Конструкция стальной рамы с проушинами — это метод изготовления велосипедных рам с использованием стальных трубок, соединенных с втулками в форме гнезда, называемыми проушинами. На протяжении большей части истории велосипеда сталь была основным материалом для велосипедных рам, а конструкция с проушинами — основным методом сборки. Сталь по-прежнему используется производителями высококачественных стальных рам, хотя ее доминирование в качестве материала для рам ослабло с середины 1990-х годов, поскольку ее в значительной степени заменили алюминий и углеродное волокно; проушины были заменены сваркой TIG .
Стальная конструкция с проушинами использует стандартные цилиндрические стальные трубы, которые соединены проушинами, внешними фитингами, изготовленными из кусков стали (иногда из нержавеющей стали ), которые надеваются на концы труб. Перед сборкой сборщик обрезает трубы до нужной длины и точно скашивает [1] [ ненадежный источник? ] их концы, обеспечивая плотное прилегание. Концы труб вставляются в проушины и затем припаиваются серебряным или латунным присадочным металлом . Проушина значительно увеличивает прочность соединения, распределяя расплавленный присадочный металл по большей площади поверхности посредством капиллярного эффекта . [2] [ ненадежный источник? ] При пайке рамы велосипеда сборщики могут использовать небольшую позиционирующую конструкцию, называемую кондуктором [ 3] [ ненадежный источник? ], чтобы удерживать трубы на месте и поддерживать их точное выравнивание и геометрию рамы. [4] Четыре проушины, которые могут быть использованы для создания типичной ромбовидной рамы, включают:
Два задних дропаута (которые соединяют перья сиденья с перьями цепи и удерживают ось заднего колеса ) могут иметь встроенные выступы в некоторых конструкциях. Дропаут или концы вилки могут быть соединены с перьями вилки, используя аналогичный метод. Корона вилки, которая соединяет рулевую трубку с перьями вилки, может иметь либо внешнюю, либо внутреннюю конструкцию гнезда.
В большинстве стальных рам с проушинами проушины имеют простую заостренную форму. Изгибы проушин максимизируют прочность соединения, одновременно сводя к минимуму возможность возникновения концентраторов напряжений , которые в противном случае сделали бы раму склонной к растрескиванию на конце проушины.
При увеличении расходов рамы могут иметь выступы, которые вырезаются и подпиливаются вручную в причудливые формы, как для небольшого снижения веса, так и для демонстрации мастерства. Кроме того, многие производители рам подпиливают выступы, чтобы сделать их тоньше, чтобы уменьшить концентрацию напряжений. Эти богато украшенные или причудливые выступы могут быть окрашены, чтобы подчеркнуть их внешний вид.
Стальная рама с выступами ремонтируется легче, чем стальные рамы, сваренные методом MIG или TIG ; сломанную трубу можно удалить, применив тепло для распайки (известное как выпотевание) ее соединений, что позволяет заменить трубу.
Стальные рамы, как правило, легче ремонтировать, чем алюминиевые или экзотические материалы, и по этой причине стальные рамы предпочитают многие туристы-велосипедисты , [5], которые часто ездят на большие расстояния в отдаленных районах. Выступы также усиливают соединения, что часто приводит к более прочной раме, это дает рамам с выступами, в частности, преимущество для туристических велосипедистов.
Традиционные штампованные наконечники (также известные как прессованные наконечники) формируются путем прессования листовой стали на оправке , изгибания их по форме и последующей сварки швов. Эти наконечники имеют постоянную толщину, что приводит к концентраторам напряжений , если не выполняется большой объем работы напильником для изменения толщины наконечника. Их легко определить по видимому шву. [6]
Наконечники, используемые сегодня на более производительных велосипедах, отливаются по выплавляемым моделям (также известные как процесс выплавляемого воска). Копии наконечников изготавливаются из воска и соединяются вместе в «дерево». Дерево окружается керамикой и обжигается в печи, тем самым расплавляя воск и закрепляя керамику. Наконец, для изготовления наконечника заливается расплавленная сталь. Литые наконечники имеют много преимуществ по сравнению со штампованными наконечниками: они допускают гораздо более тонкую детализацию, более жесткие допуски (и, соответственно, меньше манипуляций и работы напильником) и более точные углы, и их можно изготавливать из более качественных материалов ( хромомолибденовой или нержавеющей стали ). Недостатков литых наконечников немного: литье не позволяет делать длинные точки или вырезы (делается для эстетической привлекательности), наконечник трудно согнуть, чтобы изменить угол (изготовителям рам необходимо заказывать наборы наконечников, которые точно соответствуют желаемой геометрии рамы ), и они более дорогие. [7]
Относительно недавняя тенденция заключается в использовании нержавеющей стали для литьевых наконечников, как показано на рисунке справа. Эти наконечники не требуют покраски, но должны быть спаяны с использованием серебряного присадочного прутка, что требует гораздо лучшего контроля нагрева и лучшего прилегания наконечника к трубке. [ необходима цитата ]
Литые ушки можно найти на высококачественных серийных велосипедах и практически на всех кастомных велосипедах, которые сейчас производятся; штампованные ушки можно найти на менее дорогих серийных велосипедах и старых кастомных велосипедах. [ необходима ссылка ] На ушках обычно маркируется буквенный или символьный код, идентифицирующий производителя, а также, возможно, угол.
С конца 19 века до 1970-х годов [2] этот метод изготовления рамы был предпочтительным, поскольку более низкие температуры пайки (в частности, серебряной пайки) оказывали меньшее негативное влияние на прочность труб, чем высокотемпературная сварка , которая может серьезно ослабить многие стальные сплавы. Таким образом, пайка позволила использовать относительно тонкостенные, легкие трубы без потери прочности. Однако недавние достижения в металлургии создали стальные трубы, которые не подвергаются неблагоприятному воздействию (или даже могут быть улучшены) высокотемпературной сваркой. Это позволило как сварке TIG, так и сварке MIG заменить стальную конструкцию с выступами, [8] [ ненадежный источник? ] во многом потому, что эти методы легче поддаются автоматизации и снижают стоимость за счет устранения выступов.
Напротив, конструкция из стали с выступами остается популярной среди сборщиков велосипедных рам на заказ и среди любителей, поскольку это один из самых простых методов изготовления велосипедной рамы вручную в небольшой мастерской. [9] [ ненадежный источник? ]
Несмотря на то, что стальные рамы с проушинами больше не производятся массово, рамы все еще доступны. В Северной Америке существует торговля подержанными велосипедами, особенно в крупных городах и студенческих городках . Благодаря своей прочной конструкции многие стальные рамы с проушинами 1980-х, 1970-х годов и более ранних годов остаются в пригодном для использования состоянии.
Рамы японского и французского производства от bike boom особенно распространены в Северной Америке. Они сильно различаются по качеству: рамы низкого класса сделаны из обычной высокопрочной стали с использованием толстых, тяжелых труб и штампованных стальных дропаутов. Более качественные рамы почти всегда сделаны из какого-либо варианта хромомолибденового стального сплава и включают кованые или литые по выплавляемым моделям дропауты. Более дорогие рамы часто сделаны из стыкованных стальных труб, которые толще на концах и тоньше в середине, что снижает вес, но увеличивает стоимость. Изготавливаются новые рамы с проушинами, часто с индивидуальной геометрией от ряда специализированных производителей.
Велосипеды общего назначения, производимые в больших количествах в Китае и Индии (например, Flying Pigeon ) и экспортируемые в страны региона, изготавливаются из стали с проушинами.
