Как делают колеса для велосипеда

Опубликовано: 16.05.2024

Теперь познакомимся с «ногами» велосипеда, посмотрим, как делают колеса.

Сверкающие хромом корпуса втулок, оси, конусы, гайки, только что сошедшие с токарных станков. Воздушный транспортер несет сюда поблескивающие эмалью ободья. Трудно себе представить, что ободья только что были стальной лентой, которую прокатали на специальном станке, сварили края в стык, зачистили на особом сверлильном автомате, сделали дырки для спиц и недавно покрасили и высушили.

На дорожных велосипедах «Прогресс» В-110 ободья коробчатого сечения, на других сечение обода несколько иное, но все они предназначены для покрышек с жесткими проволочными бортами. Сюда же направляются не только блестящие ободья, но и груды спиц, специальных трубчатых гаек — ниппелей. Здесь происходит сборка колес — прочное соединение обода, спиц и втулки.

Вы, наверное, много раз обращали внимание на то, что при движении велосипеда его колеса превращаются в сплошные сверкающие круги. Однако, если внимательно посмотреть, видно, что колесо состоит из отдельных спиц. Эти спицы изготовляются из стальной проволоки и могут быть ровными или слегка утолщенными у загнутого конца, где имеется головка, и у резьбы. При установке спицы головка пропускается в отверстие втулки, а другой конец закрепляется в ободе ниппелем. Вращаясь по резьбе, ниппель натягивает или ослабляет спицу.

Так как спицы расположены с двух сторон втулки, то равномерное натяжение их с обеих сторон делает колесо упругим и приводит к ровному вращению. Ослабление спиц или обрыв их с одной стороны ведет к искривлению колеса, к так называемой «восьмерке».

На заднем колесе тридцать шесть спиц, на переднем — на четыре меньше. Спицы расположены на колесе таким образом, что каждая из них непременно пересекает три других. Такое расположение спиц значительно увеличивает прочность колеса, так как спицу легко согнуть, но очень трудно разорвать. Она может выдержать груз до 250 килограммов. Поэтому спицы располагаются в колесе современного велосипеда таким образом, чтобы избавить их от изгибающих усилий и заставить работать только на растяжение. В заднем колесе спицы испытывают две силы: вес велосипедиста с велосипедом и скручивающее действие втулки. Шестерня вращает колесо именно за втулку, а затем вращение через спицы передается на обод и шину. Втулка как бы висит на тех спицах, которые находятся над ней, поэтому понятно, что тяжесть, давящая на втулку, стремится разорвать верхние спицы. Но тяжесть равномерно распределяется на несколько спиц, дружно помогающих друг другу, им уже не грозит опасность быть разорванными. Тогда втулка стремится при кручении сломать спицы и изогнуть их. Спицы могли сломаться, если бы они были поставлены так же, как в колесах телеги — прямо от втулки к ободу, — и не стягивали колесо у велосипеда, а расширяли его. Раньше на велосипедах «Паук» спицы так и располагались, и, хотя их делали толстыми, они все равно не выдерживали скручивающего усилия и ломались у втулки. На современных велосипедах спицы ставят не прямо по радиусу, а наискось по направлению касательной к окружности втулки. Такие спицы при вращении втулки будут испытывать не изгиб, а растяжение, с чем они легко справляются.

Для велосипедных колес необходимо огромное количество спиц. Специальный автомат, изготовленный на Харьковском велосипедном заводе, помогает увеличить их выпуск. Такой автомат способен дать до четырех тысяч спиц в час, а за смену сделать спицы для пятисот велосипедов.

На сборку колес приходят уже готовые передние и задние втулки. В корпус втулки переднего колеса запрессовываются два фланца для спиц и чашки для оси. Ось вращается на шариковых подшипниках, удерживается при помощи двух навинченных на нее конических гаек — конусов.

Современный велосипед имеет два колеса, как правило, одинакового диаметра, рулевое переднее колесо и ведущее заднее колесо, связанное с педалями передачей.

Детские и специализированные велосипеды могут иметь колеса разного диаметра. На детских двухколёсных велосипедах можно устанавливать вспомогательные колёса для облегчения обучения езде на велосипеде.

