Браун Шелдон. Статья о переспицовке колес

Подождите немного. Документ загружается.

прибором-измерителем натяжения. За деталями обращайтесь к статье "Проверка

натяжения спиц на слух" (John Allen Check Spoke Tension by Ear.)

Третий и лучший способ - использование измерителя натяжения спиц. Каждая приличная

мастерская должна иметь хотя бы один такой прибор. Величина натяжения спиц со

стороны ведомых звездочек может варьироваться в зависимости от типа обода и спиц.

Более важным является то, что бы их натяжение было равномерным. Не волнуйтесь о

левой стороне колеса. Если правая сторона натянута правильно, и обод имеет правильный

"зонт", то левая сторона будет натянута заметно слабее. Левую сторону надо проверять на

равномерность натяжения, а не на ее величину.

Деформации кручения спиц

По мере того, как спицы в колесе натягиваются, начинают проявляться деформации

кручения. Из-за трения в резьбовом соединении при повороте спицевого ключа спица

сначала немного закручивается. Когда ниппель повернут достаточно далеко, сила

сопротивления кручению превосходит трение в резьбе, и ниппель начинает

поворачиваться, но спица остается скрученной. Хороший механик, в отличие от

сборочного автомата, может почувствовать величину этой деформации. Если вы идеально

настроите колесо, но спицы останутся деформированными, то колесо потеряет свою

форму во время езды. Это произойдет потому, что со временем спицы займут свое

нормальное положение.

Этого явления можно избежать, умело работая спицевым ключом. Вам необходимо

поворачивать ниппель чуть больше чем надо и затем немного возвращать его назад.

Другими словами, если Вам надо подтянуть ниппель на 1/4 оборота, Вы поворачиваете его

немного больше, чем на 1/4, и затем возвращаете его немного назад. Таким образом,

ниппель оказывается повернутым на 1/4 оборота, и сняты деформации кручения со спицы.

Этот прием легче идет на спицах постоянного сечения, так как у них выше крутильная

жесткость, чем у спиц переменного сечения.

Я люблю аэродинамические спицы за то, что на них визуально видны деформации

кручения, а не за их аэродинамику.

Снятие напряжений

Прежде чем отправляться в путь на вновь собранном колесе необходимо снять с него

напряжения. Изгибы спиц должны "притереться" друг к другу и к фланцу, ниппеля

должны прочно занять свои постоянные места в ободе. Одни снимают напряжения,

надавливая на обод колеса, другие захватывают рукой спицы группами по четыре и

сжимают их. Я предпочитаю пользоваться рычагом. Я подгибаю им спицы в местах их

пересечения. Для этого я использую отслуживший свой век левый шатун. Смотри

рисунок:

Дополнительным преимуществом этого метода является то, что спицы начинают лучше

прилегать друг к другу в местах их пересечения и идти прямо от места пересечения в

обоих направлениях. По мере обхода колеса Вы, вероятно, услышите легкие щелчки и

поскрипывания. Это части занимают свое более стабильное положение.

После завершения процесса снятия напряжений, Вам придется снова немного

подрихтовать колесо, и опять снять напряжения. Этот процесс следует закончить, когда

перестанут быть слышны щелчки и потрескивания, и после снятия напряжений колесо не

перестанет "уходить".

Jobst Brandt автор великолепной книги "Велосипедное колесо" (The Bicycle Wheel)

указывает на менее очевидные преимущества снятия напряжений:

"...после холодной формовки сталь всегда немного деформируется, как бы стараясь

вернуться к своему прежнему состоянию (спицы целиком делаются методом холодной

формовки из проволоки). Это происходит потому, что в процессе формовки в какой-то

части материала был превышен предел упругости, а какой то нет. В этих местах

внутренние напряжения могут сложиться с напряжением от натяжки спиц, и его результат

превзойти предел прочности."

"... когда спицы изгибаются при установке на место в них возникают местные

напряжения, натяжение спиц добавляет еще напряжения. А поскольку металл вблизи

предела упругости имеет меньшую усталостную прочность, то снятие напряжений делает

спицы более долговечными."

"... эти пиковые напряжения могут быть сняты путем кратковременной сильной нагрузки,

так что участки локальных напряжений пластически деформируются. Когда

дополнительная нагрузка снимается, эти участки не могут снова вернуться в свое

исходное состояние. Происходит своеобразная потеря памяти, и напряжение

выравнивается до среднего значения по всей длине спицы."

Если Вы проделаете все вышеописанное, то Ваше колесо будет оставаться ровным во

время езды, и будет вести себя лучше, чем большинство колес, собранных автоматами. В

дополнение к этому Вы многое узнаете о сборке колес и почувствуете себя настоящим

профессиональным механиком.

Определения:

В этой статье использованы 3 не общеупотребительных термина, поскольку нет

устоявшейся терминологии в этой области.

• "Ключевая"(key) спица. Это первая спица, которая устанавливается при сборке

колеса. Ее положение определяет положение всех остальных спиц.

• "Хвостовая"(trailing) спица. В заднем колесе "хвостовые" спицы - это те спицы,

натяжение, которых увеличивается при нажатии на педали. Они называются

"хвостовыми" потому, что они направлены в сторону противоположную вращению

втулки. На иллюстрациях к этой статье "хвостовые" спицы показаны желтым и

красным цветом.

• "Лидирующая"(leading) спица. Это те спицы, которые направлены в сторону

вращения. На иллюстрациях они показаны оттенками голубого цвета.

"Хвостовые" спицы натягиваются сильнее под действием крутящего момента при

передаче вращения на обод.

"Лидирующие" спицы под действием крутящего момента натягиваются меньше. Каждая

группа спиц вносит свой равный вклад своим образом в передаче вращения от втулки к

ободу.

Некоторые авторы называют "хвостовые" спицы "приводными" или "тянущими" ("driving"

or "pulling") спицами, а "лидирующие" спицы "напряженными" или "статическими"

("tension" or "static") спицами. Такая терминология может запутывать потому, что все

спицы вносят свой вклад в передачу вращения, и все они находятся под напряжением

растяжения и тянут обод. В зависимости от того, как Вы на это смотрите, либо все они,

либо ни одна из них является "статической". (Спасибо John Forester за предложенные им

термины: "leading" и "trailing".)

С какой стороны фланца?

Задние колеса с переключением передач следует набивать так, чтобы "хвостовые" спицы

проходили по внутренней стороне фланца. Для этого существует три причины:

1. В месте ближнего к ободу пересечения спицы изогнуты относительно друг друга.

Под действием момента вращения, особенно на пониженных передачах,

"хвостовые" спицы немного выпрямляются, а лидирующие спицы изгибаются еще

больше. Когда колесо собрано так, что "хвостовые" спицы проходят по наружной

стороне фланца, место пересечения спиц приближается к переключателю сильнее,

и в некоторых случаях спицы могут задевать за переключатель только под

нагрузкой.

2. В случае, если из-за плохой регулировки переключателя цепь соскочит с большой

звездочки, то, вероятно, цепь будет защемлена сильнее между кассетой и спицами,

если спицы наклонены так, что стремятся заклинить цепь под нагрузкой.*

3. Если цепь соскочит с большой звездочки, то она может повредить и ослабить

спицы, с которыми цепь войдет в контакт. Так как "хвостовые" спицы натянуты

под нагрузкой сильнее, чем "лидирующие", лучше защитить их, разместив их с

внутренней стороны фланца.

Как спицевать колесо с левой стороны не имеет значения, но если Вы размещаете

"хвостовые" спицы с внутренней стороны фланца, то набивать колесо становиться чуть-

чуть легче.

* Колесо с тормозной втулкой набивать лучше противоположенным образом потому, что

более вероятно, что цепь соскочит со звездочки при обратном вращении педалей во время

торможения.

Обратие внимание, что это не так важно! Достаточно много хороших сборщиков делают

как раз наоборот, и хорошие колеса можно собрать обоими способами.

Спицевые наборы

Полутангенциальный набор

Традиционный полутангенциальный набор принято называть набором в "3 креста", "4

креста", и так далее. Например, "3 креста" означает, что каждая спица пересекается с

тремя другими спицами, идущими с того же фланца втулки. Большинство колес

собирается "в 3 креста". При большем количестве "крестов" положение спиц больше

приближается к касательной к фланцу. Такое их положение делает колесо более жестким

по отношению к моменту вращения, создаваемому усиленным педалированием на

пониженных передачах или возникающему при торможении в тормозных втулках или

дисковых тормозах. При меньшем количестве крестов положение спиц больше

приближается к перпендикуляру к фланцу втулки.

В случае радиального набора "radial" (0 крестов) спицы от фланца идут сразу к ободу, не

пересекаясь между собой. Для набора с меньшим количеством крестов требуются более

короткие спицы. Они немного легче и немного жестче в боковом направлении. Чем

больше в колесе спиц, тем больше требуется крестов для достижения того же самого угла

наклона спиц (к касательной или перпендикуляру). Колесо из 48 спиц обычно собирается

в 5 крестов, из 40 спиц - в 4 креста, из 36 спиц - в 4 или 3 креста, из 32 спиц - в 3 креста, из

28 или 24 спиц - в 2 креста.

В случае необычно больших втулок, и особенно в комбинации с ободами небольшого

диаметра, меньшее количество "крестов" используют, чтобы избежать изгиба спицы у

ниппеля. Например, втулка Rohloff Speedhub имет 32 отверствия, но обычно спицуется в 2

"креста".

Радиальный набор

У колеса с радиальным набором (0 крестов) спицы перпендикулярны касательной к

фланцу втулки. Такой набор пригоден только для передних колес, у которых тормоз

расположен не на втулке (не дисковые или роллерные тормоза). Такие колеса часто могут

явиться хорошим выбором для достижения максимальной производительности потому,

что они немного легче и, в теории, имеют немного меньшее аэродинамическое

сопротивление.

Существуют две вещи, за которыми надо следить у радиальных колес. В таком колесе

ниппеля у спиц легче могут самопроизвольно раскручиваться из-за того, что спица

выходит из обода ровно, а не слегка изогнутой, как при тангенциальном наборе.

