折疊自行車的把立鎖緊工藝改進

長勇

自行車是人類發明的一種非常成功的人力機械，它是由許多簡單機械組成的復雜機械，誕生于歐洲，但20世紀卻在亞洲的中國獲得了前所未有的普及和發展。現在中國的自行車產量、消費量、出口量，均居世界第一。中國老百姓擁有4億多輛自行車，年出口量達到5000萬輛以上。中國亦可以稱之為一個自行車王國。

隨著自行車的高度普及和發展，依據用途，自行車的分類越來越細，折疊自行車是眾多分類之一。由于折疊自行車具有獨特的優點：好騎、防盜，好攜帶、好收納、好運輸，而且健身環保，適用人群廣泛而倍受歡迎。但是，在整體安全系數方面，折疊自行車不如非折疊自行車結實，因為折疊自行車由于折疊的需要而多了很多的銜接處，這些地方是非常容易出現安全隱患的。因此，折疊自行車在眾多自行車種類中有其特殊性。首先，由于折疊自行車的折疊部位是可以活動的，這就要求相應部位在騎行時具有牢固可靠的性能；其次，折疊自行車不但要做到折疊時方便可靠，而且要求折疊以后的體積盡可能小，同時在足夠的安全系數下，保證騎行的舒適性。本文通過折疊自行車把立鎖緊方式的工藝改進，能有效消除折疊把立的異響和位移問題，使騎行更具穩定性，消除了騎乘的安全隱患。

折疊自行車優點：

1.好騎：把手、座墊無須任何工具可自由調整高低，男女老幼，皆可乘騎托盤飛輪尺比加大，在同等頻率下，速度可等同或超過大輪徑普通車輛。由于車身輕于普通自行車，騎行更加輕便。

2.好收：折疊后，體積小，收納方便，外觀漂亮，可作為擺設。

3.好用：休閑、運動皆適宜，也可作禮品贈送。易放置于汽車后備箱，郊游時既可享受汽車的便利，又可擁有在大自然中騎行的樂趣。

4.好提：比一般自行車輕。提上樓、上電梯、上公車、坐地鐵，不費力，是公共交通的最佳伴侶。

5.好折：不需要任何工具，在短時間內能夠將自行車完全折疊、展開，僅需幾秒鐘。

6.防盜：可將愛車放在家中、汽車后備箱里，或存在商場物品存放處（折疊后），丟失率小。適合人群廣泛：

1.上班族：方便的折疊、輕巧的車身可以隨身攜帶，上公車、上電梯、坐地鐵、上下樓、放入辦公室或家中。

2.異地學習或工作的人：折疊自行車的車身輕巧，可將車放在寢室、辦公室及教室里，減少公車換乘次數，回家時還可以方便地帶回家。

3.駕駛汽車的司機：普通汽車后車箱可以輕易放入多至3輛折疊自行車。短程、郊游、休閑、運動的時候，折疊自行車是最好的伴侶。平時還可以為使用折疊自行車的家人，帶來接送時的便利。

4.學生：折疊自行車的車把和座墊可以隨意調節，從中學生到成年人都能騎行，而且其車身輕巧、重心低、顏色亮麗鮮艷，深受學生們的歡迎。

5.旅游及自助郊游者：方便攜帶，讓騎乘者隨時體會騎行的樂趣。能夠適應靈活多變的旅途，讓人們徹底享受無限的風光和自由。

6.老人：用于釣魚、鍛煉、代步時，超輕的車身、安全的低重心、輕盈的騎行都符合老年騎行者的需求。折疊自行車特點：

通過車架折疊、把立折疊，將前后兩輪對折在一起，可減少45%左右的長度。在折疊的使用過程中也不需要借助外來工具，可通過手動自行將車折疊和展開。在折疊后通過座桿作為支撐點使車身立穩。整車在折疊后可放入登機箱和折疊包，以及汽車的后備箱內。

基于折疊自行車的諸多優點，騎行折疊自行車已成為都市的時尚風潮。但是折疊自行車也存在著不足之處。

對于整體安全系數來說，折疊自行車并不如非折疊自行車結實，因為折疊自行車有很多的銜接處，這些地方是非常容易出現安全隱患的：

首先，由于折疊部位是可以活動的，因此要求相應部位在騎行時具有牢固可靠的性能，車架要經過特殊的設計，比普通自行車應具備更高的強度。

其次，折疊自行車要能夠做到折疊方便可靠，折疊以后體積盡可能小，而打開的情況下要有足夠的安全系數，不會影響騎行的安全和舒適。具有足夠的強度，才能使騎行更具穩定性。

對折疊自行車影響比較大的環節就是折疊部位：

我們對25家不同廠商生產的折疊自行車進行了試驗，具體試驗方式是依據JIS標準7.5.4把立管與前叉的緊固程度試驗。

如圖1所示，向測試桿或把橫管上施加25 N·m的轉矩。

1.跨騎折疊自行車，單腳著地，雙手握緊車閘，此時上臂用力剎車前擁，有85%的折疊自行車車把折疊立管有震顫，車架折疊盒處有異響。

2.人站在車頭前方，雙腿夾住前輪，雙手握住車把，雙臂用力左右旋動把橫，折疊把立相對于前叉會產生位移。

經批量試驗，其中有一輛車的把立與前叉立管分離，嚴重影響了騎乘過程中的穩定性，存在巨大的安全隱患。

分析一下折疊豎管的結構及組成：

圖2是一款用于有紋前叉組件的把立，由折疊豎管、折疊盒、折疊盒手柄及連桿等附件，把立下管、把芯絲桿、把芯絲母、手柄安全鉤等組成。

工作原理：把立下管插入前叉立管里孔，通過鎖緊拉動把芯絲母沿把立管的斜面上移，即絲母上移。絲母外表面牢牢地擠在前叉立管的里孔內壁，通過壓緊內壁形成巨大的防轉力矩，此種工作原理與圖2城市車把立鎖緊方式相同。缺點是松開把芯絲母時，把芯絲母容易掉進把立里，緊固時工具與手柄連桿干涉。在此基礎上改進，以下圖3和圖4即為改進后的無紋前叉立管及折疊豎管構造圖：

同2圖相比：無紋折疊豎管沒有把立下管，沒有把芯絲母和把芯絲桿，而多了一個螺釘、一個槽帽，前叉立管預埋了一個M10的螺母，其工作原理是將把立安裝到前叉立管上，通過上圖所示，把螺絲進行一次鎖緊，通過鎖緊螺絲2進行二次鎖緊，增加安全系數。

圖2鎖緊方式：松開把芯絲母時，把芯絲母容易掉進把立里，緊固時工具與手柄連桿干涉。

圖6鎖緊方式：使二次鎖緊增加了安全系數，解決了把芯絲母掉到前叉立管里的缺陷。

然而圖6鎖緊方式也有不足，滿足一次鎖緊的前提是前叉立管里孔預埋M10鎖母，但M10鎖母鑲嵌到前叉立管里孔，易出現以下問題：

（1）鎖母定位不準，內置螺母螺紋孔與前叉立管孔不平行，前叉立管組裝鎖緊后，前叉立管底端與前叉組件單面接觸，折疊豎管、折疊盒底端與前叉組件上部端面會出現明顯的縫隙，騎乘時會產生震顫。

（2）M10鎖母預埋前叉立管里孔，一般間隔120°焊3道各5mm的焊道，焊接難度增加。當焊道凸起超差時，內埋鎖母上部焊道會與槽帽底端干涉，造成槽帽不能完全沉入到無紋前叉立管里。直接后果是槽帽不能壓緊把立，鎖緊力達不到要求。

（3）虛焊：內置螺母易出現虛焊，劇烈沖擊下，預埋螺母會從前叉立管里拔出，給騎行者人身安全帶來隱患。

針對內置螺母的問題，前叉廠改變了內置螺母的焊接方式，在前叉立管外側間隔120°沖3個圓孔，改內焊為外焊，解決了槽帽的干涉和縫隙問題，但增加了加工工序、加工難度，也不可取。無論內焊還是外焊均共同存在一個問題：烤漆時，前叉立管里孔都需防漆，避免內置螺母螺紋處進漆。

引進山地車的把立固定方式，上述問題即可迎刃而解。

無紋前叉立管里孔取消焊接內置螺母，采取內置太陽花的方式，把太陽花旋到太陽花安裝專用工具上，將太陽花底部引入前叉立管里孔，用皮錘錘擊專用工具頂部，以專用工具來保證太陽花的預埋深度。通過專用工具底端平面來保證太陽花里孔心線和前叉立管端面的垂直度，再通過旋緊螺絲、壓緊槽帽、拉緊太陽花達到鎖緊目的。

結束語

折疊自行車以小輪徑居多，前輪與地接觸點至前管上部的尺寸比較小，要滿足騎乘條件，即整車前部要有足夠的騎乘空間，這就要求折疊自行車車把足夠高。折疊自行車車把一般折疊豎管上部為250 mm，把立管為270 mm，組合后會達到300mm左右，力臂長，當折疊豎管的端面與頭管上部組件接觸，會引起震顫，是非常不穩定的，騎乘過程中會帶來嚴重的安全隱患。而且未改進工藝前，加工工序多，內置螺母的焊接難度大，精度得不到保證，通過內置螺母的工藝改進，解決了折疊豎管與頭管組件單面接觸的難點，消除了把立的震顫，增強了騎乘穩定性，為批量出口創造了條件。