Из чего состоит велосипедное колесо

Велосипедные покрышки

Велосипедные покрышки влияют на поведение велосипеда на дороге больше, чем любая другая его деталь. От качества вело покрышек зависит не только комфорт езды, но и безопасность передвижения, особенно на мокрой дороге. Чем выше качество резины, тем дороже стоит покрышка.

От сликов до внедорожных

Рисунок и высота протектора определяют к какому типу относится покрышка для велосипеда. Чем глубже протектор, тем выше сцепление с любым дорожным покрытием. Шины с глубоким негативным протектором испытывают высокое сопротивление качению.

Обод велосипедного колеса

Обод велосипедного колеса — наружная часть колеса в виде круга, которая крепится к ступице колеса (втулке) на натянутых спицах. На обод монтируется велосипедная шина.

Обод велосипедного колеса

Для изготовления колёсных ободьев велосипеда используют алюминиевые сплавы, сталь, углепластик. Во многих ободьях, предназначенных для езды по пересечённой местности, для придания колесу большей жёсткости внутри обода коробчатого сечения добавляется дополнительное ребро жесткости. Такие ободья называются двойными.

Обод крепится к ступице колеса (втулке) на натянутых спицах, число которых может быть от 12 до 48.

Велосипедная спица

Велосипедная спица — конструктивный элемент колеса, представляет собой стержень, соединяющий центр колеса (ступицу) и его обод. Использование спиц позволяет значительно облегчить конструкцию колеса, при этом не снижая его прочности.

Спицы для сборки колеса

Спицы производят из стали, алюминия и титана. Спицы из стали хромируются или никелируются. Спица соединяет втулку колеса с ободом при помощи ниппеля, в который она вкручивается (со стороны обода). Ниппель изготавливают из стали, латуни, алюминия.

Для натяжки спиц используется спицной ключ, установка и натяжка производятся путём закручивания ниппеля. Спицы должны быть натянуты с одинаковой силой, чтобы равномерно распределять нагрузку.

Втулки на колесе велосипеда

Втулка велосипедного колеса — центральная деталь колеса, которая вращается вокруг неподвижной оси на подшипниках. Различают два вида: передняя и задняя втулки.

Передняя втулка по конструкции предельно простая, потому что всё, что от неё требуется — вращение колеса. На некоторых втулках с левой стороны может иметься крепление для тормозного диска.

Передняя и задняя втулки

Задняя втулка (англ. freehub) имеет более сложную конструкцию, поскольку является частью трансмиссии. Если с правой стороны имеется резьба, то такая втулка предназначена для установки трещотки — системы задних звёзд с обгонной муфтой.

Втулка под установку кассеты имеет прикреплённую полым болтом трещотку в виде шлицевого барабана, на который надеваются задние звёзды. Такая система гораздо надёжнее, чем трещотка, хотя и дороже. С левой стороны у некоторых моделей может иметься крепление для тормозного диска.

Также задние втулки могут иметь встроенный планетарный механизм переключения передач.

Камера велосипеда

Велосипедная камера – это элемент велосипеда, который поддерживает давление в колесе и придает форму покрышке. Конечно, существуют и бескамерные колеса, но у них есть свои минусы и они подходят не во всех случаях. Кроме того бортировка бескамерки сложнее, чем обычной покрышке, что очень важно в полевых условиях.

Камера должна соответствовать размеру велосипедной покрышки. Нужно соотнести размеры камеры с размерами покрышки. На покрышках размеры обычно выбиты на резине с боку, на камерах нанесены несмываемой краской.

ВВНЛ 8-ка. Мои первые [зачеркнуто]самодельные[/зачеркнуто] самособранные колеса

Привет. Я живу в Нидерландах и катаюсь здесь на велике. В прошлых постах я писал в основном про покатушки, в этот раз решил написать на более техническую тему. А именно, про то, как я собирал свои первые колеса для своего первого шоссера. Опишу так же какие запчасти, инструменты и литературу я использовал и где их брал. Не сочтите за рекламу, насколько я знаю, это многим интересно. Простите так же, если я какие термины по-русски переврал, я все это изучал на английском и голландском языке.

Итак, как-то раз я ехал на упомянутом выше винтажном Cilo 1979 года, наслаждался погодой и скоростью. Как вдруг звонкое "треньк!" омрачило радость велосипедного бытия. Беглый осмотр быстро показал две винтажные спицы на заднем колесе 1979 года, заявившие, что семьдесят девятый был уже давно и они решили покинуть этот мир. Всего хорошего, как говорится, и спасибо за все те километры.

Помимо спиц, еще и на ободе был давний дефект, который забавно шваркал при торможении. Поэтому я воспринял случившееся как челленж и решил заняться колесостроительством (все равно давно уже хотел).

Так как знаний у меня было в этом деле ноль, я пошел гуглить. Очень скоро я натолкнулся на рекомендацию книги Roger Musson, Professional Guide To Wheel Building. Она продается в электронном виде на его сайте wheelpro.co. Это просто кладезь информации, из которого я узнал про типы ободов, спиц, нужные инструменты и так далее. А главное - там есть пошаговое описание всего процесса с кучей подробностей и хитростей, а так же чертеж станка для правки колес, который можно сделать самому.

Собственно, вот этот станок я и собрал из валявшейся в сарае МДФ-ной полки. Цены на готовые улетали за сотни евро, данная поделка обошлась мне в EUR 7, шесть из которых - это болты. Поскольку руки у меня из одного места растут, выглядит это как. гм. поделка из палок и палок, но функционально - все тип топ. Он очень устойчивый и вполне справился со своей целью. Даже самодельные шкалы удобные. Справа от станка видно высокотехнологичное устройство для измерения тарелки, выполненное из высокоцеллюлозного картония :)

Так как мне хотелось, чтобы хоть что-то в новых колесах было соответствующее эре велосипеда, втулки решил брать винтажные. Нашел NOS комплект Shimano 600 с высокими бортами. Абсолютно новые, лежавшие больше 30 лет на складе. Дороговато, но красавчики Campagnolo стоят вообще космически. Рекомендую продавца Mario Verhoeven, сайт defietsenmaker.nl , он продает много NOS запчастей.

Первым же делом разобрал их и поменял старую заводскую смазку. В отличие от родных втулок, пыльники у них снимаются легко. Смазку использовал кальциевую Motorex 2000. Каких-то особенных замечаний по ней ней, смазка и смазка.

Спицы и нипеля поштучно нашел на bike24. Там можно выбрать нужный размер (как его расчитать описано в книге, либо можно воспользоваться калькулятором на сайте ) На "родных" колесах стояли спицы DT Swiss, я решил взять их прямых конкурентов Sapim Race Double Butted, просто потому что они стоили ровно в два раза дешевле :) Форма спиц - обычная с двойным баттингом, нипеля тоже обычные латунные. Мне нужно было 36 штук.

Для начинающих строителей рекомендуют использовать новые обода, так как со старыми будет сложнее на этапах выравнивания натяжения. Mavic выпускает обода классического типа: Open Pro подороже и Open Elite подешевле. Я взял подороже. Они с двойными люверсами и чуть полегче. Отзывы - самые положительные. Нашел самое дешевое предложение на wiggle

Тут, к сожалению, я не сделал фоток. Если будет интересно, могу описать подробности в отдельном посте про починку оригинального колеса.

Если вкратце, то ставим первую спицу (важно не ошибиться), потом в четыре прохода ставим все остальные внутри и снаружи с двух сторон. Рисунок - классический 3-Cross. Кто ошибся с первой спицей - тот я и начинает все заново. Перед установкой, резьбу смазываем машинным маслом, чтобы они хорошо закручивались и потом хорошо откручивались. Вот на этой фотке видно инспектора ОТК, ожидающего спицовку на контроль.

После установки, приводим все к изначальному натяжению. Удобно использовать специальную отвертку для этого. Она вставляется в нипель сверху и выскакивает как только торец спицы сравняется с шапкой нипеля. Впоследствие можно крутить обычным спицевым ключом.

Дальше начинается долгий и неторопливый процесс, состоящий из последовательной затяжки, снятия стресса, выравнивания колеса и выравнивания натяжения спиц.

Для последнего этапа мне сильно помог тензометр. Некоторые люди умеют ориентироваться на высоту звука, издаваемого спицами, но мне медведь оттоптал все уши еще в детстве, поэтому я не отличу до диез от ре бемоля ни при каких условиях. Купил примерно вот такой простой тензометр для измерения относительного натяжения от X-Tools. Брал так же на wiggle

Нужно еще контролировать тарелку, особенно на заднем колесе. При необходимости, уменьшать натяжение на всей стороне. Когда натяжение становится сильнее, спицы начинают вращаться, не проворачиваясь в резьбе. Здесь необходимы флажки, например, из простого малярного скотча.

