Первое, что нужно знать о велосипедных спицах — спицы должны быть изготовлены из нержавеющей стали (stainless steel) — она прочна и не подвержена коррозии. Дешевые велосипедные колеса собираются на хромированных (chrome, UCP- universal chrome plating) или оцинкованных спицах из углеродистой стали — эти спицы не так прочны и подвержены коррозии.

Ведущим производителем велосипедных спиц считается DT, и более часто встречающиеся Tom Ritchey.
Комплект баттированных (1.8-2.0мм) велосипедных спиц DT Adventure стоит порядка 25$. У всех хороших велосипедных спиц есть один “недостаток” — цена. Поэтому на спицах DT (в целях оптимальной экономии) можно собрать только заднее колесо велосипеда, на которое приходится основная нагрузка.

велосипедные спицыПредполагается, что на более качественных велосипедных спицах резьба накатана на спице так, что выступает за диаметр самой спицы.
А на менее качественных спицах резьба нарезана прямо по готовой спице, что легко определить и на вид и на ощупь.
По большому счету ничего страшного не случится, если собрать колесо на простых велосипедных спицах — просто придется регулярно слегка подправлять восьмерки.
Велосипедные спицы также делают и из титана (Titanium), но титановые спицы можно ставить только с бронзовыми ниппелями, что делает такое колесо незначительно легче, чем на стальных спицах с алюминиевыми ниппелями.
Углепластиковые спицы (Carbon fibre) существуют, но показали себя с не лучшей стороны — эти спицы хрупки и, соответственно, опасны.

Толщина велосипедных спиц (spoke gauges — размеры, калибры).

Диаметр спицы часто определяется калибром проволоки (wire gauges). Существует несколько национальных систем обозначений толщины калибром, что является причиной частой путаницы.
Основная проблема состоит в том, что во французской системе меньшие числа соответствуют более тонкой проволоке, а в американской и английской наоборот. Точка пересечения и является тем диаметром проволоки, из которой наиболее часто делают велосипедные спицы:

  • США/Англия 14g тоже, что и французская 13g.
  • США/Англия 13g тоже, что и французская 15g.

Более новая система I.S.O. измеряет толщину велосипедных спиц только в миллиметрах:

  • США/Англия 13g — 2.3 mm.
  • США/Англия 14g — 2.0 mm.
  • США/Англия 15g — 1.8 mm.
  • США/Англия 16g — 1.6 mm.

Тип сечения велосипедной спицы.

Велосипедные спицы бывают постоянного круглого сечения по всей длине и переменного сечения (swaged (butted)). Спицы переменного сечения выпускаются в пяти вариантах:

  1. Single-butted. — эти велосипедные спицы имеют утолщенную часть у конца с головкой и более тонкую по всей остальной длине до резьбы. Они встречаются нечасто. Их используют, когда надо иметь особенно прочное колесо на ободе со стандартными отверстиями.
  2. Double-butted. — такие спицы тоньше в середине, чем на концах. Наиболее часто встречаются следующие размеры 2.0/1.8/2.0 (14/15g) и 1.8/1.6/1.8 (15/16g). Эти спицы не только позволяют снизить вес. Утолщенные концы делают эти спицы такими же прочными в местах концентрации напряжений, как и спицы постоянного сечения. Более тонкая же секция придает спице большую эластичность, что позволяет ей упруго растягиваться на большую величину, по сравнению с цилиндрической спицей. Как результат в момент резкой сосредоточенной нагрузки (удара о выступ, например) наиболее нагруженные спицы могут достаточно удлиниться, чтобы перераспределить нагрузку на соседние с ними спицы. Это особенно желательно, когда ограничивающим фактором является та нагрузка, которую может выдержать обод, не разрушаясь вокруг спицевых отверстий.

  3. Triple-butted. — эти спицы (как, например, DT Alpine III) являются лучшим выбором, когда долговечность и надежность преследуются как основная цель: для тандемов и туризма с грузом. Они имеют достоинства как single, так и double butted спиц. DT Alpine III, например, имеет размеры 2.34(13g) у головки, 1.8 (15g) в середине, и 2.0 (14g) у резьбового конца. Single- и triple-butted спицы позволяют решить одну из сложных проблем конструкции велосипедного колеса. Так как резьба на спицах накатанная, а не нарезная, то внешний диаметр резьбы больше базового диаметра проволоки. Отверстия же во втулке должны быть достаточны для прохода и резьбовой части тоже. Это нежелательно, так как точное совпадение диаметра отверстия во фланце и диаметра спицы у головки особенно важно для увеличения усталостной прочности конструкции. Так как single- и triple-butted спицы толще у одного конца, то через отверстие во втулке пройдет резьбовая часть и у головки спица не будет иметь люфта во фланце.
  4. Аэродинамические (эллиптические) велосипедные спицы представляют собой вариант double-butted спиц, в котором утонченная часть имеет сечение в виде эллипса, что делает такую спицу немного более аэродинамической. Наиболее известные спицы такого типа — Wheelsmith Aero. Они имеют диаметр 1.8 (15g) у концов, и среднюю часть в форме эллипса 2.0×1.6, что эквивалентно 16g.
  5. Аэродинамические (плоские) спицы имеют более выраженный аэродинамический плоский, чем эллиптические. Однако эти велосипедные спицы нельзя просунуть в отверстия обычной втулки потому, что они слишком широкие. Чтобы их вставить в стандартную втулку необходимо проделать узкие прорези во фланце. Это может ослабить фланец и, как правило, прерывает гарантию.

Немного о ниппеле.

Велосипедные ниппеля чаще всего делают из никелированной бронзы. Этот материал очень хорош для велосипедных ниппелей, потому что бронзовая резьба очень гладкая, и бронза не коррозирует достаточно долго. Для легких колес высокого класса используются алюминиевые ниппеля. Такие ниппеля действительно позволяют немного снизить вес и являются достаточно надежными при правильном использовании. Они должны использоваться только с ободами, у которых пистоны изготовлены не из алюминия, потому что в месте контакта Al-Al между ниппелем и пистоном может произойти химическая сварка.

bikes.ironhorse.ru

Спицы в велосипедном колесе необходимы для того, чтобы соединять втулку с ободом. Таким образом они обеспечивают целостность конструкции и ее прочность. Кроме всего прочего, спицы играют в некоторой степени и амортизирующую роль. Некоторая гибкость этого конструктивного элемента обеспечивает распределение нагрузки по ободу колеса.


спицы для велосипедаСпицы для велосипеда состоят из двух частей – это собственно сам стержень и ниппель (грибовидная гайка для закрепления на ободе). Такая конструкция обеспечивает вполне надежное крепление. Один конец стержня загнут и расклепан. На втором имеется резьба, которая может быть нарезной или накатанной. Второй вариант делает спицу более крепкой и надежной. Нарезная резьба сильнее ослабляет данную деталь, которая часто ломается именно в этом месте. Изготавливают стержень либо из высоколегированной стали, либо из обычной (с напылением из никеля). Второй вариант менее надежен. Для спортивных моделей часто используются титановые варианты.

Ниппель изготавливается из бронзы, стали или алюминия. Первый вариант предпочтителен в том плане, что практически не прикипает. Замена спиц на велосипеде при использовании таких гаек может быть более простой. Стальные элементы являются самыми дешевыми, и специалисты не советуют их использовать. замена спиц на велосипедеНаиболее дорогой вариант – алюминиевые гайки. Они позволяют сделать колесо более легким.

Спицы для велосипеда обычного городского типа применяются в количестве 36 штук. В колесе шоссейных моделей их может быть меньше. Таким образом достигается большая маневренность велосипеда в плане изменения скоростей. В разных конструкциях количество спиц может быть неодинаковым. Однако их число всегда кратно четырем или двум.


Кроме того, спицы для велосипеда могут иметь разную толщину. В переднем колесе фланцы втулки симметричны, имеют стандартный размер. В заднем же многоскоростная конструкция, наоборот, асимметрична. Поэтому размеры могут быть абсолютно любые. Поэтому на моделях с одинаковыми типами втулок устанавливаются спицы, предназначенные для переднего колеса, для заднего справа и для заднего слева. При этом они имеют разную толщину.

регулировка спиц велосипедаИногда требуется замена или регулировка спиц велосипеда. Операции эти достаточно сложны, но при желании могут быть выполнены самостоятельно. Для того чтобы, например, подтянуть спицы, нужно перевернуть последний вверх колесами и пошатать стержни. Если амплитуда превышает 1-2 мм, необходимо подтянуть элемент. Сложнее не допустить появления «восьмерки» при подтягивании. Для этого придется определить амплитуду горизонтального и вертикального биения. Устраняют эти проблемы путем натяжения или ослабления спиц и смещения обода. Точно таким же образом исправляют «эллипс» обода.

Замена спицы может понадобиться в результате ее поломки. Чаще всего это происходит при сильном ударе, к примеру, о бревно или край ямы. Такое иногда случается, а поэтому стоит иметь при себе запасные спицы для велосипеда. Для того же, чтобы доехать до дома, в том случае, если нет инструментов для снятия колеса, поломанную деталь загибают и привязывают к ней проволоку. Таким образом можно будет добраться до того места, где возможно заменить спицу на новую. Последняя просто вставляется в обод и закручивается ниппелем.


fb.ru

Количество спиц

  Изначально практически на всех взрослых велосипедах было 72 спицы. 32 на переднем колесе и 40 на заднем в Англии, по 36 спереди и сзади в других странах. Исключением были гоночные велосипеды у которых количество спиц в колесах было 32.

  В начале 80-х годов свое слово сказали маркетологи. Они предложили устанавливать на серийные велосипеды колеса с количеством спиц 32. В производстве такие колеса получались дешевле и их продавали как улучшенную версию. А у покупателей они ассоциировались с дорогостоящими, профессиональными, гоночными велосипедами, поэтому их покупали с большой охотой. Но на деле эти колеса оказались менее прочными чем колеса с 36 спицами, хотя и выдерживали нагрузку большинства велосипедистов любителей.

  В дальнейшем столь удачная афера повторялась неоднократно, со все более «экстремальным» количеством спиц: 28, 24 и даже 16 спиц.
ждый раз новое колесо позиционировалось как улучшенное. На деле же такие колеса не дают никакого преимущества. Так как расстояние между спицами увеличивается, требуется более крепкий обод, чтобы компенсировать большее расстояние, соответственно имеющий больший вес. Соответственно колесо не дает преимущество в весе. Помимо этого в таком колесе натяжение спиц должно быть больше и если спица в нем лопнет, то колесо сразу становится непригодным для езды.

 

Количество спиц

 

  Самым лучшим вариантом будет использовать колеса с меньшим количеством спиц на переднем колесе и с большим на заднем. Например, 28-36 лучше, чем 32-32.

  Переднее колесо доставляет меньше проблем так как:

  • на переднем колесе симметричный «зонт»;
  • на переднее колесо меньше нагрузка;
  • на переднее колесо не действует крутящая нагрузка (если только оно не с тормозной втулкой).

  Если на велосипеде одинаковое количество спиц на переднем и заднем колесах, то это значит, что или переднее колесо тяжелее чем может быть или заднее колесо не достаточно крепкое.


 

velosreda.ru

Спицевой набор в велосипедном колесе выполняет вполне определенную роль — он служит для сборки втулки с ободом колеса. Спицы должны обеспечивать достаточную жесткость колеса в целом, его прочность и, в тоже время, некоторую амортизацию, дополняющую амортизацию велосипедных шин. Кроме того, спицы должны немного пружинить еще и для того, чтобы возникающая при ударах нагрузка равномернее распределялась по ободу, защищая его.

Кроме спиц встречаются и более экзотические варианты соединения обода и втулки колеса. Например, в мире шоссейных велосипедов довольно широко распространены дисковые колеса, где вместо спицевого набора присутствуют два слоя специальной сильно натянутой ткани, а в триатлоне, не редкостью стало применение моноблочных колес из углепластика с 4-6 плоскими и широкими спицами-лопастями. Но подавляющее число велосипедов все же имеет традиционные спицованные колеса.

Ни для кого не секрет, что для того, чтобы собрать хорошее колесо, кроме хорошего обода и втулки, требуются качественные спиц. Кто ж не помнит те времена, когда на Туристы и Спутники ставили низкокачественные спицы уменьшенного диаметра. Результатом были постоянные обрывы головок спиц и, иногда, вырывание резьбовой части спицы из ниппеля. Особенно сильно это проявлялось на груженном велосипеде.


Детали.

В традиционном велосипедном колесе спицевой набор обычно состоит приблизительно из трех десятков спиц. То, что называют спицей в разговоре, на самом деле представляет собой две детали. То есть, это собственно спица — длинный тонкий стержень с загнутым и расклепанным концом с одной стороны и резьбовым с другой и ниппель — гайка грибовидной формы, которая крепит спицу к ободу.

Качественные спицы в подавляющем своем количестве изготовляются из высоколегированных (нержавеющих) сталей, преимущественно хромомолибденовых. Наиболее дорогие варианты — облегченные, из титановых сплавов, самые дешевые — из обычных конструкционных сталей с поверхностным напылением никеля. Спицы могут быть как раскатанными, так и тянутыми. Катанные (не надо путать с катанной или паленной водкой) спицы обладают несколько худшими характеристиками.

Велосипедные спицы размеры На прочность спицы сильно влияет тип резьбы. Она может быть нарезанной в теле спицы или накатанной. Накатанную резьбу можно узнать по тому, что диаметр, измеренный по вершинам резьбы, больше, чем диаметр гладкого стержня рядом с резьбой (нижний рисунок). При нарезании резьбы, тело спицы заметно ослабляется в зоне ее расположения, при накатывании резьбы — тоже ослабляется, но меньше. Спицы с накатанной резьбой оказываются заметно прочнее, в зоне расположения резьбы, разумеется. Но накатка сложнее в исполнении, поэтому такие спицы оказываются дороже. Примером высококачественных спиц с накатанной резьбой являются все спицы компании DT Swiss.

Велосипедные спицы размеры Ниппели представляют собой тонкие высокие гайки грибовидной формы со шлицом под отвертку на «шляпке» и четырьмя гранями под ключ с противоположной стороны. Могут быть увеличенной высоты, они нужны, если планируется установка в высокопрофильные обода (например у DT Swiss есть модификация с высотой 16 мм и 12 мм). Самые дешевые ниппеля изготавливаются из стали (такие брать не стоит), среднего уровня — из бронзы (или латуни), дорогие — из алюминия. Резьба в бронзовых ниппелях работает мягче, чем в стальных и не закисает со временем. Суть применения алюминиевых ниппелей — снижение веса, правда, по данным DT Swiss, всего на 40 г на пару колес.

Количество спиц и их размеры.

Количество спиц в традиционном колесе горного велосипеда составляет 32 или 36 штук, хотя это зависит от назначения колеса и вида спицевого набора. Иногда их может быть и меньше. На гибридах и городских велосипедах чаще всего устанавливается 36 спиц. На тандемах спиц может быть даже до 40 или 48!, а на шоссейных велосипедах 32, 28, 24. Снижением количества спиц достигается общее снижение веса колеса, и, в том числе, вращающихся масс, что очень важно для езды с частыми изменениями скорости движения, а также некоторое снижение аэродинамического сопротивления. Количество спиц в колесе кратно 4 (есть ведущие и хвостовые слева и справа), а в случае применения радиального спицевого набора — кратно 2.

В зависимости от размеров втулки, эффективного диаметра обода и типа спицевого набора, необходимо применение спиц вполне определенного размера. Причем знать его необходимо не только для сборки нового колеса, но и для замены выбитых или порванных спиц. Сейчас выпускается широкий набор спиц с шагом по длине между соседними размерами в 1-2 мм. Номинальная толщина обычных спиц составляет 1,6…2,3 мм. Таблица соответствий метрических размеров и размеров, принятых в качестве стандарта в США, приведена ниже.

Диаметр

Диаметр (gauge)
2.3 мм 13G
2.0 мм 14G
1.8 мм 15G
1.6 мм 16G
1.5 мм 17G
1.3 мм 18G
1.2 мм 19G

Так как в большинстве случаев фланцы передней втулки симметричны, а задней многоскоростной асимметричны и могут иметь разные размеры, то на велосипеде с одинаковыми ободами и втулками одной группы обычно присутствуют спицы трех размеров: на переднее колесо, на заднее справа, на заднее слева.

Методы снижения веса.

Велосипедные спицы настолько длинные и тонкие, что могут работать только на растяжение, так как прочность на изгиб очень мала, а для работы на сжатие у спиц не хватает устойчивости. Наибольшие напряжения в теле спицы возникают в зоне загнутого и резьбового концов спицы, что связано с различными ослабляющими эффектами. В средней же части спицы, где полностью отсутствуют какие-либо концентраторы напряжения, прочность оказывается выше. Таким образом, в средней части спицы можно убрать часть материала для снижения веса при выравнивании прочности спиц по концам и в середине. Иногда на загнутом конце спицы наоборот делается дополнительное утолщение, так как головка спицы — ее самое слабое место. Экономия материала позволяет снижать вес спиц на два колеса примерно на 100…200 г. Спицы с переменной толщиной, это так называемые баттированные спицы.

Кроме снижения веса, утоньшение спиц в средней их части позволяет сделать их более эластичными, что необходимо для дополнительной защиты обода и втулки при возникновении резких ударов от препятствий.

Но баттированные по длине — не единственные спицы с переменной геометрией. Существуют спицы с аэродинамическим профилем. Концы таких спиц имеют круглое сечение, а средняя часть имеет эллиптический или сильно уплощенный профиль.

Типы спицевых наборов.

Колесо может быть собрано с тангенциальным (точнее полутангенциальным) или с радиальным спицевым набором. В случае применения тангенциального спицевого набора, когда от спица идет на перпендикулярно втулке, колесо может быть собрано в 1, 2, 3 или 4 креста, то есть спица по своей длине пересекает 1-4 спицы с той же стороны втулки, в случае радиального, соответственно — в 0 крестов. В чем же разница? Чем с меньшим количеством крестов собрано колесо, тем короче спицы, а следовательно, колесо будет легче. Но в этом случае колесо становится более жестким, но менее прочным, так как нагрузка распределяется по ободу менее равномерно и он может легче пострадать при ударе. К тому же колеса с радиальным набором спиц могут применяться только там, где на оси колеса отсутствует крутящий момент, то есть только в качестве передних колес и только в случае, если не установлен дисковый или втулочный тормоз. Из других неприятных моментов — повышена вероятность самопроизвольного раскручивания головок спиц за счет их строго перпендикулярного ободу расположения. Применение радиального спицевого набора также требует специальных втулок с прочными фланцами. Подавляющее количество колес собирается в 3 креста.

Причины поломки спиц.

Здесь не рассматриваются случаи, когда спицы рвутся при попадании велосипеда в огромную яму, при ударе о бревно или камень с последующим сильным искривлением обода, а также случаи, когда спицу выбивает попавшем в нее крепким предметом. Главной причиной поломки спиц, которое происходит обычно в зоне головки — слабое их натяжение. В этой ситуации спицы испытывают существенное изменение нагрузки при вращении колеса, и происходит усталостное разрушение спицы. Также возможна поломка резьбовой части или ее вырывание из ниппеля, в случае использования слишком коротких спиц.

www.sportelement.ru

(Как рассчитаь длину спицы (велоспицы)? Реферат)

Леонид Ливеровский

Содержание

  • Получение исходных данных для расчета длины спиц
    • Paired Spoke Wheel (колесо с парными спицами)
  • Формула для расчета длины спиц
  • Вывод формулы
  • Калькуляторы для расчета длины спиц
  • Калькулятор для расчета длины велосипедных спиц от Pete Gray (работает на Java)

Получение исходных данных для расчета длины спиц

(рисунки с сайта Шелдона Брауна)

 

Введение

Для понимания всех терминов, используемых далее, необходимо ознакомится со статьей "Сборка велосипедных колес" Шелдона Брауна.

Длина спиц не очень критична, точность расчета в 1 мм вполне достаточна. Большинство калькуляторов рассчитывают длину спиц с точностью до десятых долей милиметра, но спицы продаются с шагом в 1 мм, а некоторые бренды и с шагом в 2 мм.

Количество крестов и спиц

Каждая спица в спицевом наборе пересекает несколько других спиц. Количество этих пересечений и называется "крестами", обозначим мы это знаком K. Радиальный набор, иначе говоря — это набор "в ноль крестов". Количество спиц обозначим знаком N.

Размеры втулки

Основные размеры втулки: DL, DR, WL, WR, S

 

  • D — диаметр фланца втулки. Левого (DL) и правого фланца (DR) по центрам отверстий, а не внешний диаметр. Обычно бывает в диапазоне 38 — 67 мм;
  • S — диаметр отверстия под спицу (обычно 2,4 мм)
  • W — расстояние от центра до фланца втулки (WL — до левого фланца, WR — до правого фланца).

 

Велосипедные спицы размеры
Измерение диаметра фланца (Flange Hole Diameter).   Это расстояние от центра одного отверстия под спицу до центра диаметрально противоположенного отверстия. Поскольку измерять расстояние между центрами отверстий затруднительно, то более точные результаты можно получить, измерив расстояние между краями отверстий и их диаметр. Полученное расстояние скорректировать на величину одного диаметра.

Расстояние от центра до фланца втулки WL, WR(Hub Center To Flange Center Dimension — Flange Spacing) получается за два шага:

 

Велосипедные спицы размерыИзмерте расстояние от плоскости контргайки до центра фланца. В заднем колесе правые и левые спицы имеют разную длину, а в переднем одинаковую. ПровеИзмерьте базу (ширину) втулки OLD Over Locknut Distance от плоскости правой контргайки до левой.дите измерения для правой и левой стороны (A, B). Рассчитайте расстояния от середины втулки до фланцев по формулам:

  • WL(Left Center to Flange Dimension) = OLD / 2 — A
  • WR (Right Center to Flange Dimension) = OLD / 2 — B

Замечание. Помните, что неаккуратно проведенные замеры могут привести к большим ошибкам в расчетной длине спиц. Все измерения должны проводится с точностью до 0,1 мм. Для измерений пользуйтесь штангенциркулем и стальной линейкой или хорошей металлической рулеткой.

Размеры обода

Обод имеет единственный размер — эффективный (эквивалентный) диаметр обода.

Измерение эквивалентного диаметра обода (Effective Rim Diameter — ERD) — его еще можно назвать диаметром, измеренным по концам спиц. То есть ERD — это расстояния от конца одной спицы до конца диаметрально противоположенной ей спицы в полностью натянутом колесе. Измеряется на самом деле расстояние от дна шлица под отвертку одного ниппеля до того же места диаметрально противоположенного ниппеля.

Эквивалентный диаметр обода прямым измерением без специального измерительного инструмента получить нельзя. Его можно вычислить следующим образом.

Первый способ

  1. Тщательно измерьте внешний диаметр обода ORD (от одного края (торца) до другого) Следите, чтобы рулетка или линейка проходила точно через центр обода. Сделайте как минимум два измерения, проведенные под прямым угом друг к другу, чтобы проверить, круглый ли обод. Если два этих значения будут различаться, сделайте еще один замер в другом месте и усредните полученные результаты.
  2. Вставте ниппель в любое отверстие обода. Штангенциркулем измерьте расстояние от торца обода до дна шлица под отвертку в ниппеле. Это будет размер HN. В этом месте и должны заканчиваться спицы в полностю натянутом колесе.
  3. Вычислите эквивалентный диаметр обода по формуле ERD=ORD-2*HN.

Эффективный диаметр ободаВторой способ

  1. Вставте две спицы в диаметрально противополженные отверстия обода.
  2. Накрутите на них ниппеля.
  3. Сnяните спицы как следует и измерьте расстояние A — от одного торца ниппеля до другого торца ниппеля. Сделайте несколько измерений, результат усредните.
  4. Измерьте высоту ниппеля — B.
  5. Рассчитайте ERD=A+2*B.

 

Нессиметричный обод

Несиметричный ободНесимметричные обода типа OCR (Off Center or Asymmetric rims) требуют корректировки длины спиц, которая была рассчитана для симметричного обода.

Можно просто скорректировать рассчитанную длину спицы для симметричного обода на 1 мм — добавить для правой стороны и вычесть для левой стороны заднего колеса; или добавить 1 мм для стороны с диском и вычесть 1 мм для стороны без диска переднего колеса.

Есть точный способ расчета. Надо скорректировать размеры втулки, участвующие в расчете. (Изменение размера спицы будет одинаковым, когда обод смещается относительно втулки или наооборот.) Надо просто изменить смещение фланца (WL, WR) на величину смещения несимметричного обода, которая равна RimOffset RO=(W/2)-L

Скорректируйте размеры втулки следующим образом:

  • WL_effective=WL— RO
  • WR_effective=WR +RO

Paired Spoke Wheel (колесо с парными спицами)

Существует и такой тип спицевого набора, как на рисунке:

Paired Spoked Wheel

Калькулятор от Rinard (Страница Rinarda) вычисляет длину таких спиц используя понятие эквивалентного количества крестов, которое м.б. дробным.

