Спица

Англоязычный вариант:  Spoke

Спица в велосипедном колесе служит для соединения втулки с ободом.

У обычной спицы штампованная головка — как шляпка у гвоздя, — чтобы не выскочить из фланца втулки. Далее спица совершает изгиб, называемый иногда «плечом» (англ. «elbow»). На противоположнном конце спицы — резьба, на которую накручивается специальная гайка, называемая ниппелем. Ниппель проходит сквозь отверстие в ободе и накручивается на резьбу спицы.

Спицы должны обеспечивать достаточную жёсткость, прочность колеса и, в тоже время, некоторую амортизацию, дополняющую амортизацию шин.

Кроме того, спицы должны пружинить, чтобы возникающая при ударах нагрузка более равномерно распределялась по поверхности обода, защищая его от повреждения.

Кроме спиц встречаются и более экзотические варианты соединения обода и втулки колеса. Например, у шоссейных велосипедов довольно широко распространены дисковые колеса, где вместо спицевого набора присутствуют два слоя специальной сильно натянутой ткани. На велосипеды для триатлона часто устанавливаются моноблочные колёса из углеродного волокна с 4−6 плоскими широкими лопастями. Но у подавляющего количества велосипедов всё же традиционные спицованные колеса.

Для того, чтобы собрать качественное колесо, помимо обода и втулки, требуются качественные спицы. Многие помнят те времена, когда на «Туристы» и «Спутники» ставили низкокачественные спицы уменьшенного диаметра. Результатом были постоянные обрывы головок спиц, а иногда и вырывание резьбовой части спицы из ниппеля.

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

КалибрКалибр проволоки СШАБританский калибр проволокиБирмингемский калибр
120,1055" 2,6797 мм0,1040" 2,6416 мм0,1090" 2,7686 мм
130,0915" 2,3241 мм0,0920" 2,3368 мм0,0950" 2,413 мм
140,0800" 2,032 мм0,0800" 2,032 мм0,0830" 2,10 мм
150,072" 1,8288 мм0,072" 1,8288 мм0,072" 1,8288 мм
160,0625" 1,5875 мм0,0640" 1,6256 мм0,0650" 1,651 мм
170,0540" 1,3716 мм0,0560" 1,4224 мм0,0580" 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

ПроизводительМодельМатериалДиаметрДлина, мм КоличествоВес, г.
Litespeedтитан2.026732122
DT SwissRevolutionнерж. сталь2,0/1,5526632134
Wheelsmith1,8DBнерж. сталь1,8/1,5526632135
FiberFlightAeroпластик26632136
Wheelsmith1,8DBнерж. сталь1,8/1,5526732146
DT Swiss1,8DBнерж. сталь1,8/1,626632156
DT Swiss1,8нерж. сталь1,826632179
Wheelsmith2,0DBнерж. сталь2,0/1,727328159
Wheelsmith2,0DBнерж. сталь2,0/1,729832182
DT Swiss2,0DBнерж. сталь2,0/1,826632193
DT Swiss1,8нерж. сталь1,82911697
Wheelsmith2,0нерж. сталь2,026416107
Wheelsmith2,0нерж. сталь2,026616109
Wheelsmith2,0нерж. сталь2,026732218
DT Swiss2,0нерж. сталь2,026632221
DT Swiss2,0нерж. сталь2,028916120

Автор: Damon Rinard

Вес ниппелей

МаркаДлина/ДиаметрМатериалВесПримечание
Hi-E15/1,8Алюминий0,235Нужен специальный ключ
Wheelsmith14/2,0Алюминий0,344
DT Swiss15/1,8Медь 0,850Старого образца, дисковый профиль
DT Swiss14/2,0Медь 1,000Нового образца, в виде воронки
Wheelsmith14/2,0Медь 1,063
DT Swiss15/1,8Медь 1,100Нового образца, в виде воронки
DT Swiss14/2,0Медь1,140Старого образца, дисковый профиль
Fiber Flight14/2,0Пластик 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. С дисковым 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.



Возврат к списку


Текст сообщения*
Защита от автоматических сообщений
 
Экстремальный портал VVV.RU Rambler's Top100 Хостинг AGAVA
ещё
Администратор:
admin@velobarnaul.ru
ICQ: 9966906
Адрес для информации:
info@velobarnaul.ru