Складання велосипедних коліс

Визначення:

У цій статті використано 3 не загальновживані терміни, оскільки немає усталеної термінології в цій галузі.

"Ключова" (key) спиця. Це перша спиця, яка встановлюється при складанні колеса. Її становище визначає становище решти спиць.
"Хвостова" (trailing) спиця. У задньому колесі "хвостові" спиці - це спиці, натяг, яких збільшується при натисканні на педалі. Вони називаються "хвостовими" тому, що вони спрямовані у бік протилежний до обертання втулки. На ілюстраціях до цієї статті "хвостові" спиці показані жовтим та червоним кольором.
"Лідуюча" (leading) спиця. Це ті спиці, які спрямовані у бік обертання. На ілюстраціях показані відтінками блакитного кольору.

"Хвостові" спиці натягуються сильніше під дією моменту, що крутить, при передачі обертання на обід.

"Лідуючі" спиці під дією крутного моменту натягуються менше. Кожна група спиць робить свій рівний внесок своїм чином у передачі обертання від втулки до обода.

З якого боку фланця?

Задні колеса з перемиканням передач слід набивати так, щоб "хвостові" спиці проходили по внутрішній стороні фланця. Для цього є три причини:

У місці ближнього до обіду перетину спиці вигнуті відносно один одного. Під дією моменту обертання, особливо на знижених передачах, "хвостові" спиці трохи випрямляються, а спиці, що лідирують, згинаються ще більше. Коли колесо зібрано так, що "хвостові" спиці проходять по зовнішній стороні фланця, місце перетину спиць наближається до перемикача сильніше, і в деяких випадках спиці можуть зачіпати перемикач тільки під навантаженням.
У випадку, якщо через погане регулюванняперемикача ланцюг зіскочить з великої зірочки, то, ймовірно, ланцюг буде защемлено сильніше між касетою та спицями, якщо спиці нахилені так, що прагнуть заклинити ланцюг під навантаженням
Якщо ланцюг зіскочить з великої зірочки, вона може пошкодити і послабити спиці, із якими ланцюг ввійде у контакт. Так як "хвостові" спиці натягнуті під навантаженням сильніше, ніж "лідирують", краще захистити їх, розмістивши їх із внутрішньої сторони фланця.

Як спіцювати колесо з лівого боку не має значення, але якщо Ви розміщуєте "хвостові" спиці з внутрішньої сторони фланця, то набивати колесо стає трохи легшим.

Колесо з гальмівною втулкою краще набивати протилежним чином тому, що більш ймовірно, що ланцюг зіскочить із зірочки при зворотному обертанні педалей під час гальмування.

Спицеві набори.

Напівтангенційний набір.

Традиційний напівтангенційний набір прийнято називати набором у "3 хрести", "4 хрести", і так далі. Наприклад, "3 хрести" означає, що кожна спиця перетинається з трьома іншими спицями, що йдуть з того ж фланця втулки. Більшість коліс збирається "в 3 хрести". При більшій кількості "хрестів" положення спиць більше наближається до дотичної до фланця. Таке їх положення робить колесо жорсткішим по відношенню до моменту обертання, що створюється посиленим педалюванням на знижених передачах або виникає при гальмуванні в гальмівних втулках або дискових гальмах. При меншій кількості хрестів становище спиць більше наближається до перпендикуляра до фланця втулки.

У разі радіального набору "radial" (0 хрестів) спиці від фланця йдуть відразу до обіду, не перетинаючи між собою. Для набору з меншою кількістю хрестів потрібні короткі спиці. Вони трохи легші і трохи жорсткіші вбічному напрямку. Чим більше в колесі спиць, тим більше потрібно хрестів для досягнення того самого кута нахилу спиць (до дотичної або перпендикуляра). Колесо з 48 спиць зазвичай збирається в 5 хрестів, з 40 спиць - у 4 хрести, з 36 спиць - у 4 або 3 хрести, з 32 спиць - у 3 хрести, з 28 або 24 спиць - у 2 хрести.

Радіальний набір.

У колеса з радіальним набором (0 хрестів) спиці перпендикулярні до втулки до фланця. Такий набір придатний тільки для передніх коліс, у яких гальмо розташоване не на втулці (не дискові чи ролерні гальма). Такі колеса часто можуть бути хорошим вибором для досягнення максимальної продуктивності тому, що вони трохи легші і, в теорії, мають трохи менший аеродинамічний опір.

Існують дві речі, за якими треба стежити у радіальних коліс. У такому колесі ніпеля у спиць легше можуть спонтанно розкручуватися через те, що спиця виходить з обода рівно, а не злегка вигнутою, як при тангенціальному наборі.

Для запобігання цьому ефекту ніпелю на радіальних колесах не слід змащувати. Хороша ідея – використовувати спеціальні липкі склади, такі як Wheelsmith Spoke Prep або Loctite 290.

Іншою потенційною проблемою у радіальних коліс є те, що спиця може розірвати фланець. З найбільшою ймовірністю це може статися на 36-спицевих фланцях невеликого діаметру, оскільки у них менше металу між отворами. Коли втулка, що була у вживанні, переспицюється на радіальний набір, сліди (зминання), залишені старими спицями, можуть відігравати роль концентраторів напруг, додатково послаблюючи фланець.

Велосипедний фольклор стверджує, що радіальне колесо жорсткіше тому, що короткі спиці розтягуються менше, ніж більшедовгі у напівтангенціальному наборі. Це повна нісенітниця.

Напіврадіальний набір.

Все більше і більше задніх коліс збираються тепер за "напіврадіальною" схемою, коли права сторона набирається тангенційним набором, а ліва - радіальним. Переднє колесо з радіальним набором дає швидше естетичну перевагу, тоді як "напіврадіальне" заднє колесо суттєво витриваліше в порівнянні з традиційним. Дедалі більша кількість задніх зірочок призводить до збільшеного зміщення ("dihsing") міжфланцевого центру від середини задньої осі, що призводить до більшої кількості розривів спиць з лівого боку. Це зумовлено втомою матеріалу.

Колесо зі спицовим набором ґрунтується на рівному натягу всіх спиць. У заднього колеса з великою кількістю зірочок натяг спиць з лівого боку значно менший, ніж з правого. Крутний момент під час потужного педалювання може призвести до того, що натяг "спиць, що лідирують" з лівого боку короткочасно буде зменшуватися до нуля. Повторювані цикли натягу і ослаблення призводять до накопичення втоми в місцях вигину спиць (головки), і, зрештою, до розриву спиці.

У колеса з "напіврадіальним" набором різниця в нахилі спиць з правого та лівого боку менше, особливо якщо ліві радіальні спиці проходять із внутрішньої сторони фланця. На додаток, якщо у когось постійно рвуться ліві задні спиці, перескладання колеса за "напіврадіальною" схемою вирішить проблему раз і назавжди.

Я думав, що такий набір є останнім "писком" велотехнології, доки я випадково на параді ретро авто не звернув увагу на колеса автомобіля Ford A. Обод цього спицевого колеса сильно зміщений всередину щодо маточини, і набрано воно таким же "напіврадіальним" набором із тієї ж причини.

Екзотичні набори.

Розглянуті набори є єдино можливими, а лише найбільш практичними. Якщо Вас зацікавили інші варіанти наборів спиці, загляньте на http://www.terminalvelocity.demon.co.uk/WheelBuild/

Подальше читання.

Для більш детального ознайомлення з теоретичними аспектами спицевого колеса класична довідкова робота "Велосипедне колесо". (The Bicycle Wheel, Jobst Brandt (1981 http://www.avocet.com/ Avocet, Palo Alto, California ISBN 0-9607236-6-8.)).

Ще один цікавий матеріал http://www.lehigh.edu/

rmr3/microstructure.html Web page on spoke metallurgy, з мікрофотографіями внутрішньої структури спиць.

Крім http://www.ics.uci.edu/

dhalem/java/wheel/wheel.html Dan Halem's Spoke Length Calculator та http://www.geocities.com/WallStreet/3564/wheels.html Wheel Wizard Web Site , корисна інформація про необхідну довжину спиць може бути знайдена в Sutherland's Handbook for Bicycle Mechanics by Howard Sutherland, Sutherland Publications, Box 9061, Berkeley, California 94709. ISBN 0-914578-06-5

Це не єдині сторінки WEB, присвячені велосипедним колесам. Я б звернув Вашу увагу на: