CN113071590A - 一种新型高强度自行车车架及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型高强度自行车车架及其制作方法，其技术方案要点是：包括车梁，所述车梁的一端焊接固定有第一连接杆，所述车梁的另一端焊接固定有头管，所述头管内转动连接有前车架，所述第一连接杆的底端焊接固定有转动轴套，所述转动轴套的一侧焊接固定有连接块，所述第一连接杆上固定连接有固定环，所述固定环上设置有第一减震机构，所述连接块上通过固定轴转动连接有第一U型板，所述第一U型板的一端焊接固定有两个后支架，两个所述后支架的端部分别固定连接有第二U型板，所述第二U型板上转动连接有连接环；具有优越的减震效果，适用与各种路段，同时连接结构合理，增加了连接强度，提高了车架的整体结构强度。

Description

一种新型高强度自行车车架及其制作方法
技术领域
本发明涉及自行车领域，特别涉及一种新型高强度自行车车架及其制作方法。
背景技术
车架作为整个自行车的骨架，最大程度地决定、影响了骑行姿势的正确性和舒适性；车架材质从最早的铬钼钢、进化到铝合金、然后是复合材料的运用如碳纤维，其他还有钪合金、镁合金、钛合金等，业者不断研发新材料配方，提升管件与结构设计能力并创新加工技术，只为了让车架更轻、更强、更舒适且更流线美观。密度是决定车架重量的关键因素之一，密度愈低，车架可以做到愈轻，铬钼钢的密度为7.9，铝合金为2.6-2.9，钛4.5，钛合金4.3-5.1，碳纤维复材1.6，镁合金1.7，由此可知铬钼钢的密度最高，碳纤复材最低。然而车架除了重量外，还要考虑拉伸强度，弹性系数等，所以虽然密度低，但强度不够也不行。
可参考公开号为CN112590992A的中国专利，其涉及一种一体成型式自行车车架，包括头管(1)、立管(2)、平管(3)、上梁(4)、下梁(5)、立叉(6)和平叉(7)，头管(1)、立管(2)、平管(3)、上梁(4)、下梁(5)、立叉(6)和平叉(7)为一体压铸成型连接，上梁(4)的横截面呈“T”字形状，其包括横梁板和竖筋板，下梁(5)为空心管状，其下端面设有开口，平管(3)设置在下梁(5)的下端下侧面，立管(2)的下端与下梁(5)的下端上侧面连接，立管(2)的中部与上梁(4)连接，立管(2)的上端向上延伸至上梁(4)的上方外面。
上述专利具有结构简单新颖，机械强度高，使用寿命长，使用安全性高，整体流线形状，外观美观，一次性压铸成型，生产加工效率高的优点，但是其也存在缺陷，如：其无减震机构，无法进行减震。
发明内容
针对背景技术中提到的问题，本发明的目的是提供一种新型高强度自行车车架及其制作方法，以解决背景技术中提到的问题。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种新型高强度自行车车架及其制作方法，包括车梁，所述车梁的一端焊接固定有第一连接杆，所述车梁的另一端焊接固定有头管，所述头管内转动连接有前车架，所述第一连接杆的底端焊接固定有转动轴套，所述转动轴套的一侧焊接固定有连接块，所述第一连接杆上固定连接有固定环，所述固定环上设置有第一减震机构，所述连接块上通过固定轴转动连接有第一U型板，所述第一U型板的一端焊接固定有两个后支架，两个所述后支架的端部分别固定连接有第二U型板，所述第二U型板上转动连接有连接环，所述连接环上固定连接有连接板，所述连接板上焊接固定有用于安装自行车后车轮的后轮支架，两个所述后轮支架之间共同固定连接有固定杆，所述固定杆上转动连接有限位套，所述限位套与所述第一减震机构连接。
本发明通过第一U型板与后支架连接，后支架再通过第二U型板与后轮支架连接，最后通过限位套使后轮支架与第一减震机构连接，使本车架具有优越的减震效果，适用与各种路段，同时连接结构合理，增加了连接强度，提高了车架的整体结构强度；
本发明采用新型六系铝合金作为生产材料，在车架焊接后，不需要对车架再进行热处理工艺就能满足强度要求，可以省略掉现有工艺中车架的热处理和矫直工序，使车架的生产效率大大提升，同时显著降低生产成本。
本发明采用强度高的新型六系铝合金作为生产材料，其强度可达到400MPa，且抗拉强度较现有材料提升30％以上，同时还具有容易加工、适合加工生成复杂截面、较好的可焊接性以及价格较低的优点。
较佳的，所述第一减震机构包括固定连接在所述固定环一端的固定套筒，所述固定套筒的内腔中滑动连接有顶杆，所述顶杆与所述限位套的外壁固定连接，所述固定套筒内部还设置有第一弹簧，所述第一弹簧的两端分别与所述固定套筒的内壁、所述顶杆的端部固定连接。
较佳的，所述前车架包括转动连接在所述头管内部的支撑杆，所述支撑杆的底端固定连接有矩形块，所述矩形块的底端设置有第二减震机构。
较佳的，所述第二减震机构包括固定连接在所述矩形块底部的两个支撑套管，所述支撑套管的内部滑动连接有用于安装自行车前车轮的前轮支架，所述支撑套管的内部设置有第二弹簧。
较佳的，所述转动轴套与所述头管之间固定连接有用于提高车架强度的第二连接管。
较佳的，所述第一连接杆的顶端设置有用于安装自行车坐垫的调节组件，所述调节组件包括滑动连接在所述第一连接杆顶端的开口环，所述开口环的端部固定连接有两个锁定板，两个所述锁定板之间螺纹连接有锁紧杆。
较佳的，所述车梁、所述第一连接杆、所述前车架、所述后支架以及所述后轮支架分别为六系铝合金车梁、六系铝合金第一连接杆、六系铝合金前车架、六系铝合金后支架以及六系铝合金后轮支架。
本发明还提供了一种新型高强度自行车车架的制作方法，包括以下步骤：
步骤一.切割：选择六系铝合金管材，然后根据车架各部件的尺寸进行切割，切割完成后待用；
步骤二.磨边：对步骤一中切割完成管材的边缘进行打磨，消除管材的锋利毛边；
步骤三.焊接：将切割与打磨完成的管材按照车架结构进行焊接，主体结构焊接完成后再安装配件；
步骤四.喷漆：对焊接完成的车架进行整体喷漆，喷漆晾干后即制作完成。
较佳的，所述步骤三焊接完成后使用焊接探伤设备对每个车架进行逐一检测，若发现焊接不牢固的车架，则及时进行补焊，直到检测完全合格；若同一车架检测出多处焊伤则进行报废处理。
较佳的，所述步骤四喷漆完成后，将车架输送至烘干设备中，待烘干完成后进行表面喷涂商标及图案。
综上所述，本发明主要具有以下有益效果：
第一、本发明通过第一U型板与后支架连接，后支架再通过第二U型板与后轮支架连接，最后通过限位套使后轮支架与第一减震机构连接，使本车架具有优越的减震效果，适用与各种路段，同时连接结构合理，增加了连接强度，提高了车架的整体结构强度；
第二、本发明采用新型六系铝合金作为生产材料，在车架焊接后，不需要对车架再进行热处理工艺就能满足强度要求，可以省略掉现有工艺中车架的热处理和矫直工序，使车架的生产效率大大提升，同时显著降低生产成本。
第三、本发明采用强度高的新型六系铝合金作为生产材料，其强度可达到400MPa，且抗拉强度较现有材料提升30％以上，同时还具有容易加工、适合加工生成复杂截面、较好的可焊接性以及价格较低的优点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图之一；
图2是本发明的结构示意图之二；
图3是本发明的结构示意图之三；
图4是本发明图1中调节组件处结构示意图；
图5是本发明图2中第一减震机构处结构剖视图；
图6是本发明图2中第二减震机构处结构剖视；
图7是本发明的工艺流程图。
附图标记：1、车梁；2、第一连接杆；3、头管；4、前车架；5、转动轴套；6、连接块；7、固定环；8、第一减震机构；9、第一U型板；10、后支架；11、第二U型板；12、连接环；13、连接板；14、后轮支架；15、固定杆；16、限位套；17、固定套筒；18、顶杆；19、第一弹簧；20、支撑杆；21、矩形块；22、第二减震机构；23、支撑套管；24、前轮支架；25、第二弹簧；26、第二连接管；27、调节组件；28、开口环；29、锁定板；30、锁紧杆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
