим уровнем честности в отношениях с нашими клиентами и партнерами. Политика предназначена для того, чтобы помочь вам понять, как мы собираем, используем и защищаем личную информацию, которую вы нам предоставляете, а также чтобы помочь вам принимать обоснованные решения при использовании нашего сайта, наших продуктов и услуг. Это заявление будет постоянно оцениваться с точки зрения новых технологий, методов ведения бизнеса и потребностей наших клиентов.