Для предотвращения этого эффекта ниппеля на радиальных колесах не следует смазывать.

Хорошая идея - использовать специальные липкие составы, такие как Wheelsmith Spoke

Prep или Loctite 290.

Другой потенциальной проблемой у радиальных колес является то, что спица может

разорвать фланец. С наибольшей вероятностью это может случиться на 36-спицевых

фланцах небольшого диаметра, поскольку у них меньше металла между отверстиями.

Когда бывшая в употреблении втулка переспицовывается на радиальный набор, следы

(замятия), оставленные старыми спицами, могут играть роль концентраторов напряжений,

дополнительно ослабляя фланец.

По моему опыту радиальный набор в целом можно делать на высококачественных

втулках с коваными (штампованными) корпусами, но не литыми.

Велосипедный фольклор утверждает, что радиальное колесо более жесткое потому, что

более короткие спицы растягиваются меньше, чем более длинные в полутангенциальном

наборе. Это полная ерунда.

Поскольку угол меду спицей и касательной к фланцу в таком наборе близок к прямому,

крутящий момент приложенный к втулке вызывает сильное увеличения нагрузки на

спицы, что почти наверняка приведет к поломке спицы или фланца.

[Добавление Джона Аллена (John Allen)]

Я видел такое колесо, не скажу, кто его собрал, чтобы не позорить механика. Нет,

конечно, это был не Шелдон. Мы с другом осмотрели велосипед. Он держал передний

тормоз и давил ногой на педаль. Спицы на заднем колесе заметно изменили свое

положение, сначала поскрипывая, а потом и звеня как плохо настроенные струны

электрогитары, когда музыкает проводит пальцами по грифу, по мере вращения спиц в

отверстиях фланца.

В 80-х годах, не зная о таких вещах, я собрал переднее колесо с радиальным набором для

своего тандема, у которого была фрезерованная "бутиковая" втулка со среднего размера

фланцем на 40 спиц. Через несколько месяцев эксплуатации необъяснимым образом

колесо немного разрегулировалось, и я выправил его. И однажды, так случилось, что

когда я сидел на полу около своего тандема я обнаружил трещину во фланце передней

втулки, проходящую через несколько отверстий для спиц. Надо сказать, что в начале моей

карьеры сборщика колес я был глупым, но везучим. Мне следовало внимательнее

отнестись к самопроизвольной разрегулировке колеса, как к важному предупреждению. Я

пересобрал колесо на втулке с большим фланцем на тех же самых спицах

полутангенциальным набором, и ездил на этом колесе более 30 лет без всяких проблем.

Если Вы вдруг когда-нибудь заметите на "радиальнособранном" переднем колесе

неожиданно появившуюся небольшую восьмерку, немедленно слезайте с велосипеда и

отправляйтесь или домой или в веломастерскую.

Если вы хотите рискнуть и попробовать радиальное переднее колесо, я бы советовал

избегать использования толстых спиц и очень большого натяжения спиц. Поскольку

передние колеса значительно менее проблемные по сравнению с задними, для них не

требуется очень сильно натягивать спицы при условии, что спиц в таком колесе разумное

количество.

Я бы также не рекомендовал и слишком слабое натяжение, меньше оптимального.

Используя самые тонкие спицы, с толщиной основной части 1,5 мм или даже тоньше, вы

сможете натянуть их до оптимальной величины, не доводя напряжение до опасного во

фланце подходящей втулки.

Полурадиальный набор

Все больше и больше задних колес собираются теперь по "полурадиальной" схеме, когда

правая сторона набирается тангенциальным набором, а левая - радиальным. Переднее

колесо с радиальным набором дает скорее эстетическое преимущество, тогда как

"полурадиальное" заднее колесо существенно более выносливо по сравнению с

традиционным. Все большее и большее количество задних звездочек приводит к

увеличенному смещению ("dihsing") межфланцевого центра от середины задней оси, что

приводит к большему количеству разрывов спиц с левой стороны. Это обусловлено

усталостью материала.

Колесо со спицевым набором основывается на равном натяжении всех спиц. У заднего

колеса с большим количеством звездочек натяжение спиц с левой стороны значительно

меньше, чем с правой. Крутящий момент во время мощного педалирования может

привести к тому, что натяжение "лидирующих" спиц с левой стороны кратковременно

будет уменьшаться до нуля. Повторяющиеся циклы натяжения и ослабления приводят к

накоплению усталости в местах изгиба спиц (у головки), и, в конце концов, к разрыву

спицы.

У колеса с "полурадиальным" набором разность в наклоне спиц с правой и левой стороны

меньше, особенно если левые радиальные спицы проходят с внутренней стороны фланца.

В дополнение, если у кого-либо постоянно рвутся левые задние спицы, пересборка колеса

по "полурадиальной" схеме решит проблему раз и навсегда.

Я думал, что такой набор является последним "писком" велотехнологии, до тех пор пока я

случайно на параде ретро авто не обратил внимание на колеса автомобиля Ford A. Обод

этого спицевого колеса сильно смещен внутрь относительно ступицы, и набрано оно

таким же "полурадиальным" набором по той же причине.