Через какое-то время натяжение хорошее, биение - минимальное какое я только могу достигнуть. Все устраивает!

Клеим ленту High Pressure от Schwalbe и объявляем колесо готовым! Празднуем, радуемся, уходим в загул. стоп. еще же надо делать второе.

Так как резьба на старый втулках была итальянская, а на новых - английская, понадобилась новая трещотка. Брать винтаж по цене и качеству не было вообще никакого смысла, поэтому взял новодел от SunRace. Оказался отличный агрегат. Благодаря современному профилю, цепь между звездами стала перебрасываться гораздо проще.

Где трещотка - там и цепь. Особо не выделываясь, взял добротную KMC Z8. По размеру отлично подошло на мои 5 задних скоростей, да еще и Quick Link в комплекте. Все эти штуки (включая отверку для нипелей) брал на нашем голландском сайте internet-bikes

Поскольку на этот момент бюджет проекта давно пролетел равнины разума и отправился гулять по горам эстетического безумия, купил жутко непрактичные, но радующие мои глаза и душу покрышки Vittoria Corsa G2.

Это гоночные покрышки, а значит катятся они примерно с той же скоростью, с которой убиваются. Мягкий профиль ловит мелкие камешки и если за этим не следить, может продырявить камеру. К трем тысячам километров (по нашим условиям), они начинают заметно квадратнеть. Ну и пусть! Зато посмотрите какие красавицы!

На старых колесах стояли Michelin Dynamics Classic. Достаточно кандовые, недорогие и заметно более медленные. Вот парочки рядом друг с другом.

В результате - как минимум один абсолютно бомбически довольный велосипедист. Вот как получилось в установке:

Финансовый вопрос.

Как уже было упомянуто, цена всего этого вышла совсем не маленькой. Я потратил (без инструментов) около 300 евро на все про все, что даже дороже изначальной цены самого велосипеда. Однако в этом есть определенный смысл.

Во-первых, в наших краях стоимость работы веломастеров невероятно высока. Простая протяжка одного колеса стоит от 50 евро. Постройка - точно улетит за сотню, а то и две. Качество при этом - вообще не гарантировано. Это вообще особенность западной Европы. Из-за дороговизны труда, ручным ремонтом мало кто занимается. Просто меняют все крупными узлами и выставляют счет ровно такой, чтобы у клиента глаза округлились, но в орбитах удержались. Так что отдать запчасти в мастерскую финансово был не вариант.

Во-вторых, я получил кастомный продукт ровно такой, какой хотел. А это всегда дорого.

В-третьих, с описанной выше точки зрения приобрести такой навык крайне полезно. С тех пор я перетянул еще несколько колес и не боюсь каких-то дефектов. Смогу сам починить. Так что в долгосрочной перспективе все окупится, ну а деньги, потраченные на самообразование я не считаю потраченными зря.

Я проехал на своих первых колесах пока еще не так много - около 300 км. Но за это время они остались ровными, и настройка не сбилась. А значит каких-то грубых ошибок я не совершил.

Благодаря топовым покрыхам катиться велик стал быстрее по приборам на пару км/ч и по ощущениям на 100500. Новые обода так же заметно улучшили торможение. Эстетически - великолепно. Комплименты от проезжающих мимо винтажных дедунов, еще хорошо помнящих 1979 год - бесценны (стоп! я же не хотел писать об этом сомнительном "преимуществе").

Эмм. о чем я? А ну значит пора закругляться. Напишите, строите ли вы колеса? Знаете ли хитрости? Стоит ли мне писать более подробный пост именно с процессом?

Пока и до новых встреч!

Безвоздушные колеса NASA адаптировали для велосипедов

Американская компания The SMART Tire Company представила велосипедное колесо, спроектированное по технологиям, используемым для космических роверов. Вместо герметичной полимерной камеры и покрышки в нем используется переплетенные проволоки из нитинола — сплава с памятью формы. Это позволяет колесу сопротивляться деформациям и амортизировать удары, но при этом не бояться проколов.

