Материалы рам

Рамы велосипедов делают из следующих материалов:

Hi-Ten (Hi Tensile Steel) - высокопрочная сталь, это самый дешевый материал. В просторечии - водопроводная труба. Рама тяжелая и не катит. Не стоит вообще ничего. Велосипеды со стальными рамами стоят не более $300.

Cro-Mo (cromomolibden) - хромомолибденовые сплавы. Рамы из этого материала более легкие, чем из Hi-Ten, более жесткие, но и более дорогие. Хорошая хромолевая рама стоит от 500$. Дешевые же разновидности хроммолибденовых сплавов ничем не отличаются от hi-ten, ну чуть получше катят, чуть поменьше весят. Одно время производители взяли такую дурную моду: ставят только одну хромолевую трубу, а все остальные - hi-ten и гордо пишут, что рама из хроммолибденовых труб. Если ценник ниже 500$ - врут. Велосипеды с хромомолибденовыми рамами стоят от $1000.

Alu (Aluminium) - алюминиевые сплавы. Этот материал позволяет сделать еще более жесткую и во многих случаях более легкую раму, чем хромоль. Обычно используются сплавы 6061 ,7005 , реже Altec-2 , Magnesium , Scandium , причем последний безумно дорогой. Диапазон рам очень широк, от жутких по жесткости "табуреток", до полных "сосисок", от некатящих угробищ до прямо-таки реактивных снарядов. Хорошая тренировочная КК рама стоит 300-500$. Спортивные рамы - свыше $500. На велосипедах ценового диапазона ниже $700 рама не стоит практически ничего, за редким исключением кастомных комплектаций . Дешевые алюминиевые рамы (на велосипедах ценового уровня до 500$) для схожего применения не отличаются друг от друга ничем, кроме ростовки, длины и цвета. Небольшие различия в рамах начинаются при цене велосипеды свыше $700, и заметные отличия после $1200.

Ti (Titanium) - Титан. Очень прочный материал, но в то же время мягкий (в сравнении с Alu рамами, к примеру), что нравится далеко не всем. Перед покупкой титановой рамы имеет смысл сначала на ней поездить и понять для себя, нужно ли оно. Титановые рамы стоят от $400.

Carbon (углепластик). Это сверхлегкие рамы, но крайне неустойчивые к ударным нагрузкам. Стоят очень много, поэтому используются либо профи, либо теми, кто может себе это позволить. Технологии на месте не стоят, поэтому нестойкость к ударным нагрузкам в критических местах научились обходить чисто конструктивными решениями. Да и сами по себе карбоновые компоненты становятся прочнее и живут дольше, а цены снижаются. Например, на тайваньском заводе полностью карбоновая, с хоть как-то посчитанной геометрией, рама стоит ~$150; алюминиевая рама с карбоновыми перьями заднего треугольника со "стандартной" геометрией стоит $20-$30. Качество, сами понимаете - убийственное.. При выборе карбоновой рамы имеет смысл ориентироваться ТОЛЬКО на имя производителя, это должен быть серьезный брэнд.

Рулевая колонка

Размер 1 1/8" стал действующим стандартом рулевой колонки . Встречаются и другие размеры, типа 1 1/4", но это редкость.

Сейчас стандартными являются обычные и полуинтегрированные рулевые колонки. Функциональной разницы между ними нет, но полуинтегрированная немного полегче. Поэтому не заморачивайтесь.

Если рассматривать долговременную перспективу эксплуатации алюминиевой рамы, лет эдак восемь, при пробегах свыше 5000км в год и круглогодичном использовании, то следует предпочесть "обычную" рулевую колонку, потому что рулевой стакан рамы под полуинтегрированную рулевую колонку разобъется быстрее, чем стандартный. Естественно, если данная рама способна столько прожить.

Петух

Петух - это металлический кронштейн, на который крепится задний дерайлер. Бывает съемный и несъемный. Предпочтительно, чтобы он был съемным, т.к. в случае поломки вы просто поставите новый, а несъемный придется приваривать к раме. На подавляющем большинстве велосипедов дороже $300 петух съемный.

Рамные металлические конструкции отличаются большим разнообразием статических схем, количеством пролетов, конфигурацией и т.д., что позволяет строить здания самого различного назначения и размеров.

На рисунке 3.2.1 приведены некоторые типы плоских и пространственных стальных рамных конструкций. Статические схемы рамных конструкций приведены на рис.3.2.2.

Чаще всего сечения рамных конструкций выполняют сплошными двутаврового или коробчатого сечения. Некоторые возможные варианты сплошных сечений стальных рам приведены на рисунке 3.2.3.

Использование того или иного вида рам, их статической схемы и типа сечения определяется размерами и конфигурацией проектируемого здания, наличием соответствующего технологического оборудования для изготовления конструкций и другими факторами.

В зависимости от расчетной схемы рамы ригели выполняют постоянного или переменного сечения. В двухшарнирных рамах (рис. 3.2.2 в) высоту ригеля постоянной высоты принимают равной 1/30-1/40 пролета. Стойки обычно имеют переменное сечение, уменьшающееся к опорам.

При пролетах более 50-60 м экономичны сквозные (решетчатые) рамы (рис. 3.2.4). В двухшарнирных сквозных рамах с шарнирным сопряжением стоек и фундаментов высоту ригеля рамы принимают в пределах 1/8-1/15 пролета.

Бесшарнирные сквозные рамы, используемые обычно в покрытиях ангаров, имеют очень большие пролеты (120-150 м). Высоту ригеля в таких рамах принимают равной 1/12-1/20 пролета. В ангаростроении применяются также двухконсольные и одноконсольные рамы. Одноконсольные рамы целесообразны в навесах спортивных сооружений. В зданиях пролетом 40–50 м и высотой 16–20 м можно применять сквозные двухшарнирные рамы с ломаным ригелем (рис. 3.2.1 з) постоянной высоты, равной 1/15-1/25 пролета.

Решетку ригелей сквозных рам обычно принимают треугольной. Стойки рам могут быть запроектированы сплошными (рис. 3.2.4 а) или решетчатыми (рис. 3.2.4 б). Решетчатые стойки могут иметь треугольную или раскосную решетку. Сечения стержней и узлы сквозных рам конструируют аналогично фермам больших пролетов. Однако наиболее целесообразно применение гнутых профилей прямоугольного сечения.

Ниже даны примеры применяемых в производственных зданиях типовых рамных конструкций.

Рис.3.2.1. Типы рамных конструкций

а – каркас из плоских рам; б – из пространственных рам; в – пространственный каркас из плоских рам и силовых пространственных связей; г – однопролетная рама; д – многопролетная рама; е – П-образная рама; ж – рама с уклоном стоек и ригелей; з – рама полигонального очертания

Рис.3.2.2. Статические схемы рамных конструкций.

а – двухшарнирная рама; б – трехшарнирная рама; в – рама с жестким опиранием стоек на фундаменты и жесткими узлами сопряжения ригеля со стойками; г – рама с жестким опиранием стоек на фундаменты и шарнирными узлами ригель-стойка; д – рама с шарнирно опертыми крайними и промежуточными стойками, жесткими узлами сопряжения ригелей с крайними стойками и шарнирным сопряжением со средними; е, ж – рамы с разрезными или неразрезными ригелями, шарнирно опертыми на защемленные стойки; з – рама с развитой средней стойкой, выполняющей роль ядра жесткости; и -, к – смешанные схемы.

Рис.3.2.3. Типы сечений рамных конструкций.

а – из сварных двутавров постоянного или переменного сечения с плоскими стенками; б – из прокатных двутавров переменной высоты, образованных из обычных путем диагонального роспуска и сварки; в – из прокатных двутавров без усиления и с усилением вутами; г – из сварных двутавров с гофрированной стенкой; д – коробчатое сечение (тип «ПЛАУЭН» или «ОРСК»).

Рис. 3.2.4. Типы решетчатых рам

а – со сплошными стойками; б – с решетчатыми стойками

Рамные конструкции по серии 1.420.3-15 «Стальные рамные конструкции каркасов типа «Канск» одноэтажных производственных зданий с применением несущих рам из прокатных широкополочных и сварных тонкостенных двутавровых балок» разработаны для одноэтажных зданий с пролетами 18 и 24 м, количеством пролетов от одного до пяти и высотой до нижнего пояса ригеля 4,8 – 10,8 м. Шаг рам для однопролетных зданий принят 6 м, а для многопролетных – 6 и 12 м.

Здание может быть оборудовано подвесными кранами грузоподъемностью от 1 до 3,2 т или мостовыми опорными кранами легкого и среднего режимов работы грузоподъемностью от 5 до 32 т.

Для конструкций типа «Канск» разработано два варианта решения торцов:

С наличием в торце рам, смещенных на 500 мм во внутрь, и ненесущего фахверка;

Вместо рам в торце устанавливают торцевой несущий фахверк, включающий стойки, горизонтальные балки и вертикальные связи.

Вариант с ненесущим фахверком применяют в тех случаях, когда предполагается в будущем расширение здания, при этом торцевые рамы будут выполнять функцию спаренных рам температурного шва. Второй вариант целесообразен, если дальнейшее строительство не предусмотрено.

Ригели рам запроектированы из тонкостенных сварных балок, а стойки – из прокатных широкополочных двутавров. Сопряжение ригелей и стоек однопролетных рам выполняется жестким. Ригели многопролетных рам соединяются с колоннами крайних рядов шарнирно, а с колоннами средних рядов – жестко.

Стойки несущего фахверка запроектированы из холодногнутых тонкостенных профилей коробчатого сечения или из составных С-образных профилей.

В зданиях с подвесными кранами крановые пути в торце здания крепят к стойкам фахверка или к поддерживающим стальным балкам.

В зданиях с мостовыми опорными кранами устанавливают встроенную крановую эстакаду, состоящую из жестко закрепленных на фундаментах стоек и уложенных по ним типовых подкрановых балок.

В продольном направлении жесткость здания обеспечивается вертикальными связями, устанавливаемыми по каждому ряду колонн и стоек крановой эстакады в середине температурного блока длиной не более 72 м.

Все монтажные узлы каркасов типа «Канск» согласно серии приняты болтовыми, что исключает применение сварки на строительной площадке.

Схемы расположения элементов каркаса и узлы стальных конструкций типа «Канск» приведены на рисунке 3.2.5 – 3.2.7.

Рис. 3.2.5 . Рамные конструкции типа «Канск»

Рис. 3.2.6. Конструктивные узлы рамных конструкций типа «Канск»

Узлы замаркированы на рисунке 3.2.5.

Рис. 3.2.7. Конструктивные узлы и крепление крановых путей для рамных конструкций типа «Канск»

Рамы из двутавров переменного сечения (шифры 828 КМ, 828 КМ-1, 941 КМ, 961 КМ) применяются в одноэтажных однопролетных производственных зданиях пролетами 18 и 24 м и с отметкой верха ригеля рам 6,940 и 8,140 м без светоаэрационных фонарей. Шаг рам принят 6 м. Здания могут быть оборудованы подвесными кранами грузоподъемностью до 3,2 т.

Каркас здания с рамными конструкциями состоит из поперечных рам, прогонов, вертикальных связей и распорок по стойкам рам, стоек и балок торцевых фахверков.

Элементы переменного двутаврового сечения в ригеле и стойках изготавливаются из прокатных двутавров с параллельными гранями полок путем их продольного роспуска по наклонной линии на тавры переменной высоты.

Сопряжение стоек с фундаментом принято шарнирным. Сопряжения элементов в карнизных и коньковом узлах приняты жесткими и выполняются на фланцах толщиной 25 мм с применением высокопрочных болтов.

Жесткость каркаса в поперечном направлении обеспечивается работой рам, в продольном направлении - вертикальными крестовыми связями и распорками по каждому ряду стоек рам, обеспечивающими устойчивость стоек из плоскости рам.

Уклон верхнего пояса ригеля принят 0,025 при использовании типовой рулонной кровли и 0,100 при использовании кровельных панелей с металлическими обшивками.

Несущий торцевой фахверк запроектирован из широкополочных двутавров.

Схемы рам и узлы сопряжения элементов рамной конструкции приведены на рисунке 3.2.8.

Рамы из двутавров переменного сечения находят широкое применение в конструкциях производственных и общественных зданий. В качестве примера можно привести также рамные конструкции «АСТРОН».

В них используются сварные двутавры как переменного, так и постоянного сечения. Разработаны однопролетные здания с величиной перекрываемых пролетов до 72 м. При наличии дополнительных внутренних опор перекрываемые пролеты могут достигать 150 м. Шаг рам принимается от 5 до 12 м. Высота по водосточному желобу может достигать 20 м. При необходимости могут быть разработаны рамы других геометрических размеров.

Здания могут быть оборудованы мостовыми опорными кранами грузоподъемностью до 20 т.

Рамы, как правило, крепятся к фундаменту шарнирно. Однако при необходимости соединение может быть жестким. Торцевой фахверк выполняется несущим из сварных или горячекатаных стоек и ригелей. Прогоны покрытия приняты из холодногнутого оцинкованного Z-профиля.

Пример здания из рамных конструкций «АСТРОН» приведен на рисунке 3.2.9.

Рис. 3.2.8. Стальные рамные конструкции из двутавров

переменного сечения

Система каркаса из плоских рам коробчатого сечения типа «Орск» (шифр 135, серия 2.420-4 вып.3) состоит из однопролетных поперечных рам, располагаемых с шагом 6 м, прогонов, вертикальных связей, стоек и балок торцевых фахверков. В многопролетных зданиях конструкции типа «Орск» применять не рекомендуется.

Конструкции каркаса разработаны для отапливаемых зданий пролетами 18 и 24 м, имеющих высоту до верха ригеля рам на опоре 6980 мм и 8180 мм. Применяются в бесфонарных зданиях и в зданиях с зенитными фонарями, бескрановых и с мостовыми кранами грузоподъемностью 5 т. Уклон ригеля рамы принят 1,5%.

Сопряжение стоек рам с фундаментами принято шарнирным. Сопряжения элементов в коньковом и карнизных узлах приняты жесткими и выполняются на фланцах толщиной 16 мм с применением высокопрочных болтов.

Схемы и узлы рамных конструкций типа «Орск» приведены на рисунках 3.2.10 и 3.2.11.

Стальные каркасы типа УНИТЕК одноэтажных производственных зданий с применением конструкций из гнутосварных труб разработаны для применения в отапливаемых и неотапливаемых зданиях без кранов, с подвесными кранами грузоподъемностью от 1 до 5 т и с мостовыми опорными кранами грузоподъемностью 5, 10 и 16 т с режимами работы 1К-5К с неагрессивной или слабоагрессивной средой при относительной влажности внутри помещения не более 70%.

Подвеска кранов производится симметрично относительно центральной оси пролета рамы. В торцах здания с подвесными кранами крановые пути опираются на балки либо непосредственно на стойки несущего фахверка.

В качестве ограждающих конструкций, как правило, применяются панели с обшивкой из профилированного листа или конструкции послойной сборки для отапливаемых зданий и профилированный лист для неотапливаемых зданий.

Основными несущими конструкциями каркасов УНИТЕК являются сквозные одно- и многопролетные рамы из гнутосварных труб. Шаг основных несущих конструкций 6 м. При необходимости, при больших вертикальных нагрузках (снеговой мешок и др.) шаг рам может быть уменьшен.

Сопряжение конструкций крайних стоек рам с фундаментом шарнирное, средних стоек рам и стоек фахверка - жесткое.

Сопряжение ригеля рамы с крайними стойками жесткое, со средними стойками - шарнирное.

Отметка низа несущей конструкции ригеля в месте сопряжения с крайней стойкой рамы (Н ) предусмотрена от 4,8 до 14,4 м.

Привязка крайних стоек к продольным осям принимается «0» или «250» для пролетов 12 - 18 м в зависимости от возможности размещения подвесного крана. В бескрановых зданиях пролетом 21-30 м принимается нулевая привязка.

Длина температурного блока не более 96 м.

В торце здания устанавливается несущий торцевой фахверк, состоящий из стоек и балок. Жесткость системы фахверка обеспечивается постановкой системы гибких связей и распорок. В случае предполагаемого расширения

здания в торце устанавливается основная несущая рама с самонесущими стойками фахверка.

Устойчивость и геометрическая неизменяемость здания обеспечивается:

в поперечном направлении – конструкциями несущих рам;

в продольном направлении - системой вертикальных связей и распорок.

Жесткость покрытия обеспечивается системой горизонтальных связей и распорок по ригелю рамы.

Прогоны покрытия выполнены по разрезной схеме. Шаг прогонов покрытия принимается равным 1.5 или 3.0 м в зависимости от нагрузки на покрытие и несущей способности кровельных ограждающих конструкций. При шаге прогонов 1,5 м решетка ригеля выполняется с дополнительными стойками. Сечения прогонов покрытия приняты из прокатных и гнутых швеллеров.

Прогоны стен выполнены по разрезной схеме. Шаг стеновых прогонов назначается от 1.2 до 3.0 м кратным 0.6 м в соответствии с расположением окон, ворот и других проемов, а также в зависимости от вертикальной и горизонтальной нагрузок и несущей способности стеновых ограждающих конструкций. Сечения стеновых прогонов приняты из прокатных и гнутых швеллеров, а также из гнуто-сварных труб.

Горизонтальные и вертикальные связи по каркасу и фахверку - крестовые гибкие из круглой стали Ø 20 и Ø 24 мм.

Распорки между рамами выполняются из гнутосварных труб.

Все заводские соединения - сварные. Монтажные соединения на втулках и на обычных и высокопрочных болтах.

Габаритные схемы зданий с подвесными кранами приведены на рисунке 3.2.12 , конструктивные узлы сопряжений для рам – на рисунках 3.2.13 и 3.2.14.

Здания, оборудованные мостовыми опорными кранами грузоподъемностью 5, 10 и 16 т, могут быть одно - или двухпролетными с величиной пролетов 12 и 18 м с отметкой до низа ригеля Н от 6,0 до 14,4 м.

Стальные арки также могут иметь сплошное или сквозное сечение.

Сплошные арки обычно имеют постоянное сечение и применяются при пролетах до 60 м (рис. 3.2.15). Высота сечения таких арок (h ) обычно принимается равной 1/50 - 1/80 от пролета (L ). При пролетах более 60 м обычно применяют сквозные (решетчатые) арки. Высота сечения в этом случае составляет 1/30-1/60 от пролета. Геометрические схемы и типы сечений сквозных рам приведены на рис. 3.2.16 .

Наибольшее распространение получили металлические арки, работающие по двухшарнирной схеме. Конструкция опорного шарнира определяется пролетом арки и величиной действующей нагрузки. На рисунке 3.2.17 а приведена наиболее простая конструкция (с помощью плиточного шарнира), характерная для легкой арки сплошного сечения.

Рис. 3.2.10. Стальные рамные конструкции коробчатого сечения типа «Орск

Рис. 3.2.11. Схемы торцов, расположения прогонов и вертикальных связей в зданиях со стальными рамными конструкциями коробчатого сечения типа «Орск»

Рис. 3.2.12. Габаритные схемы зданий с применением

рам УНИТЕК

Наиболее сложное решение, с помощью балансирного шарнира, имеют опорные узлы тяжелых большепролетных арок (рис. 3.2.17 б). Т.к. вблизи опоры сечения сквозных арок переходят в сплошные, опорные узлы таких арок выполняются аналогично.

Рис. 3.2.13. Карнизный и опорный узлы рамы УНИТЕК

(узлы замаркированы на рис. 3.2.12)

Рис. 3.2.14. Узлы крепления балки подвесного пути

и стойки фахверка к ригелю рамы

Рис. 3.2.15 . Конструктивная схема и типы сечений сплошных арок

Велосипедная рама призвана удерживать руль перед владельцем, а колеса - под ним. Существует множество форм, металлов, цветов и конструкций рам. Именно рама должна быть первым существенным фактором при выборе всего велосипеда, как при его сборке, так и при выборе готового экземпляра в магазине. Ведь рама определяет предназначение, которое будет выполнять велосипед, посадку наездника, суть и тяжесть обвесов и креплений. Также это оказывает большое значение на конечный вес велосипеда. А какая разница, какого веса будет велосипед?

Велосипед с алюминиевой рамой

Какая разница, сколько весит велосипед

Существует три базовых параметра, которые влияют на вес велосипеда - его устойчивость на дорожном покрытии, управляемость во время маневров и инерция. Последний параметр учитывает не только саму инерцию, но и энергию, которую нужно затратить для ее компенсации. Как бы странно это не звучало, но когда падает вес велосипеда, то все эти показатели улучшаются. Здесь не работает правило - чем тяжелее, тем устойчивее, так как приходится часто менять центр тяжести, а инерцию сложнее компенсировать.

Так что вес всего велосипеда крайне важный параметр, а его рама несет большую часть веса.

Она может быть стальной рамой, алюминиевой или хромо-молибденовой. Иногда встречаются титановые экземпляры. Вес зависит не только от рамы, но и от всех частей комплекта в совокупности, а также от назначения велосипеда. Шоссейные варианты весят обычно 8-9 килограмм, горные варьируются - есть облегченные варианты с весом в 9 кг, средние взрослые аппараты весят до 11 кг, а экземпляры для даунхилла могут достигать среднего веса в 20 кг.

Отдельные спортивные велосипеды стоят дорого и весят строго выверенное количество кг, но слишком разнятся в зависимости от производителя и назначения, поэтому бессмысленно указывать средний их вес. Наиболее дешевые велосипеды-солянки из «Ашана» и других крупных гипермаркетов стоят мало, но комплектация у них как правило тяжелая, ненадежная и негармоничная. Кататься на таком будет неудобно, тяжело и он быстро придет в негодность, а ремонту они, как правило, не подлежат.

Стальная рама

Как стальная рама, так и рама из различных сплавов с участием стали имеют примерно одинаковый вес. Для того, чтобы рама была максимально прочной, в сплав добавляют хром или молибден. Такая добавка позволяет также делать необычные конструкции рамы - утонченные посередине и утолщенные к краям. Это делает раму более легкой и удобной, а интересный внешний вид привлекает внимание особенно в сочетании с оригинальным цветовым решением. По сравнению с алюминиевыми трубами для рамы эти получаются тоньше и эластичнее.

При использовании стальной рамы пропадает необходимость в установке на велосипед карбоновой вилки или рамы. Ведь чем будет гибче выполненная рама, тем дольше она будет служить своему хозяину. Для туристического велосипеда это будет лучшим вариантом, так как они недорогие, но при этом отлично поддаются мелкому ремонту. Проблема велосипеда из стали заключается в легком обретении коррозии и более тяжелым весом по сравнению с рамой из алюминия. К преимуществам этой рамы из такого материала можно отнести:

• Отличную инерцию - после того, как владелец прекратил крутить педали, велосипед долгое время сохраняет отличную скорость;
• Мягкая стальная рама - сталь смягчает силу удара и вибрацию, в сочетании с карбоновой вилкой превращает езду на велосипеде в сплошное удовольствие;
• Изгиб - часто рама из стали изгибается под непривычными углами, что отлично помогает на поворотах;
• Долговечность и отличная способность к ремонту материала - помочь сможет каждый второй сварщик.

Но такая рама имеет и небольшое количество недостатков, среди которых увеличенный вес - в самых облегченных вариантах такая рама будет весить на 1 - 1,5 кг больше, чем другие варианты.

Резкий разгон на такой раме тоже не получится.

Рама из алюминия

Сейчас чаще всего изготавливаются велосипеды с алюминиевой рамой. Такие экземпляры легче, более отзывчивы к неровностям дороги, недороги как в ремонте, так и в покупке, а еще они не подвержены коррозии. Жесткость и вес у такой рамы будет лучше, чем у стальной, но сам металл будет иметь меньшую плотность. Алюминиевая рама получается легкой и жесткой, хотя сам диаметр больше у трубы. Если сравнивать со сталью, то увеличение диаметра труб такой рамы приведет к более жесткому варианту, но вместе с тем и на порядок легче.

Ощущаться изменение жесткости практически не будет, но если это ощущается, то можно поставить на велосипед карбоновые вилки, которые будут смягчать дорогу.

Сломанная рама из алюминия

К преимуществам алюминиевой рамы можно отнести:

• Лучшее среди возможных соотношение между весом и стоимостью конечного результата. Самая низкосортная рама не весит больше 2 кг, а хорошего качества - не более 1,5 кг;
• Резкий и хороший разгон на любой местности;
• Алюминий не подвергается коррозии металла;
• Является лучшим вариантом для велосипедистов с большим весом.

Недостатки этой рамы прямо противоположны достоинствам рамы из стали.

1. Рама из такого материала не только быстро разгоняется, но и так же быстро теряет всю свою инерцию.
2. Она является жесткой - алюминий не может погасить вибрации при катании. В сочетании с ригидной вилкой и вовсе катание может превратиться в мучение.
3. Люди с маленьким весом с трудом будут на нем кататься.
4. Больше 10 лет такая рама не прослужит, так как накапливает свою усталость и в самый неподходящий момент просто лопнет.
5. Ремонту также подлежит далеко не каждая поломка такой рамы.

Фрагмент металлической рамы, сваренной из двух уголков

Очень часто при строительстве жилых домов возникают ситуации когда нужно заделать проем в стене здания или использовать металлическую раму для проема. Рама, в свою очередь, служит основанием для крепления к ней дверей, люков, жалюзийных решеток, наполнением различных профилей типа кругляка, квадрата или просто проем «зашивается» цельным листовым прокатом. Так или иначе, металлическая рама для проема играет не последнюю роль в возведении зданий. Поэтому есть смысл поговорить о ней отдельно с точки зрения:

• Металлопрокат для рамы.
• Детали рамы.
• Как сварить металлическую раму.

Металлопрокат для рамы проема

Какой применить профиль чтобы обрамить проем рамой зависит от величины самого проема. Если у нас будет проем небольшой величины, например, 500 х 500 мм куда будет вставляться жалюзийная решетка, небольшая дверца достаточно будет ∟ 45 х 45 х 5 или ∟ 50 х 50 х 5. В случае же монтирования в проем простой металлической калитки размер уголка можно будет применить 63 х 63 х6 или 70 х 70 х 7. В отдельных случаях если нет в наличии этих уголков можно использовать швеллер N 8 - 10.

Основные детали металлической рамы

Как уже отмечалось выше к деталям рамы можно отнести металлический профиль уголок или швеллер, которые заготавливаются с учетом ширины и длины рамы. При чем очень важно в одной из деталей подготовить вырезы для стыковки с другими деталями. В уголках это могут быть вырезы под 45º или специальные высечки в полке одного из размеров. В швеллере также на одной из деталей обрезается полка для соединения с другой деталью так чтобы соединенный узел выглядел как одно целое. Нужно заметить, что сталь для сварки рам должна быть марки Ст 3 ПС или Ст 3 СП, но никак ни углеродистая сталь.

О высечке в уголках можно узнать, прочитав мою предыдущую стать о . Что касается того как будет выглядеть стыковка дух швеллеров, то достаточно взглянуть на прилагаемый рисунок.

Стыковка швеллеров под 90 градусов

Ответственную роль играют анкера, которые привариваются к раме для фиксации ее в проеме. Если проем представляет собой кирпичную кладку из любого типа , то к раме приваривают анкера из круглой стали. Обычно это сталь круглая Ǿ 10 - 16 А II - III. Если проем деревянный используются саморезы соответствующей длины, но для этого в раме предварительно сверлится отверстие нужного диаметра. Диаметр металлических анкеров зависит от размера рамы. Если периметр конструкции невелик и она сварена из малого размера уголка, достаточно будет изготовить анкера из проволоки-катанки Ǿ 5- 6 мм.

Как сварить металлическую раму

Прежде всего нужно иметь ровную поверхность для сборки рамы. Идеальным вариантом в этом случае будет стальной лист толщиной 10 - 12 мм. При себе нужно иметь стальной угольник для контроля прямых углов конструкции и рулетку как минимум 3-х метровую чтобы вымерить диагонали по внутренним углам собранной рамы.

Сварка рамы. Видно стыкуемые уголки с высечкой у правого

Если швеллер бывает обычно ровным то уголок зачастую имеет некую винтообразность. Особенно, это касается уголков малых размеров, поэтому перед сборкой рамы их нужно отрихтовать. И опять же, это удобней будет сделать на металлической плите, где можно не только рихтовать, а и проверять результат на ровной поверхности плиты. Как рихтовать знают все, но единственно что хочется заметить так это то, что если рихтуемая полка лежит на плите, то удары молотком нужно наносить по ребру полки, которая находится перпендикулярно к ней.

Для контроля прямых углов, как уже отмечалось, замеряют длину диагоналей по внутренним углам рамы. Вполне понятно что они должны быть равны. Электроды для сварки рамы следует брать марки АНО - 4, а для проваривания анкеров из армированной стали применяются электроды ДСК - 5. Диаметр электродов зависит от толщины полок профиля. Для уголка 50 х 5 будет достаточно 4 мм, а для сварки швеллеров – 5 мм. После сварки все сварочные швы после удаления окалины зачищаются круглошлифовальной машинкой.

Примечание

Все сварочные работы производить только в сухом помещении и в сухих сварочных рукавицах!

Отредактировано: 10.10.2019

Мы начинаем серию статей, в которой поговорим о материалах, используемых для изготовления велосипедных рам.

Основа любого велосипеда - рама. От ее качества, надежности и прочности зависит практически весь велосипед.

Нужно понимать, что характеристики рамы зависят не только от материала, из которого она изготовлена, но и в немалой степени от технологии его обработки, качестве сварки (соединения труб рамы между собой), ее . Все это влияет на эксплуатационные и ходовые характеристики всего велосипеда.

Для изготовления рам современных велосипедов обычно используют следующие материалы:

• Сталь (обычную, углеродистую, хромомолибденовую).
• (Titanium)
• , экспериментальные и оригинальные материалы (магниевые (Magnesiumc), алюминиево-скандиевые, бериллиевые сплавы, бамбук и т.д.)

У каждого типа материалов есть свои плюсы и минусы. Попробуем с ними разобраться.

Первая статья будет посвящена самому распространенному материалу, который используется при изготовлении велорам - стали.

Различные марки сталей используется для этого уже более 100 лет и, на мой взгляд, это не предел. На сегодняшний день, несмотря на широкое использование других материалов, стальных байков меньше не становится. А перспективы использования вселосипедов с такими рамами не только не ухудшаются, но и наоборот, становятся все более оптимистичными. Современные технологии варки сталей позмоляют получать маркисо все более улучшенными характеристиками.

Сталь, используемая для производства рам, бывает обычно трех типов:

• Обыкновенная сталь (steel)
• Высокотянутая или углеродистая сталь (High Ten)
• Хромомолибденовые сплавы (Cro-Moly, хромоль)

Обыкновенная сталь (steel)

Это самый низший тип сталей, используемый при изготовлении рам для самых дешевых велосипедов. Они быстро ржавеют, очень непрочные и тяжелые. Мы на них не будем останавливаться. Если услышите высказывание, что «этот велосипед сделан из водопроводных труб» - это как раз о них. Китайцы красят такие велосипеды в яркие краски, но это совсем не улучшает их остальных характеристик.

Велорамы из углеродистой (высокотянутой) стали (High Ten)

Рамы из этих сталей обладают очень хорошими прочностными характеристиками, стойкостью к ржавчине. Благодаря гибкости стали такие рамы хорошо ведут себя на дороге, гася ее неровности. С учетом того, что дороги в нашей стране уже много лет не самые ровные в мире и улучшений в ближайшее время не предвидится, эти рамы будут еще долго востребованы.

На велосипедах, изготовленных из них можно совершенно спокойно прыгать с бордюров и более высоких препятствий. Они нормально выдерживают и вообще, нагрузка на велосипед порядка 150 кг выдерживается ими совершенно спокойно.

Велосипедные рамы из хромомолибденовой стали (Cro-Moly, хромоль)

Хромомолибденовая сталь (хромоль) получается при добавления молибдена во время её варки. Молибден придает стали мелкозернистую структуру, повышает ее прочностные характеристики и увеличивает прокаливаемость. Чаще всего, для производства бесшовных труб, из которых изготавливают велосипедные рамы, используется легированная конструкционная хромомолибденовая сталь 30ХМА по ГОСТ 4543 или по американской классификации сталь 4130.

Эти марки стали легче, прочнее и надежнее, чем углеродистая сталь, описанная выше. Однако их цена значительно больше, чем углеродистых. Цена на высококачественную хромомолибденовую раму будет начинаться от 400$ (и это только рама!). Так что говорить о доступности велосипедов с такими рамами для обычных граждан в нашей стране не приходится.

Эти марки сталей гораздо меньше подвержены коррозии, чем предыдущие.

Проблемой при производстве таких рам является то, что найти хорошую хромомолибденовую сталь не так просто. Часто это более дешевые марки сталей. По информации в интернете настоящие профессиональные хромомолибденовые стальные рамы производит только фирма Marin (ну может еще один-два элитных бренда).

Свойства стальных велосипедных рам

Часто в обычных и интернет-магазинах продавцы говорят, что стальные велосипеды «это уже прошлый век», что сейчас на них никто не ездит. Это далеко не так. Современное развитие технологий и металлургии позволяет изготавливать стали, с гораздо лучшими свойствами, чем прошлом веке. Они крепче, так что даже трубы с более тонкими стенками спокойно выдерживают статические и динамические нагрузки, возникающие при поездке, при меньшем весе.

Плюсы стальных рам:

Недостатки стальной рамы

• Больший вес, по сравнению с рамами, изготовленными из других рассматриваемых нами материалов.
• Подвержены коррозии - могут ржаветь. Однако, при нормальной эксплуатации, если велосипед нормально покрашен, а не поцарапан, не зимует на улице и под дождем, регулярно моется и смазывается - он прослужит не один десяток лет.

Хочется немного остановиться на вопросе веса, который практически всегда приводят противники стальных рам.

Часто именно этот аргумент проталкивают современные маркетологи и продавцы, призывая покупать более легкие алюминиевые, карбоновые или титановые велосипеды, правда, забывая при этом упомянуть их цену и некоторые другие недостатки. А ведь вес - важная, хотя и не самая главная характеристика рамы, особенно для обычного, а не гоночного велосипеда.

Самая главные ее характеристики - прочность, жесткость и надежность. Обычный велосипедист не участвует в гонках на скорость, он использует велосипед или для получения удовольствий от велопрогулок или для работы.

Небольшое замечание: Мы используем два термина жесткость и прочность. Иногда возникает вопрос - чем жесткость отличается от прочности? Поясняем:

Жесткость - это способность материала не менять форму под воздействием нагрузки. Чем меньше жесткость, тем больше гибкость, пружинистость и амортизационные свойства материала.

Прочность - это способность матриала не разрушаться под воздействием на него нагрузки.

К тому же часто для уменьшения веса, стальные рамы делают из баттированных труб (баттированные трубы - это трубы с переменной толщиной стенок) или из труб с переменным или специальным профилем, которые позволяют снизить вес велосипеда, не ухудшая его прочности и надежности.

Баттирование бывает двойным или тройным. Т.е. толщина стенки трубы может меняться два или три раза. При этом в местах наибольших нагрузок, например, в местах сварки, стенка толще, чем в местах с меньшими нагрузками.

По поводу труб с не круглым профилем. Как видно на приведенной фотографии, у городского женского велосипеда Formula Breeze 2016 , продающегося в , верхняя рама имеет треугольную форму, а нижняя - овальную, вытянутую в вертикальной плоскости. Такой профиль делает всю конструкцию более прочной, чем если бы она была выполнена из обычных круглых труб. Да, честно говоря, и вид становится симпатичней.

Еще одно очень хорошее качество этого материала в том, что он достаточно дешев и велосипеды, изготовленные на основе таких рам, рядовой потребитель в нашей стране может позволить себе купить. Покупать велосипед по цене подержанного автомобиля могут далеко не все. Особенно в нашей стране.

Очень много детских и подростковых моделей велосипедов делается на основе стальных рам. Именно потому, что они надежны и дешевы, не боятся падений и неаккуратного отношения. Ну а что касается подростковых моделей, то вспомните, многие ли из Вас в детстве степенно разъезжали на своих великах во время прогулки. Нет. В основном это были гонки, прыжки, падения и столкновения. Именно поэтому подростковый велосипед должен быть крепким и надежным.

А сколько стальных велосипедов в семьях переходит от старшего ребенка младшему, а потом еще и детям друзей. Такие байки совершенно свободно служат более 10 лет, а то и более.

Помните, старые советские велосипеды? Ведь их до сих пор можно встретить на наших дорогах и часто именно это говорит о качестве материала, из которого они изготовлены. А в то время их изготавливали только из стали. И то, что он весит больше, чем алюминиевый, для большинства наших велосипедистов не играет никакой роли - они на нем ездят для себя, а не устанавливают рекорды на велотреке.

В качестве выводов хочется сказать следующее: миром правит маркетинг, а нам нужно пользоваться здравым смыслом.

Если нужен велосипед не для гонок по треку, а для обычных жизненных потребностей: надежный, прочный и, самое главное, не очень дорогой, то модель со стальной рамой - хороший выбор.

Помните только, что велосипед состоит не только из рамы, но и из других деталей и от их качества то же зависит комфорт и безопасность Ваших поездок.

В следующей статье мы рассмотрим и как они влияют на поведение велосипеда.