参考图1-图7，一种新型高强度自行车车架及其制作方法，包括车梁1，车梁1的一端焊接固定有第一连接杆2，车梁1的另一端焊接固定有头管3，头管3内转动连接有前车架4，第一连接杆2的底端焊接固定有转动轴套5，转动轴套5的一侧焊接固定有连接块6，第一连接杆2上固定连接有固定环7，固定环7上设置有第一减震机构8，连接块6上通过固定轴转动连接有第一U型板9，第一U型板9的一端焊接固定有两个后支架10，两个后支架10的端部分别固定连接有第二U型板11，第二U型板11上转动连接有连接环12，连接环12上固定连接有连接板13，连接板13上焊接固定有用于安装自行车后车轮的后轮支架14，两个后轮支架14之间共同固定连接有固定杆15，固定杆15上转动连接有限位套16，限位套16与第一减震机构8连接。
参考图5，第一减震机构8包括固定连接在固定环7一端的固定套筒17，固定套筒17的内腔中滑动连接有顶杆18，顶杆18与限位套16的外壁固定连接，固定套筒17内部还设置有第一弹簧19，第一弹簧19的两端分别与固定套筒17的内壁、顶杆18的端部固定连接。
参考图2，前车架4包括转动连接在头管3内部的支撑杆20，支撑杆20的底端固定连接有矩形块21，矩形块21的底端设置有第二减震机构22。
参考图6，第二减震机构22包括固定连接在矩形块21底部的两个支撑套管23，支撑套管23的内部滑动连接有用于安装自行车前车轮的前轮支架24，支撑套管23的内部设置有第二弹簧25。
参考图1，转动轴套5与头管3之间固定连接有用于提高车架强度的第二连接管26。
参考图4，第一连接杆2的顶端设置有用于安装自行车坐垫的调节组件27，调节组件27包括滑动连接在第一连接杆2顶端的开口环28，开口环28的端部固定连接有两个锁定板29，两个锁定板29之间螺纹连接有锁紧杆30。
参考图1，车梁1、第一连接杆2、前车架4、后支架10以及后轮支架14分别为六系铝合金车梁、六系铝合金第一连接杆、六系铝合金前车架、六系铝合金后支架以及六系铝合金后轮支架。
本发明还提供了一种新型高强度自行车车架的制作方法，包括以下步骤：
步骤一.切割：选择六系铝合金管材，然后根据车架各部件的尺寸进行切割，切割完成后待用；
步骤二.磨边：对步骤一中切割完成管材的边缘进行打磨，消除管材的锋利毛边；
步骤三.焊接：将切割与打磨完成的管材按照车架结构进行焊接，主体结构焊接完成后再安装配件；
步骤四.喷漆：对焊接完成的车架进行整体喷漆，喷漆晾干后即制作完成。
参考图7，步骤三焊接完成后使用焊接探伤设备对每个车架进行逐一检测，若发现焊接不牢固的车架，则及时进行补焊，直到检测完全合格；若同一车架检测出多处焊伤则进行报废处理。
参考图7，步骤四喷漆完成后，将车架输送至烘干设备中，待烘干完成后进行表面喷涂商标及图案。
本发明通过第一U型板9与后支架10连接，后支架10再通过第二U型板11与后轮支架14连接，最后通过限位套16使后轮支架14与第一减震机构8连接，使本车架具有优越的减震效果，适用与各种路段，同时连接结构合理，增加了连接强度，提高了车架的整体结构强度；
本发明采用新型六系铝合金作为生产材料，在车架焊接后，不需要对车架再进行热处理工艺就能满足强度要求，可以省略掉现有工艺中车架的热处理和矫直工序，使车架的生产效率大大提升，同时显著降低生产成本。
本发明采用强度高的新型六系铝合金作为生产材料，其强度可达到400MPa，且抗拉强度较现有材料提升30％以上，同时还具有容易加工、适合加工生成复杂截面、较好的可焊接性以及价格较低的优点。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种新型高强度自行车车架，包括车梁(1)，其特征在于：所述车梁(1)的一端焊接固定有第一连接杆(2)，所述车梁(1)的另一端焊接固定有头管(3)，所述头管(3)内转动连接有前车架(4)，所述第一连接杆(2)的底端焊接固定有转动轴套(5)，所述转动轴套(5)的一侧焊接固定有连接块(6)，所述第一连接杆(2)上固定连接有固定环(7)，所述固定环(7)上设置有第一减震机构(8)，所述连接块(6)上通过固定轴转动连接有第一U型板(9)，所述第一U型板(9)的一端焊接固定有两个后支架(10)，两个所述后支架(10)的端部分别固定连接有第二U型板(11)，所述第二U型板(11)上转动连接有连接环(12)，所述连接环(12)上固定连接有连接板(13)，所述连接板(13)上焊接固定有用于安装自行车后车轮的后轮支架(14)，两个所述后轮支架(14)之间共同固定连接有固定杆(15)，所述固定杆(15)上转动连接有限位套(16)，所述限位套(16)与所述第一减震机构(8)连接。
2.根据权利要求1所述的一种新型高强度自行车车架，其特征在于：所述第一减震机构(8)包括固定连接在所述固定环(7)一端的固定套筒(17)，所述固定套筒(17)的内腔中滑动连接有顶杆(18)，所述顶杆(18)与所述限位套(16)的外壁固定连接，所述固定套筒(17)内部还设置有第一弹簧(19)，所述第一弹簧(19)的两端分别与所述固定套筒(17)的内壁、所述顶杆(18)的端部固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种新型高强度自行车车架，其特征在于：所述前车架(4)包括转动连接在所述头管(3)内部的支撑杆(20)，所述支撑杆(20)的底端固定连接有矩形块(21)，所述矩形块(21)的底端设置有第二减震机构(22)。
4.根据权利要求3所述的一种新型高强度自行车车架，其特征在于：所述第二减震机构(22)包括固定连接在所述矩形块(21)底部的两个支撑套管(23)，所述支撑套管(23)的内部滑动连接有用于安装自行车前车轮的前轮支架(24)，所述支撑套管(23)的内部设置有第二弹簧(25)。
5.根据权利要求1所述的一种新型高强度自行车车架，其特征在于：所述转动轴套(5)与所述头管(3)之间固定连接有用于提高车架强度的第二连接管(26)。
6.根据权利要求1所述的一种新型高强度自行车车架，其特征在于：所述第一连接杆(2)的顶端设置有用于安装自行车坐垫的调节组件(27)，所述调节组件(27)包括滑动连接在所述第一连接杆(2)顶端的开口环(28)，所述开口环(28)的端部固定连接有两个锁定板(29)，两个所述锁定板(29)之间螺纹连接有锁紧杆(30)。
7.根据权利要求1所述的一种新型高强度自行车车架，其特征在于：所述车梁(1)、所述第一连接杆(2)、所述前车架(4)、所述后支架(10)以及所述后轮支架(14)分别为六系铝合金车梁、六系铝合金第一连接杆、六系铝合金前车架、六系铝合金后支架以及六系铝合金后轮支架。
8.一种新型高强度自行车车架的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一.切割：选择六系铝合金管材，然后根据车架各部件的尺寸进行切割，切割完成后待用；
步骤二.磨边：对步骤一中切割完成管材的边缘进行打磨，消除管材的锋利毛边；
步骤三.焊接：将切割与打磨完成的管材按照车架结构进行焊接，主体结构焊接完成后再安装配件；
步骤四.喷漆：对焊接完成的车架进行整体喷漆，喷漆晾干后即制作完成。
9.根据权利要求8所述的一种新型高强度自行车车架的制作方法，其特征在于：所述步骤三焊接完成后使用焊接探伤设备对每个车架进行逐一检测，若发现焊接不牢固的车架，则及时进行补焊，直到检测完全合格；若同一车架检测出多处焊伤则进行报废处理。
10.根据权利要求8所述的一种新型高强度自行车车架的制作方法，其特征在于：所述步骤四喷漆完成后，将车架输送至烘干设备中，待烘干完成后进行表面喷涂商标及图案。
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