В новом воплощении, которое NASA испытало в 2017 году, используется еще более простая конструкция. Вся внешняя поверхность колеса (за исключением обода, через который оно крепится к планетоходу) представляет собой только сетку из нитинола — сплава с эффектом памяти формы и сверхупругостью. Конструкция удачно проявила себя на испытаниях, поэтому The SMART Tire Company решила лицензировать ее через программу трансфера технологий NASA и использовать в велосипедах.

Новое колесо состоит из обода с высоким профилем и сетки вместо покрышки. Она выполнена в виде торообразной трубки, то есть продолжается внутри углубления обода, в отличие от обычной покрышки, которая вставляется двумя краями в обод. Сетка сформирована двумя типами проволоки: поперечными прутьями с большим радиусом изгиба и продольными, которые закручиваются вокруг поперечных. При наезде на препятствие сетка проминается, но затем возвращает свою форму благодаря сверхупругому нитинолу. Компания не отмечает этого в описании колеса, но гипотетически при слишком сильной неупругой деформации эффект памяти формы должен позволить вернуть сетку в исходную форму с помощью нагревания.

Стоимость колеса пока неизвестна, но ожидается, что его продажи начнутся в 2021 году. Также компания отмечает, что помимо обычной сетчатой версии будет продаваться версия, в которой на сетку будет нанесен полимер для улучшенного сцепления с дорогой.

Инженеры не в первый раз переизобретают велосипедное колесо — в 2018 году немецкий инженер создал колесо, которое можно потянуть за втулку и сложить в несколько раз для компактного хранения.

Теперь познакомимся с «ногами» велосипеда, посмотрим, как делают колеса.

Если на велосипеде приходится ездить по гравию, стеклам, колючкам, гвоздям и прочим препятствиям, этом значительно повышает риск прокола колеса. Поскольку к автору самоделки такая проблема приходила довольно часто, было принято решение немного модернизировать шины, чтобы снизить вероятность прокола камеры. Доработка довольно простая, но эффективная.

Материалы и инструменты для самоделки:
- гаечный ключ на 15 мм;
- новая или б/у шина;
- старая шина;
- новая камера;
- нож (подойдет тот, которым режут гипсокартон);
- две отвертки под винты с плоской головкой или нож;
- насос.

Процесс доработки велосипеда:

Шаг первый. Снимаем колесо
Сперва нужно снять с велосипеда колесо, которое необходимо доработать. Чаще всего пробивает заднее колесо, так как на него приходится наибольший вес. Для того чтобы снять колесо, понадобится открутить две гайки, у большинства современных велосипедов используются гайки под ключ на 15 мм. На более старых велосипедах понадобится ключ на 17. Также нужно убедиться в том, что отключены ручные тормоза.

Шаг третий. Подготавливаем старую шину
Теперь нужно взять старую шину. Ее нужно вырезать таким образом, чтобы она могла поместиться внутрь новой (наружной) шины колеса. В итоге образуется двойная шина, которую будет очень тяжело пробить насквозь до камеры. Кромки старой шины нужно удалить с помощью острого ножа. В итоге от старой шины должна остаться только плоская секция.

Если шина окажется слишком длинной, ее нужно будет подрезать до оптимальной длины. Итоговый зазор после помещения полоски в шину должен быть минимальным.

После этого колесо можно устанавливать на велосипед и делать пробный заезд. Значительных изменений в динамике велосипеда наблюдаться не должно.

По мнению автора, теперь колесо будет устойчиво к проколам, а это очень важно при езде на большие расстояния. Помимо всего прочего, даже если и случится прокол колеса, за счет двойной шины на наем все равно можно будет потихоньку доехать до пункта назначения или ближайшей мастерской, где колесо можно будет отремонтировать. Также для такого колеса требуется меньшее давление воздуха, так как установленная вкладка занимает внутренний объем колеса.

Если требуется защитить колесо велосипеда еще больше, таких вкладок можно изготовить несколько, правда это скажется на весе и возможно динамике велосипеда. Если вес играет ключевую роль в этом деле, то можно поискать и более легкие материалы для таких целей. Если же нужно получить вообще непробиваемые шины, то их можно сделать бескамерными, то есть внутри будут только одни покрышки. Такой подход будет хорош для самодельных тележек, прицепов и прочей техники.

Ну и в идеале подобные доработки нужно сделать на обоих колесах велосипеда. Кстати, модернизация актуальна не только для велосипедных колес, но также мотоциклетных или даже автомобильных.

Читайте также: