Как я собирал колесо. Часть вторая

Март 29, 2013 в Нубская технозона

Натягивание спиц, формирование колеса, протяжка и доводка

Передо мной лежала кучка спиц, кулёчек ниппелей, ровный новый обод и собственноручно перебранная втулка. Где-то неподалёку ещё валялась кассета, но для неё пока места в предстоящей операции не было.

Набивку колеса, т.е. размещение спиц во втулке и отверстиях обода в правильно порядке, я делал не торопясь, макая резьбовые кончики спиц в литол и посматривая в мануал. За первый проход я установил 8 тянущих спиц со стороны кассеты таким образом, чтобы тянущие спицы прошли с внутренней стороны фланца, а головки оказались снаружи. Так предлагал Шелдон Браун:

wheel1

Но моя втулка предложила сделать иначе :) при набивке я заметил следы от прошлого колеса — вдавленные места на фланце, там, где раньше располагались тянущие (это я понял по направлению следов) спицы. Располагались они раньше как раз наоборот — спицы снаружи фланца, головки внутри:

wheel2

Я ещё раз прочитал пару соответствующих абзацов мануала, и Шелдон сказал, что можно собирать и так, результат (при прямых руках) будет не хуже, просто его вариант удобнее. Ну что ж, мы не ищем лёгких путей :) На самом деле мною двигало такое соображение: механические напряжения при эксплуатации втулки уже определённым образом изменили структуру металла во фланце, алюминий «уселся» и «ужался» так, как было нужно, и если я поставлю спицы иначе, то структура металла будет при обкатке колеса снова меняться под совершенно другой нагрузкой, что, учитывая плачевную усталостную прочность алюминия, в итоге снизит надёжность втулки. Так что — удобство принесём в жертву надёжности, и я переспицевал 8 тянущих со стороны кассеты как предлагала втулка. Перевернув колесо, я увидел те же следы от прошлых спиц, вновь предлагающие мне спицевать тянущие снаружи фланца. Так я, разумеется, и поступил.

При набивке первых 16 спиц всё очень просто — втулка ещё свободно вращается, и спицу легко вывести сквозь обод, удобно накручивать нипеля. Колесо ещё не выглядит колесом. А вот когда вы начинаете вставлять лидирующие спицы, втулка поворачивается до максимума по часовой стрелке, и занимает приличествующее ей положение. Теперь спицу уже не выведешь сквозь обод (если вы правильно рассчитали длину, конечно; если удаётся вытащить — вы что-то сделали не так!), и ниппель пальцами накрутить не получается. Тут пригодилась небольшая плоская отвёртка. Усилие накручивания практически нулевое, так что я пользовался очень маленькой отвёрткой, значительно меньше шлица ниппеля, благодаря чему жало отвёртки хорошо «ловило» центр шлица.

Вставляя первые 8 лидирующих спиц со стороны кассеты, я понял, о чём говорил Шелдон. Если тянущие расположены снаружи фланца, то лидирующие приходится сильно гнуть, чтобы просунуть в нужные места, поначалу я боялся, что сломаю спицы. Но оказалось, что загиб спицы 262 мм по радиусу около 20-25 см ей совершенно не страшен, думаю она выдержала бы и больший сгиб. Правда, возникает остаточная деформация — спица не выглядит идеально ровной, как новая, но я был уверен, что на натяжении это никак не скажется.

На каждую спицу, и тянущую, и лидирующую, я накрутил нипель так, чтобы оставалась снаружи половина резьбы. При этом все спицы ещё были абсолютно свободны и не натянуты, втулка болталась, но колесо уже обрело вид колеса:

wheel_n

После этого таким же образом я установил 8 последних лидирующих спиц, с той стороны, где нет кассеты.

Теперь нужно дать спицам первичное натяжение, чтобы они перестали болтаться. Я последовательно закручивал каждый ниппель так, чтобы снаружи оставалась четверть резьбы — к концу колеса уже приходилось прикладывать определённое усилие, чтобы провернуть ниппель. Втулка перестала болтаться, и колесо можно было прокрутить вокруг оси, полюбовавшись на огромную восьмёрку :)

Теперь я вооружился шуруповёртом, поскольку крутить руками стало тяжело, и, установив самый слабый момент затяжки, начал закручивать ниппеля до тех пор, пока резьба спицы полностью уходила внутрь ниппеля. На некоторых ниппелях (~20%) уже срабатывал ограничитель момента шуруповёрта. Пройдя таким образом всё колесо, я увеличил момент затяжки ещё на две ступени, и ещё раз закрутил все 32 ниппеля. Колесо стало слегка звенеть, а спицы из мягких проволочек наконец стали натянутыми спицами :) Впрочем, огромная восьмёрка никуда не пропала. Дальше я бесконстрольно крутить не решился, чтобы не испортить обод, а, значит, пора было устанавливать колесо в станок.

wheel5

Вот таким нехитрым способом я измерял восмёрку, а переворачивая колесо — зонт. Для правки проблемные участки восьмёрки отмечал маркером и крутил спицы в нужную сторону. После установки колеса в станок я сделал подтяжку каждой спицы на половину оборота, потом поправил восьмёрки, ещё раз подтянул всё колесо на четверть оборота, поправил… while(1).

После 3-4 итераций подтягивания и правки я первый раз промял спицы руками, чтобы они улеглись как нужно, посмотрел яйцо. Яйцо оставалось в пределах 2 мм, восьмёрка — 2..3 мм, зонт колеса поначалу показался мне нулевым, но это я просто криво вставил ось втулки в станок при очередном повороте колеса :) Уход зонта изначально вышел в пределах 6 мм от кассеты. Что и неудивительно, поскольку натяжение спиц у кассеты и противоположных было до сих пор примерно равным.

На набивку колеса и несколько проходов подтяжки и правки я израсходовал около 2 часов вечером, после чего решил что надоело и хватит. Шелдон Браун сказал: устал — прекрати, иначе будет кака.

На следующий день я занялся выправлением зонта. Один раз я подтянул все спицы кассеты на четверть оборота, после — подтянул их все ещё раз на половину оборота и в это же время ослабил противоположные спицы на четверть, поправил две восьмёрки справа и слева, а в третий проход закрутил спицы кассеты ещё на четверть, не ослабляя противоположных (т.е. увеличивая суммарное натяжение колеса). При этом зонт с 6 мм уменьшился до 2. Далее я посвятил ещё некоторое время правке восьмёрок, сведя их до 2 мм. Оставалось яйцо. Первоначально я  измерил его амплитуду в 2-3 мм, после правок яйцо ужалось до 1 мм и мне надоело его править.

На всё это ушло около часа, после чего я оставил колесо в покое и занялся другими делами в качестве отдыха.

В этот же день через пару часов я снова вернулся к станку и произвёл второй заход протяжки спиц, на этот раз не руками, а металлическим рычагом, закладывая его между спицами в местах третьего креста и без остервенения выгибая спицы. Как и предсказывал мануал, были скрипы и потрескивания, а восьмёрки снова расползлись. Я снова правил колесо, ещё два раза протягивая спицы, после чего подтянул ещё на четверть все спицы со стороны системы, при этом получив уход зонта в 1 мм, восмёрку 1,5 и яйцо 1. На этом, в принципе, я посчитал собственно сборку колеса оконченой. Ура! Всего, по моим подсчётам, на сборку ушло не более 6 часов с учётом немалого времени, которое я потратил на измерение втулки, обода и расчёт спиц. Честно говоря, я ожидал минимум 8-10 часов работы, но указанные параметры отклонений геометрии меня устроили. Пределы допусков в 1-2 мм я взял с заднего колеса велосипеда, которое прошло около 1000 км на ободных тормозах и работало настолько хорошо, насколько меня это устраивало :) Разумеется, в мастерских собирают колёса точнее, но, вполне возможно (а роботы-сборщики — точно) не тратят времени на протяжку спиц и повторные правки, так что свои результаты я считаю не намного худшими.

Равномерность натяжения спиц я не мог проверить иначе, как по звуку. Судя по тону звона, зонт кассеты действительно был натянут сильнее противоположного (кто бы мог подумать?), а в пределах зонта звук спиц отличался максимум на полтона или чуть более. Не знаю, какова эта разница в ньютонах натяжения, но колесо я уже трогать после многочисленных правок не хотел…

До каких пор натягивать спицы

Не поленюсь вынести этот пункт отдельно и жирно, потому что я сам над этим немало размышлял. Однозначного ответа, кроме как «отдайте в мастерскую, где есть пряморукие механики и тензометр» я так и не нашёл. Самый логичный способ определить необходимое натяжение спиц — это сравнить с готовым колесом, и в моём случае это готовое колесо у меня имелось. Я сравнивал натяжение спиц двумя способами.

1. По перемещению креста. Берёмся за две спицы в районе третьего креста, на середине расстояния от креста до обода, сжимаем пальцами сколько хватит сил, и измеряем, насколько место пересечения спиц переместилось к фланцу:

spoke_tension_metering

У меня на левом зонте на готовом колесе (черные спицы на фотографии) выходило около 3-4 мм, а на собранном — ближе к 5 мм; на правом зонте (серебристые спицы на фото) — 2 мм на готовом и около 3 на собранном. Значит, натяжение спиц было меньше, чем нужно.

2. По высоте звучания. Поскольку обода готового и собранного колес были очень похожи, а втулки также отличались незначительно, я рискнул сделать допущение о том, что длина спиц в обоих колесах одинаковая. Толщина же была точно одинаковой, это я знал наверняка. Следовательно, можно было сравнивать и высоту звука, издаваемого спицей, и при этой проверке собранное колесо также оказалось натянутым слабее готового (звук ниже по тону). Так что пришлось подтянуть и поправить колесо ещё раз.

Итак, колесо было собрано и выправлено за 5 часов, оставалось смонтировать кассету и проверить его в деле. Об этом — в заключительной части рассказа.

wheel6