Budowa roweru podstawowe części
Rowery składają się z wielu podstawowych części, które tworzą cały rower. Części te obejmują główkę, rurę sterową, zespół widelca, końcówki, wspornik i hamulce. Każda część roweru jest zaprojektowana do pełnienia określonej funkcji, a ogólna konstrukcja roweru zależy od funkcjonalności części.
Rury kompozytowe
Rury rowerowe występują w różnych kształtach i rozmiarach. Mogą być jedno- lub dwugałęziowe, lub mogą mieć różne grubości na obu końcach. Czwarty rodzaj dętek ma ciągłą grubość, która zmniejsza się w kierunku środka. Te typy dętek rowerowych są używane w niektórych typach rowerów. Niektóre rowery wymagają większej wagi niż inne, podczas gdy inne nie wymagają dużo dodatkowej wagi.
Stalowe ramy rowerowe są najbardziej powszechne. Stal jest materiałem tanim, ale też łatwym do kształtowania i wyginania. Ramy rowerowe mogą być również budowane z wykorzystaniem stopów chromowo-molibdenowych. Columbus i Reynolds to dwaj najpopularniejsi producenci rurek rowerowych. Jednak rurki stalowe są ciężkie i podatne na rdzę, jeśli nie są odpowiednio traktowane.
Zalety rur kompozytowych w porównaniu z ramami metalowymi to niższa waga i lepsza wydajność pod obciążeniem. Zastosowanie włókien węglowych zmniejsza wagę ramy rowerowej i zwiększa jej sztywność. Włókna węglowe można również dopasować do konkretnych obszarów ramy, takich jak dolny wspornik, aby pomóc w opieraniu się zginaniu podczas pedałowania.
Projektowanie z materiałów kompozytowych ma praktycznie nieograniczony potencjał, dzięki unikalnym właściwościom materiału. Chociaż tradycyjne metody projektowania są czasochłonne i narażone na niepowodzenia, dzisiejsza technologia pozwala na szybkie i łatwe rozwiązania projektowe. Te innowacyjne rozwiązania symulują architekturę włókien i optymalizują kształty warstw, jednocześnie spełniając specyfikacje OEM. Jeśli myślisz o zakupie nowego roweru, rozważ korzyści płynące z zastosowania dętek kompozytowych.
Rury metalowe mogą być łączone z innymi rurami za pomocą lutowania twardego, spawania TIG lub klejenia. Lutowanie twarde jest niskotemperaturową metodą łączenia rur metalowych. Proces polega na użyciu palników gazowych rozmieszczonych wokół końcówek w celu stopienia białego topnika. Topnik ten oczyszcza powierzchnie, a wypełniacz przepływa wokół złącza, uszczelniając dwie rury razem.
Innym wyborem do budowy ram rowerowych jest aluminium. Aluminium jest bardziej opłacalne niż stal i oferuje dobrą giętkość i zachowanie kształtu. Jest również trwałe i może być kształtowane w celu zmniejszenia wagi. Przy odpowiedniej konstrukcji, aluminium może zaoferować solidną jazdę na wzgórzu, zachowując przy tym żwawe prowadzenie w ciasnych sytuacjach.
Rama rowerowa to struktura w kształcie rombu, która łączy wszystkie podstawowe części roweru. Części te nadają rowerowi sztywność i wytrzymałość oraz decydują o jego właściwościach jezdnych. Rama rowerowa posiada górną rurę, dolną rurę, wspornik siodła i dwa tylne haki.
Większość włókien węglowych używanych do produkcji ram i części rowerowych to włókna węglowe typu pre-preg, które zostały wstępnie zaimpregnowane żywicą. Jest on następnie owijany wokół lateksowego pęcherza i umieszczany w aluminiowej formie typu clamshell. Forma jest następnie podgrzewana w celu utwardzenia pęcherza impregnowanego węglem. Następnie warstwy węgla są ściskane. Proces ten wymaga wysokiego poziomu ciśnienia, aby stworzyć wysokiej jakości rurkę kompozytową.
Dwie cieńsze rury biegną spod siodła w dół do piasty tylnego koła. Łączą się one ze wspornikiem siodła, który można regulować, aby zwiększyć lub zmniejszyć wysokość siodła. Rura podsiodłowa jest zwykle oznaczona minimalnym znacznikiem, który ułatwia regulację wysokości. Rura podsiodłowa może być również wyposażona w uchwyty do mocowania.
Wypustki kompozytowe
Wypustki i rury kompozytowe są wykorzystywane do produkcji podstawowych części roweru, zwłaszcza ramy. Materiały te są lekkie, mocne i sztywne, a przy tym stanowią lekką alternatywę dla stali. Głównym problemem podczas projektowania ramy rowerowej jest koncentracja sił w miejscach łączenia. W ramie wykorzystującej materiały kompozytowe, końcówki i rury mają kształt stożka i są puste. Części te można w razie potrzeby łatwo naprawić.
Zastosowanie materiałów kompozytowych szybko zdobywa szturmem branżę rowerową. Zalety rowerów kompozytowych znacznie przewyższają ich wady. Włókno węglowe i aluminium są bardzo wytrzymałe, ale aluminium łatwo ulega korozji podczas łączenia. Oznacza to, że aluminiowe końcówki na karbonowych rurach mogą być podatne na korozję i awarie. Dodatkowo, różnice w rozszerzalności cieplnej i charakterystyce zmęczeniowej materiałów mogą powodować uszkodzenia w miejscach połączeń.
Kompozyty przeszły długą drogę od połowy lat 80-tych. Dzisiejsze materiały kompozytowe są mocniejsze niż kiedykolwiek, dzięki bardziej zaawansowanym programom analitycznym. Mogą one zastąpić tradycyjne stalowe sztyce w ramie roweru. Dobrze zaprojektowany zestaw kompozytowy jest lżejszy niż podobna rama metalowa, ale nadal ma doskonałe właściwości konstrukcyjne.
Najpopularniejszym materiałem kompozytowym stosowanym w rowerach jest włókno węglowe. Jest ono tańsze i waży mniej niż jedna czwarta stali, ale ma około czterokrotnie większą sztywność. Przy ściskaniu włókno węglowe jest sztywniejsze od stali i tytanu. Dodatkowo, żywica używana do łączenia włókien z ramą zapewnia dobre tłumienie drgań.
Aluminium i magnez to dwa inne powszechnie stosowane stopy na podstawowe części rowerów. Nie są one jednak tak trwałe jak aluminium i żaden z nich nie jest dobrym materiałem do spawania. Pomimo tych wad, materiał ten jest opłacalny w zastosowaniach rowerowych. Jedyne prawdziwe minusy aluminium i magnezu to waga i cena.
Wydłużenie to ilość rozciągania, jaką przechodzi materiał przed złamaniem, natomiast ciągliwość to ilość odkształceń, jakie może wytrzymać materiał przed złamaniem. Zarówno wydłużenie, jak i ciągliwość są ważne dla podstawowych części roweru. Im większe wydłużenie materiału, tym mniejsze ryzyko awarii. W rezultacie otrzymujemy mocniejszą ramę i bardziej żywe odczucia.
Powłoki z emalii uretanowej i ofiarne warstwy zewnętrzne pomagają zapobiegać drobnym przetarciom. Niektóre materiały kompozytowe są również zaprojektowane tak, aby były odporne na uderzenia i ścieranie. Chociaż odporność na uderzenia nie jest nieodłącznym elementem kompozytu, można ją dodać. Nie jest to jednak konieczność. Odporność na uderzenia jest jednak pożądana. Można je znaleźć w wielu częściach roweru. W ten sposób możesz wybrać najlepsze części kompozytowe do swojego roweru.
Wspornik kompozytowy
Wspornik kompozytowy to podstawowa część rowerowa, która pełni kilka funkcji. Jedną z nich jest podtrzymywanie linki hamulca przedniego w rowerze z hamulcami typu cantilever. Dostępne są również regulowane wsporniki. Te wsporniki zostały wynalezione przez Majora Taylora, znanego rowerzystę. Innym rodzajem wspornika jest wspornik tandemu, który zaciska się na wsporniku siodła kapitana. Te wsporniki mogą być regulowane pod względem długości i kąta.
Wsporniki mają różne średnice zacisków. Standard ISO wynosi 25,4 mm, natomiast standard włoski 26,0 mm. Nowoczesne wsporniki mogą uwzględniać niewielkie różnice w średnicy zacisku, podczas gdy starsze wsporniki wymagają dokładnego dopasowania. Jeśli wymieniasz wspornik, powinieneś wiedzieć, jaki rozmiar ma Twoja kierownica.
Wspornik bez gwintu jest podobny do wspornika typu quill. Wspornik bez gwintu wykorzystuje nakrętkę w kształcie klina, która pasuje do rury sterowej. Ten typ wspornika jest znacznie łatwiejszy do wymiany, ponieważ nie wymaga gwintowanych widełek. Należy jednak pamiętać, że wspornik bez gwintu będzie wymagał krótszej rury sterowej, więc musisz wziąć to pod uwagę.
Jedną z najważniejszych kwestii dla rowerzystów jest tłumienie wstrząsów i wibracji. Jest to skomplikowany temat w materiałoznawstwie, ponieważ wiele zmiennych może wpływać na sposób, w jaki komponent będzie reagował na wibracje. Warto jednak zauważyć, że materiały kompozytowe oferują lepsze tłumienie drgań niż inne materiały. Kompozyty są często stosowane w rowerach i samochodach wyścigowych o wysokiej wydajności ze względu na ich doskonałe właściwości tłumienia drgań.
Jeśli chodzi o wybór wspornika kierownicy, wybierz model, który pasuje do reszty komponentów Twojego roweru. Standardowy wspornik typu quillac jest wykonany z kutego aluminium, natomiast wspornik bez gwintu ma metalową płytę czołową. Wsporniki te są zazwyczaj dostępne w rozmiarach 130 milimetrów (5 cali) i w wersji jednoczęściowej.
Kolejną kwestią jest mocowanie części rowerowych. Na przykład aluminium jest bardziej podatne na korozję, gdy łączy się je z włóknem węglowym. Ponadto te dwa materiały mają różne potencjały galwaniczne. W rezultacie aluminiowe końcówki na karbonowych rurkach mogą łatwo ulec korozji. Różne materiały mają również różne współczynniki zmęczenia i rozszerzalności cieplnej, co może zwiększyć szansę na awarię w miejscach połączeń.
Wybór wspornika wykonanego z włókna węglowego wymaga dobrej znajomości kompozytów i realnych warunków jazdy na rowerze. Dzieje się tak dlatego, że elementy projektu muszą być testowane w rzeczywistych warunkach i konieczne jest ich dopracowanie. Komputery nie są w stanie nauczyć się umiejętności tworzenia takich komponentów rowerowych. Kluczowa jest wiedza i doświadczenie doświadczonych inżynierów.
Podobne tematy