Формула для расчета длины спиц

Упрощенная формула (чисто геометрическая, не учитывающая толщину спицы, диаметр отверствия во фланце и растяжение спицы) выглядит так:

SpokeLengthx=SQRT(Wx2+Dx2+ERD2-2*Dx*ERD*cos(360/(N/2)*K)

SpokeLengthx — это или правая или левая спица (x = R или L).

Wx — WR или WL (расстояние от центра до фланца втулки).

Dx — DR или DL (диаметр фланца).

S — диаметр отверстия во фланце втулки под спицу.

После проведения чисто геометрического расчета, полученную длину следует скорректировать (из книги The Bicycle Wheel, автор Jobst Brandt, 3 издание):

SpokeLengthxActualх=SpokeLengthx-S/2-1

1. Уменьшение на половину диаметра отверстия под спицу во фланце S/2 (обычно это 2.4/2=1.2 мм) связано с особенностью маркировки длины спиц производителями — длина измеряется от загиба до конца резьбы, а не от центра шляпки.

2. Уменьшение еще на 1 — 2 мм необходимо, так как спица при рабочем натяжении удлинняется примерно на 1 мм (для колес 24" — 29") и в собранном колесе ERD обода несколько уменьшается под действием сил сжатия от натяжения спиц.

Для недорогих ободов простого П-образного профиля спицу лучше иметь чуть короче, что бы не надо было спиливать выступающие из ниппелей концы спиц, иначе они могут проврать ободную ленту и камеру. Для таких ободов уменьшите длину на 2 мм с запасом.

Округлите результат математически до 1 или 2 мм, в зависимости от шага спиц у производителя.

Для "коробчатых" ободов, где ниппель спицы утоплен, и нет опасности, что выступающий конец спицы проврет ободную ленту, уменьшать с запасом длину спиц не надо. Достаточно уменьшить на 1 мм.

Округлите результат в большую целую сторону до 1 или 2 мм, в зависимости от шага спиц у производителя.

Вывод формулы

Вывод формулы базируется на тригонометрии и теореме Пифагора в рамках школьной программы (рисунки из Wikipedia)

К выводу формулы

где

  • a = WR или WL (расстояние от центра до фланца втулки)
  • r1 = DR или DL (диаметр фланца)
  • r2 = ERD (эффективный (эквивалентный) диаметр обода)
  • m = количество спиц на одной стороне колеса = N/2
  • k = количество крестов
  • ? = 360° k/m, например, 3*360°/18 = 60°.

? — угол между прямыми от оси втулки к месту спицы в ободе и от оси втулки к месту спицы во фланце. Эта часть формулы наиболее трудна для понимания.

Угол этот зависит от количества отверстий (спиц) и количества крестов. Чем больше крестов, тем больше этот угол. Чем больше спиц для данного количества крестов, тем меньше этот угол, поскольку дуга между соседними спицами представлеят меньшую долю всей окружности. Для 36 спиц, собранных в 3 креста этот угол равен 60 градусам, для 36 спиц, собранных в 4 креста этот угол равен 80 градусам.

Метод вычисления этого угла довольно хитроумен. Ключем к понимаю является расположение на ободе двух соседних спиц на фланце, идущих в противоположные стороны. Назовем такие спицы "граничными". Посчитаем количество отверстий в ободе между ними. В колесе, собранном в 3 креста, между "граничными" спицами на ободе будет еще ровно 13 спиц — 6 с того же фланца и 7 с другого. Можно понять почему между "граничными" спицами получается еще ровно 6 спиц с той же стороны фланца — каждая граничная спица должна пересечься с еще тремя спицами. Таким образом между "граничными" спицами должно быть 6 отверстий или 7 промежутков. В середине каждого промежутка есть отверстие для спицы с противополжного фланца. Итого выходит 13 спиц или отверстий должно быть между "граничными" спицами в колесе, собранном в 3 креста.

Теперь главная "хитрость". Зададимся вопросом: для любой "граничной" спицы как далеко (по углу) впереди (или позади) находится отверстие в ободе по отношению к отверстию во втулке (имея ввиду, что отверстия расположенные на одном радиусе (из центра втулки) находятся ни впереди ни позади).

Рассмотрим "центральную" спицу из этих 13-ти, которая идет к противоположному фланцу, по отношению к фланцу наших "граничных" спиц. Из соображений симметрии следует ожидать, что радиус, делящий угол между отверстиями для граничных спиц пополам, должен пройти точно через "центральную" спицу. Теперь мысленно повернем этот радиус вперед (по часовой стрелке) на половину угла между отверстиями во фланце втулки, что составит ровно одно отверстие вперед (по часовой стрелке) в ободе. Теперь мы имем радиус, проходящий через отверстие "граничной" спицы во фланце, что точно соответсвует тому углу ?, который нам необходим. Поскольку сначала этот радиус был на 7 отверстий в ободе впереди от истинного граничного отверстия в ободе, то после поворота его в сторону "граничного" отверстия осталось 6 промежутков. 6 дуг (промежутков) во втулке — это 6/36 — 1/6 * 360 = 60 градусов.

Таким образом мы доказали, что угол ? всегда есть число крестов умноженное на угол между соседними отверстиями одной стороны фланца или, что то же самое между отверстиями для спиц одной стороны в ободе. Например, для 36 спиц и 3 крестов угол между соседними отверстиями одной стороны фланца 360/18 = 20 градусов, и искомы угол равен 60 градусам. Для колеса в 4 креста осталось бы 8 спиц в промежутке, 8/36 — 1/4 * 360 = 80 градусов.

Формула рассчитыват диагональ воображаемого параллелепипеда.

Рассмотрим проекцию колеса на плоскость перпендикулярную оси спицы, где ниппель рассчитываемой спицы находится наверху. Эта спица и есть проекция диагонали воображаемого параллелепипеда. Параллелепипед имеет глубину a (Wx), на риснке не видна — находиться в перпендикулярной плоскости, высоту r2-r1cos(?) и ширину r1sin(?).

Простая тригонометрическая формула используется для вычисления длины проекции спицы на плоскость колеса, как показано на рисунке.

Для вычисления собственно длины спицы (диагонали воображемого параллелепипеда) применим теорему Пифагора.

Итог выглядит так:

Формула

Подробно о расчете длины спиц с выводом формулы с иллюстрациями на сайте Robert Torre (на английском языке)


Калькуляторы для расчета длины спиц

  1. Офф-лайн калькуляторы:
  • Упрощенный калькуляторот от Rinard — сделан в виде листа Excel
  • Полный вариант калькулятора от Rinard (с базой данных ободов) — сделан в виде листа Excel
  • Полный вариант калькулятора от Rinard переведен на русский язык (с очень старой базой данных ободов +обод "Турист") — сделан в виде листа Excel
    Рассчитывает и колеса с парными спицами! На русском языке! Корректирует геометрическую длину спиц на 1 мм.!
    • (Страница Rinarda)
  • Калькулятор свободно распространяемый с сайта Антона Чубченко (программа сделана на базе таблички EXCELL) http://www.realbiker.ru/SpoCalc.shtm
  • Свободный калькулатор длины спиц Lexapskov v 2.0 (для Windows)
  • Свободный калькулятор длины спиц для мобильных телефонов на Java MIDP 2.0 от KROTOBOBR.RU
  1. Он-лайн калькуляторы:
  • Он-лайн калькулятор на сайте UP Bikes — на русском языке.
  • Он-лайн калькулятор на сайте ALLCALC.RU
  • Он-лайн калькулятор от Roger Musson’s "Wheelpro"с базой данных втулок и ободов

Калькулятор для расчета  длины велосипедных спиц от Pete Gray (работает на Java, в настройках безопасности надо разрешить выполнение java-приложений)

Это простой калькулятор для расчета  длины велосипедных спиц от Pete Gray. В нем используется чисто геометрическая формула расчета, результат не корректируется.

Этот калькулятор очень удобен для наблюдения за тем, как происходит изменение длины спиц, когда вы изменяете один из размеров на миллиметр или два.

www.caravan.hobby.ru

Приветствую Вас!

В предыдущей статье мы с Вами рассмотрели такую часть велосипеда, как колесо. А точнее, не само колесо, а его общие особенности и различие размеров. И, как обещалось в предыдущей статье, сегодня поговорим о спицах и ниппелях.

И вправду, спицы – какое их прямое предназначение? Почему спицы, а не цельный диск, как, например, у автомобиля?

Из этой статьи вы узнаете:

1. Что такое спицевой набор?

2. Виды спицовки колеса.

3. Радиальный набор спиц.

4. Колёса Spinergy — что это?

5. Типы спиц, их строение и материал изготовления.

6. Видео-урок: «Как собрать велосипедное колесо».

Помните наших аристократов 19 века, которые катались на велосипедах с колесами карет? Это самое простое колесо со спицами. Строение колеса было примерно таким: деревянный обод, ступица и несколько деревянных спиц. Спицы в колесе работают на сжатие, поочередно. Иными словами, в момент, когда спица находится внизу перпендикулярно земле, она принимает весь вес велосипеда, но колесо крутиться, и спицы неким образом «чередуются» и сжимаются по очереди. Все было хорошо, вплоть до 1820 года.

Джордж Кэйли сформулировал теорию упругости, которая изменила весь мир. А точнее, представление о спицах 🙂 Теория интересная, но мы же не на уроке физике, поэтому покажем все на примере велосипеда. Спица, которая работает на сжатие, должна иметь диаметр больше, чем спица, работающая на растяжение, для обеспечения одинаковой прочности. А соответственно, спица с меньшим диаметром иметь меньший вес. И тут понеслось…. Сначала искали подходящий материал, ведь дерево не подходит, взяли за основу сталь, а потом начали придумывать, как превратить спицу, работающую на сжатие, на спицу, которая будет работать на растяжение. И вот, это было придумано! Современная спицовка колеса – явный пример.

Первое колесо с такой спицовкой было сконструировано только через 47 лет, в 1867 году Медисоном Каупер, и не для велосипеда, а для шасси аэроплана. Также на таком колесе была установлена пневматическая покрышка. О развитии покрышек велосипедных колес читайте следующую статью.

Следующее серьёзное изменение спицовки колес состоялось недавно. Фирма Mavic предложила «вилсет», где часть толстых спиц из карбона работают на сжатие и на растяжение.

Спицевой набор

Спицевой набор – это некое количество спиц расположенных в колесе в определённом порядке. Задачи такого набора следующие: центрирование обода, расположение обода относительно фланцев втулки, удерживание формы колеса, обеспечение прочности и жесткости колеса, а также равномерное распределение нагрузки по колесу. Колесо должно быть жестким в радиальном и поперечном направлениях, а также иметь достаточную крутильную жесткость. Чем выше радиальная жесткость, тем легче колесо переносит удары при преодолении препятствий и меньшая вероятность получение деформации типа «яйцо» или вообще поломки колеса. Большой запас поперечной жесткости исключает возможность появления восьмерок на колесе. Но это еще не все. Бывают случаи, в связи с неправильной спицовкой, на вираже покрышка цепляет перья рамы. Это происходит за счет маленькой поперечной жесткости, колесо прогибается и может лопнуть. Что очень и очень плохо. Тангенциальная, то есть, крутильная жесткость обеспечивает возможность передачи движения от педалирования и торможения. Чем лучше колесо «крутит», тем легче велосипедисту ехать!

Спицевые наборы бывают разные. Отличаются они между собою количеством спиц и, соответственно, крестов (мест пересечения спиц). В основном, количество спиц кратно четырем, в радиальном наборе кратно двум, а в спицевом наборе «Воронья лапа» — кратно трем.

А теперь поговорим о видах спицовки колеса: как, куда, зачем?

Чем больше угол наклона спицы к радиусу колеса, это может быть вплоть до 90 градусов, тем больше образуется крестов. Также на количество крестов влияет диаметр фланца втулки, обода, и конечно же, количество спиц. Когда спица расположена к ободу под углом, близкому к 90 градусов, тогда на нее действует наименьшая сила. Также, такое колесо эффективнее при разгоне, а торможение происходит без лишних вибраций, и велосипед останавливается быстрее. А если колесо имеет наименьшее количество крестов, спицы, соответственно, станут короче, и массу будут иметь меньшую, возрастает поперечная жесткость.

Именно поэтому нужно выбирать колеса, исходя из стиля своей езды. Каждый должен решить, какой набор ему подойдет. А для того, чтобы Вы лучше сориентировались и разобрались в достоинствах и минусах каждого набора, рассмотрим один из видов набора поподробнее.

Радиальный набор, очень слабый, но красивый набор. В таком наборе спицы не пересекаются, а идут по радиусу колеса, получается что-то типа «солнышка». Спицы получаются короткими, а соответственно легкими и еще аеро-динамичными. Если Вы внимательно читали предыдущий абзац, то уже сделали вывод, что из-за отсутствия крестов колесо имеет большую поперечную и маленькую крутильную жесткость. Но это еще не все особенности такого набора спиц! Спицы работают не только на растяжение, как при крестовом наборе, а и еще на изгиб. Взгляните на картинку, и поймете. Именно поэтому такое колесо используют только в качестве переднего, да и то, редко очень, ну прям очень редко…. А чтобы использовать похожий радиальный набор на заднем колесе, придумали комбинированный набор. Одна сторона имеет радиальный набор, а другая тангенциальный. Благодаря этому колесо получается максимально жестким и долговечным.

Да, и еще! Если на колесо с радиальным набором установить дисковый или роллерный тормоз, велика вероятность поломки спиц при экстренном торможении. Поэтому устанавливаются только ободные тормоза. Думаете это все особенности этого набора?? Эх, если бы…. Спицы имеют свойство самостоятельно выкручиваться, а фланец втулки может не выдержать нагрузки и разрушиться, в самый неподходящий момент.

Допустим, с набором спиц мы с Вами определились. Но это только начало нашего с Вами путешествия по миру «Спиц и ниппелей».

Мы с Вами узнали, что спицы работают на растяжение. А теперь мы Вам расскажем о том, какое правильное значение предварительного натяжения спиц. Ведь, если спица будет перетянута, велика вероятность ее разрыва, а если спицы будет слишком расслаблена – скорее всего, на первой яме ваш обод просто-напросто получит восьмерку. Чтобы ни того, ни другого не произошло, продолжайте читать статью, и, как говориться, предупрежден — значит вооружен! Вперед 🙂

Если спицы постоянно натягивать, а потом ослаблять (или этот процесс будет проходить произвольно), они долго не протянут и лопнут в местах напряжения. Существует два вида натягивание спиц. Первый, традиционный, используется в колесах с числом крестов от 2 до 4 и натяжением от 40 до 80 кг/с. Ну а второй способ придумали инженеры компании Shimano и сила затяжки равна 120 кг/с! Но это еще не все, количество спиц уменьшилось до 16 штук на одно колесо. Благодаря чему же произошел большой скачек в прочности, и получилось значительное уменьшение веса колеса? Читаем дальше!

Какие спицы лучшие?

Во-первых, это перевернутые спицы. Получается, что регулировочная головка спицы находится не в ободе, как мы привыкли, а во втулке. Смотрите фото. Таким образом, вес всего колеса значительно уменьшается, а соответственно уменьшается момент инерции.

Во-вторых, это парно-перекрестное расположение спиц. Иными словами, спицы с правого фланца втулки крепятся к левой боковине обода по касательной, и наоборот. Благодаря такому простому решению удалось увеличить силу натяжения спиц и равномерно распределить усилие на обод. Также возрастает и общая поперечная жесткость колеса.

В-третьих, полурадиальный набор. О нем мы писали выше, но напомним вкратце еще раз. Получается, что левая сторона колеса заспицована в один крест, а правая имеет спицовку типа «солнышко», то есть, без крестов, вообще. При комплексном применении выше перечисленных пунктов, включая данный, поперечная жесткость колеса увеличилась на 20%.

В-четвертых, это геометрия спиц. Спицы используются уже не круглые, а плоские, что дает прирост в аэродинамике и увеличение амортизационных свойств обода.

Вот Вы уже знаете секреты самого лучшего и самого легкого колеса от компании Shimano.

Мы в 4-ом пункте затронули вопрос о геометрии спиц, а это очень интересный вопрос, ответы на который читайте ниже.

Все началось с того момента, как впервые было собрано колесо на прямых спицах, без J-образного изгиба спицы. Читали статью о колесах, в которой мы разбирали новшество 29» колес, и о том, что чуда не произошло? Так вот здесь не совсем такой случай. Одни были поклонниками таких, прямых, спиц, объясняя свой выбор техническими качествами, а остальные были против, задавая вопрос: «Где взять запасную спицу, если эксклюзивная спица нового образца сломается?». И те, и другие оказались правы! А мы Вам выразим чисто личное мнение команды velo-travel.

Прямые спицы действительно можно натянуть сильнее, они долговечнее, а колеса жёстче. И совсем не проблема с собой возить несколько запасных спиц, на случай непредсказуемых обстоятельств. Но дело в том, что обычный велосипедист этого не заметит на своем велосипеде. Плюсы настолько малы, что на практике гораздо проще и не в ущерб поставить классические спицы и не заморачиваться. Применение таким спицам – это большой спорт, и точка.

Да, и еще, чуть не забыли! Мы говорили о перевернутых спицах и уменьшении момента инерции, так это значение очень мало, что им также можно пренебречь, если Вы не мировой чемпион.

Spinergy – стоит, или не стоит?

Spinergy – это литые колеса, примерно такие же, как на современных автомобилях, но большого диаметра. Давным-давно колеса автомобилей и мотоциклов так же были спицоваными. Позже, с развитием инженерии, стали изготовлять штампованные диски, или литые «титаны», колеса из титанового сплава, которые намного прочнее, чем спицованые колеса, а вес имеют тот же. И вот, следуя за развитием, техники на велосипед решили также устанавливать похожие диски. Они имели небольшое количество лопастей, от 3 до 6, изготовленные из карбона. Аэродинамика колесо действительно возросла, а также увеличилась «крутильная» жесткость и поперечная жесткость. А минусы, их всего два, это большой вес и еще большая цена 🙂

Но, но, но…. Если мы с Вами сейчас не наблюдаем велосипедов с колесами типа Spinergy, это не значит, что о них забыли. Велосипедные инженера толковые парни, и пошли изучать эту конструкцию дальше и получили, то чего хотели!

Варианта дисковых колес существует два: либо поверх спиц устанавливаются круглые диски, либо колесо без спиц вообще, но с дисками их высокопрочных полимеров и углепластика. Второй случай лучше, так, как вес и момент инерции намного меньше первого.

И снова, ребят, не нужно бежать в магазин и покупать себе такие колеса, если Вы не участник чемпионата. Дело в том, что такие колеса всё равно тяжелые, по сравнению с колесами со спицами, и они также намного дороже, а и еще они имеют большую площадь, одно колесо, около 0,4 квадратных метра. А два колеса, это квадратный метр. Если Вас застанет боковой ветер, это будет очень, очень плохо!

И так, как получается, что старый спицевой набор колеса намного лучше всех новинок, считаем нужным посвятить окончание статьи описанию самой спицы.

Типы спиц, их строение и материал изготовления

Спица имеет два компонента, это длинный стержень, у которого с одной стороны резьба, а с другой стороны – головка, выгнута под углом 90 градусов к стержню, и с ниппеля – это головка, которая накручивается на резьбовую часть стержня. Спицы и ниппели изготовляют из разных материалов, самые дешевые – из стали, которая очень тяжелая и имеет свойство быстро ржаветь; никелированной бронзы, или латуни; а также из дорогого алюминия. Все же лучшим материалом для спиц есть нержавеющая сталь, а для ниппелей – бронза или латунь.

А по сечению, спицы могут иметь, постоянное круглое сечение, а также переменное. Это тот случай, когда несколько сантиметров от края спицы диаметр спицы один, допустим 2,2 мм, а центральная зона имеет диаметр в 1,8 мм. Аэродинамика таких спиц намного лучше, вес меньше, а характеристики жесткости такие же.

И вот, если Вы дочитали до этого места, значит, не зря мы писали статью, и Вы стали на порядок лучше, имея полезный багаж знаний о спицах. Умейте правильно его применять, это самое главное. Хотите еще знаний? Подписывайтесь на рассылку и все новые статьи моментально будут приходить Вам на почту! А дальше мы поговорим об ободах велосипеда, будет интересно, и полезно.

Удачи на дорогах! И напоследок, небольшое тематическое видео!

С уважением, команда velo-travel!

velo-travel.com

Технология

Качественные спицы большинстве своём изготовляются из высоколегированных сталей, преимущественно хромомолибденовых. Наиболее дорогие варианты — облегчённые из титановых сплавов, самые дешёвые — из обычных конструкционных сталей с поверхностным напылением никеля. Спицы могут быть как раскатанными, так и тянутыми. Катанные спицы обладают несколько худшими характеристиками.

На прочность спицы сильно влияет тип резьбы. Она может быть нарезанной на теле спицы или накатанной поверх. Накатанную резьбу можно отличить по большему диаметру спицы, измеренному по вершинам резьбы, в сравнении с диаметром гладкого её стержня. При нарезании резьбы тело спицы заметно ослабляется в зоне её расположения, при накатывании резьбы — ослабляется в меньшей степени. Процесс накатки сложнее, и в связи с этим подобные спицы дороже обычных. Примером высококачественных спиц с накатанной резьбой являются все спицы компании DT Swiss.

Ниппели представляют собой тонкие высокие гайки грибовидной формы со шлицом под отвертку на шляпке и четырьмя гранями под ключ с противоположной стороны. Ниппели могут быть увеличенной высоты. Они нужны, если планируется установка высокопрофильных ободов (например, у DT Swiss есть модели ниппелей с высотой 16 мм и 12 мм). Самые дешёвые ниппели изготавливаются из стали, среднего уровня — из бронзы или латуни, дорогие — из алюминия. Резьба в бронзовых ниппелях работает мягче, чем в стальных и не закисает со временем. Суть применения алюминиевых ниппелей — снижение веса. Правда, по данным компании DT Swiss, выигрыш измеряется всего 40 граммами на пару колёс.

Количество и размер

Изначально, большинство велосипедов комплектовались колёсами с 36 спицами. У британских велосипедов много лет подряд переднее колесо было 32−спицевым, заднее — 40−спицевым. Такой подход был очень практичным для покупателя, поскольку прочность колёс в этом случае была рассчитана на правильное распределение нагрузок. Тем не менее, для производителя дешевле выпускать колёса с равным количеством спиц. В связи с этим впоследствии переднее колесо стало более тяжёлым, а заднее — недостаточно прочным.

Позже наиболее популярными стали 32−спицевые колёса. Производители рекламируют более дешёвый для себя вариант комплектации колёс как серьёзную экономию в весе. Тем не менее, для большинства велосипедистов уменьшенная прочность колеса и как результат — более частый ремонт обода, — легко затмевает собой незначительный выигрыш в совокупной массе.

В наши дни количество спиц в традиционном колесе горного велосипеда составляет 32 или 36. Их количество зависит от назначения колеса и вида спицевого набора. На гибридах и городских велосипедах чаще всего устанавливается 36 спиц. На тандемах количество спиц может доходить до 40 или 48. На шоссейных велосипедах — 32, 28 или 24. Иногда спиц может быть ещё меньше. Снижением количества спиц достигается общее снижение веса колеса и в том числе вращающихся масс, что очень важно для езды с частыми изменениями скорости движения, а также снижение аэродинамического сопротивления. Количество спиц в колесе обычно кратно 4 (есть ведущие и хвостовые слева и справа), а в случае применения радиального спицевого набора — кратно 2.

В зависимости от размеров втулки, эффективного диаметра обода и типа спицевого набора, устанавливаются спицы строго определённого размера. Знать размер спиц необходимо не только для сборки нового колеса, но и для замены испорченных спиц. Сейчас выпускается широкий набор спиц с шагом по длине между соседними размерами в 1−2 мм. Номинальная толщина обычных спиц составляет 1,6−2,3 мм.

Длина спицы считается от внутренней стороны плеча до конца резьбы и измеряется в миллиметрах. Диаметр спицы, как правило, также указывается в миллиметрах, но некоторые производители используют в качестве единицы измерения калибр проволоки.

Таблица соответствий толщины спиц

Калибр Калибр проволоки США Британский калибр проволоки Бирмингемский калибр
12 0,1055" 2,6797 мм 0,1040" 2,6416 мм 0,1090" 2,7686 мм
13 0,0915" 2,3241 мм 0,0920" 2,3368 мм 0,0950" 2,413 мм
14 0,0800" 2,032 мм 0,0800" 2,032 мм 0,0830" 2,10 мм
15 0,072" 1,8288 мм 0,072" 1,8288 мм 0,072" 1,8288 мм
16 0,0625" 1,5875 мм 0,0640" 1,6256 мм 0,0650" 1,651 мм
17 0,0540" 1,3716 мм 0,0560" 1,4224 мм 0,0580" 1,4732 мм

Так как в большинстве случаев фланцы передней втулки симметричны, а задней барабанной — асимметричны и могут быть разного размера, то на велосипеде с одинаковыми ободами и втулками одной группы обычно присутствуют спицы трёх размеров: на переднее колесо, на заднее справа и на заднее слева.

Снижение веса

Велосипедные спицы настолько длинные и тонкие, что могут работать только на растяжение, так как прочность на изгиб очень мала, а для работы на сжатие у спиц не хватает устойчивости. Наибольшие напряжения в теле спицы возникают в зоне плеча и резьбового конца спицы, что связано с различными ослабляющими эффектами. В средней же части спицы, где полностью отсутствуют какие-либо концентраторы напряжения, прочность оказывается выше. Таким образом, в средней части спицы можно убрать часть материала для снижения веса при выравнивании прочности спиц по концам и в середине. Иногда на загнутом конце спицы наоборот делается дополнительное утолщение, так как головка спицы — её самое слабое место. Экономия материала позволяет снизить вес спиц на оба колеса до 100−200 г. Спицы с переменной толщиной называются баттированными.

Кроме снижения веса, утоньшение спиц в средней части позволяет сделать их более эластичными, что необходимо для дополнительной защиты обода и втулки при возникновении резких ударов от препятствий.

Но баттированные по длине — не единственные спицы с переменной геометрией. Существуют спицы с аэродинамическим профилем. Концы таких спиц имеют круглое сечение, а средняя часть имеет эллиптический или сильно уплощённый профиль.

Вес спиц

Производитель Модель Материал Диаметр Длина, мм Количество Вес, г.
Litespeed титан 2.0 267 32 122
DT Swiss Revolution нерж. сталь 2,0/1,55 266 32 134
Wheelsmith 1,8DB нерж. сталь 1,8/1,55 266 32 135
FiberFlight Aero пластик 266 32 136
Wheelsmith 1,8DB нерж. сталь 1,8/1,55 267 32 146
DT Swiss 1,8DB нерж. сталь 1,8/1,6 266 32 156
DT Swiss 1,8 нерж. сталь 1,8 266 32 179
Wheelsmith 2,0DB нерж. сталь 2,0/1,7 273 28 159
Wheelsmith 2,0DB нерж. сталь 2,0/1,7 298 32 182
DT Swiss 2,0DB нерж. сталь 2,0/1,8 266 32 193
DT Swiss 1,8 нерж. сталь 1,8 291 16 97
Wheelsmith 2,0 нерж. сталь 2,0 264 16 107
Wheelsmith 2,0 нерж. сталь 2,0 266 16 109
Wheelsmith 2,0 нерж. сталь 2,0 267 32 218
DT Swiss 2,0 нерж. сталь 2,0 266 32 221
DT Swiss 2,0 нерж. сталь 2,0 289 16 120

Автор: Damon Rinard

Вес ниппелей

Марка Длина/Диаметр Материал Вес Примечание
Hi-E 15/1,8 Алюминий 0,235 Нужен специальный ключ
Wheelsmith 14/2,0 Алюминий 0,344
DT Swiss 15/1,8 Медь 0,850 Старого образца, дисковый профиль
DT Swiss 14/2,0 Медь 1,000 Нового образца, в виде воронки
Wheelsmith 14/2,0 Медь 1,063
DT Swiss 15/1,8 Медь 1,100 Нового образца, в виде воронки
DT Swiss 14/2,0 Медь 1,140 Старого образца, дисковый профиль
Fiber Flight 14/2,0 Пластик 0,194 Заявленный вес

Автор: Деймон Ринард (Damon Rinard)

Типы спицевых наборов

Колесо может быть собрано с тангенциальным (точнее полутангенциальным) или с радиальным спицевым набором.

В случае применения тангенциального спицевого набора, когда спица идёт перпендикулярно втулке, колесо может быть собрано в 1, 2, 3 или 4 креста. То есть спица по своей длине пересекает 1−4 спицы с той же стороны втулки. В случае радиального набора — соответственно, без крестов.

Принципиальное отличие данных спицевых наборов заключается в том, что чем меньше крестов, тем короче спицы и следовательно, легче колесо. Но в этом случае колесо становится более жёстким и менее прочным, так как нагрузка распределяется по ободу менее равномерно, и он сильнее страдает при ударе. К тому же колёса с радиальным набором спиц могут применяться только там, где на оси колеса отсутствует крутящий момент — то есть только на передних колёсах и только в том случае, если установлен ободной тормоз. Ѡдисковым или втулочным тормозом радиальный спицевой набор использовать не рекомендуется. Из других неприятных моментов — повышенная вероятность самопроизвольного раскручивания головок спиц за счёт их строго перпендикулярного расположения относительно обода. Применение радиального спицевого набора также требует специальных втулок с особенно прочными фланцами.

Подавляющее количество колёс собирается в 3 креста.

Поломка

Главной причиной поломки спиц, которое происходит обычно в зоне головки — слабое натяжение. В этом случае спицы испытывают существенное изменение нагрузки при вращении колеса, и происходит их усталостное разрушение. Также возможна поломка резьбовой части или её вырывание из ниппеля. Это происходит в основном в случае использования слишком коротких спиц.

www.velobarnaul.ru

Покупка деталей для спицовки

Начнем со сборки. Выбор велосипедных колес на рынке сейчас достаточно велик, количество наименований ободов и втулок – еще больше. Так уж повелось, что большинство велосипедистов предпочитают самостоятельно подбирать комплект из втулки, обода и спиц. У каждого на то свои причины, углубляться в которые мы не будем. Скажу только, что зачастую такой путь продиктован целью достижения определенных характеристик (низкий вес, особенности конструкции или работы и т. п.), а также желанием сэкономить (не менять же все колесо в сборе, если сломан только обод).

Велосипедные спицы размерыВы уже определились с моделью втулки и обода, осталось подобрать под них спицы нужной длины. Длина спиц рассчитывается по заумной формуле, поэтому предлагаю пойти простым путем – скачать специальную программу.

Я пользуюсь Калькулятором от Lexapskov, написанным в качестве курсовой работы велосипедистом-программистом. Она проста в использовании и дает довольно точные результаты. У меня благодаря ней проблем с подбором спиц не возникало. Скачать можно здесь http://lexapskov.my1.ru/SpokeCalc.exe.

Все данные, которые нужны, можно измерить самостоятельно (в калькуляторе доходчиво показано на рисунках, что и где измерять) или посмотреть в интернете (нужно точно знать название модели обода и втулки). В графе «тип спицовки» ставите значение «3». Понятие «3 креста» объясняется так: каждая спица на ободе пересекается с тремя другими спицами, которые крепятся на том же фланце втулки. Это самый распространенный способ спицевания, он используется на подавляющем большинстве колес.

Вооружившись результатом, покупаете соответствующие спицы. Подбирать длину с точностью до десятых миллиметра не нужно. Если в наличии у продавца не будет требуемой длины компонента, можно смело брать на миллиметр больше.Велосипедные спицы размеры

Спицовка колеса

Можно приступать к сборке. Дело это ответственное, требующее концентрации и усидчивости – сомневаюсь, что в первый раз вы сможете быстро и при этом правильно собрать колесо (не обижайтесь, но это действительно непросто).

Берем спицы и немножко смазываем резьбу маслом или смазкой, чтобы ниппеля могли легко вращаться и в будущем не приржавели к спице. Также смазывание позволит сильнее натянуть спицы. Далее делим все спицы на четыре группы. На каждый фланец приходится по две группы: одна заправляется во фланец от себя, другая – на себя. Совет: начинайте с той, которая от себя.

Собирать все в кучу удобнее всего, если держать обод на коленях. Начинайте с правой стороны втулки (со стороны ведомых звездочек, если это заднее колесо). Заправляем первую группу (напоминаю, от себя). Далее «наживляем» ниппель, фиксируя первую спицу на ободе. От нее в каждое четвертое отверстие на ободе закрепляем следующие спицы  первой группы. В итоге между спицами этой группы на фланце по одному пустому отверстию, а на ободе – по три.

Обратите внимание, что на ободе отверстия для спиц расположены не равномерно, а через одно смещены вправо и влево от центра. Как можно догадаться, каждому фланцу соответствует ближняя к ним половина отверстий (левый фланец – левый ряд, правый фланец – правый ряд).

Пришло время перейти к другой половине обода. Переверните колесо и хорошенько рассмотрите втулку. Люди с острым зрением заметят, что отверстия на левом фланце расположены немного со смещением (ровно на полшага) относительно отверстий на правом. Если зрение у вас похуже или просто не можете заметить разницу, возьмите спицу и пропустите ее параллельно оси втулки к противоположному фланцу. Спица должна упереться в противоположный фланец точно посередине между отверстиями. Вставляйте первую спицу новой группы в левое отверстие противоположного фланца

Если все сделано правильно, то только что установленная спица не пересечется со спицей первой группы. Если спица второй группы расположена левее спицы первой группы на втулке (на те самые полшага), то она, соответственно, будет левее и на ободе. По тем самым правилам располагаем остальные спицы данной группы (через одну на втулке и каждое четвертое отверстие на ободе).

Велосипедные спицы размеры

Снова разверните колесо правым фланцем к себе. Проденьте спицу через любое отверстие фланца, только теперь уже с внутренней стороны. После этого нужно провернуть втулку по часовой стрелке до упора. Наша спица должна пересечь три уже установленных спицы этого же фланца (мы ведь собираем «3 креста»). Перекрещивать спицу нужно так, чтобы в первых двух пересечениях она проходила снаружи установленных спиц, а вот на последнем пересечении спица должна «нырнуть» под установленную, то есть должен быть «перехлест». Вам придется изогнуть спицу, чтобы она прошла позади перекрестной спицы. Теперь нужно сделать выбор из двух отверстий на ободе, где наша спица будет зафиксирована ниппелем. К другим отверстиям она попросту не дотянется. Мы помним, что устанавливать спицу нужно в отверстие на ободе с той же стороны, с которой и фланец втулки. Между спицами третьего креста должно быть только одно, причем уже занятое, отверстие. Установите все оставшиеся спицы по вышеописанным правилам.

Может быть и такое, что спица не дотягивается до предназначенного ей отверстия, и ниппель не может накрутиться на резьбу. Скорее всего при сборке где-то была допущена ошибка. Еще раз перепроверьте уже установленные спицы. После этого еще раз убедитесь, что спицы от правого фланца идут к правой стороне обода, а левые – к левой через одну.

У вас все получилось – колесо набрано безошибочно. Пришло время натягивать спицы. Для начала подкрутите все ниппеля на одинаковое количество оборотов. Чтобы не считать обороты, можете докрутить ниппеля до границы, где начинается резьба на спице. Так даже проще, но не всегда длина спиц это позволяет. Спицы после этой процедуры должны быть относительно свободными и с равномерной величиной натяжения. Так образуется основа нашего обода, так сказать заготовка для его последующей натяжки. Если попадаются перетянутые спицы, то снова проверьте правильность набора обода. Бывают обода, у которых место сочленения профиля немного толще. Тогда нужно немного ослабить натяжение спиц (только двух), ближайших к этому месту. Зачастую этот шов находится напротив отверстия для золотника.

На этой стадии сборки спицы прямыми не будут, а скорее будут напоминать дугу, особенно возле фланца. Это нужно исправить. Перед началом натягивания пригните спицы к фланцу руками, чтобы они были ровнее. В противном случае после натяжки спиц дуги не исчезнут до конца, и в процессе эксплуатации обод будет ослабевать, что вынудит лишний раз повторять процедуру натяжки спиц и устранения восьмерок.

Глупо было бы полагать, что у вас есть станок для правки спиц. Он вообще мало у кого есть. Поэтому станком послужит сам велосипед. Закрепите на нем свое колесо и устраните люфт в подшипниках. Вам поможет мел. Вращая колесо, отмечайте отклоняющиеся от плоскости вращения места обода, Тем же способом пометьте радиальное биение. Мелом пользуйтесь по принципу движения резца на фрезеровочном станке: обоприте мел на перо вилки или перьев и постепенно приближайте его к вращающемуся ободу. В «выпирающих» местах останутся следы.

Вам повезло, если к этому моменту обод уже достаточно ровный. С другой стороны, нет ничего удивительного, если это не так. Если обод можно свободно двигать из стороны в сторону, подкрутите каждый ниппель ровно на один оборот. Чтобы не запутаться, начинайте от золотника. И так, по одному обороту, до тех пор, пока колесо не станет заметно жестче. Теперь можно придавать колесу форму. Этот процесс очень ответственный. Продолжая натягивать спицы, нужно внимательно следить за четырьмя моментами: восьмерка, яйцо, зонт, или горизонтальная центровка, и степень натянутости спиц. Планомерно натягивая спицы, контролируйте каждый из параметров, уделяя максимум внимания худшему в конкретный момент времени из них.

Не пытайтесь сделать все и сразу, настраивайте параметры независимо друг от друга. При наличии «восьмерки» определите место, в котором обод отклоняется в сторону больше всего. Если он смещен вправо, подтяните спицы, которые идут к левому фланцу, и ослабьте спицы, которые идут к правому. Таким образом, обод станет ровнее, но делайте это аккуратно, не торопитесь, иначе выпрямив восьмерку, увеличите яйцо. Например, если обод отклоняется влево, а центр его изгиба приходится аккурат на место между двумя спицами, то нужно затянуть спицу, которая идет к правому фланцу, на четверть оборота, а спицу, которая идет к левому фланцу – ослабить на ту же четверть оборота. В случае, когда центр изгиба расположен в районе спицы, то ее нужно подтянуть на четверть оборота, а две соседние с ней ослабить на 1/8 оборота или же, наоборот, ослабить ее на четверть оборота, а две соседние подтянуть на 1/8 оборота. Способ выбирается в зависимости от ситуации. Справившись с наибольшим отклонением с одной стороны, перейдите к худшему с другой и также «разделайтесь» с ним. И так по очереди, пока не закончите. Не пытайтесь ликвидировать изгиб полностью, достаточно немного его подправить, после переходите к следующему. Постепенно колесо будет становиться ровнее и ровнее.

Для устранения вертикальных биений (яйца) отыщите высшую точку обода. Если пик пришелся на промежуток между спицами, следует натянуть их на пол-оборота. Когда же высшая точка находится на спице, потребуется сделать один полный оборот этой спицы и по пол-оборота двух соседних с ней (они идут к противоположному фланцу). В вертикальных направлениях обод гнется менее охотно, чем в радиальных, поэтому для подстройки яйца требуются бóльшие величины натяжения. Настройка осуществляется только натяжением спиц, величина которого в процессе работы над отклонениями постепенно растет.

Как только большие отклонения восьмерки станут достаточно маленькими (три-четыре миллиметра), нужно проверять зонт. «Зонтом» называют искривление, вследствие которого обод занимает положение, отличное от абсолютного центра между перьями или ногами вилки. Когда  такое смещение больше, чем необходимо, на 2-3 мм, то нужно подтянуть на пол-оборота все спицы с соответствующей стороны (18, если колесо на 36 спиц), начав от золотника.

Велосипедные спицы размеры

Когда вы добьетесь величины горизонтального смещения не более 1-2 мм от требуемого положения, нужно вновь обратиться к боковым биениям (восьмерке). Но стороны менять теперь не нужно. В зависимости от необходимости отклонить обод вправо или влево, исправляйте соответствующие наибольшие отклонения.

Надеюсь, о яйце вы не забыли? Уделяйте и ему внимание, если появятся какие-либо отклонения.

Обычно начинающим нужно повторить процесс настройки несколько раз, пока отклонения во всех плоскостях исчезнут. Впоследствии, по мере накопления опыта, исправлять небольшие дефекты получится быстрее – с первой-второй попытки.

Напоследок несколько советов касательно устранения восьмерок. Есть пара особенностей. Первая заключается в том, что спицы нельзя перетягивать, иначе велика вероятность повреждения обода или ниппелей. Поэтому перетянутые спицы, если таковые имеются, нужно ослабить вместе с их «соседями», после чего повторить настройку. Вторая особенность противоположна первой – ослабленными спицы тоже не должны быть. Недостаточно натянутые спицы ломаются при езде. Натягиваем такие спицы, не забывая о соседних, и повторяем настройку.

Вот и все. Колесо набрано, отцентровано, спицы натянуты. Можно ехать кататься! Через некоторое время (месяц-два) проверьте натянутость спиц. Обычно они немного ослабевают после того, как «притрутся».

Максим Колесник, только для dnipro.bike

dnipro.bike


Categories: Велоспорт

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock
detector