折叠自行车的把立锁紧工艺改进

长勇

自行车是人类发明的一种非常成功的人力机械，它是由许多简单机械组成的复杂机械，诞生于欧洲，但20世纪却在亚洲的中国获得了前所未有的普及和发展。现在中国的自行车产量、消费量、出口量，均居世界第一。中国老百姓拥有4亿多辆自行车，年出口量达到5000万辆以上。中国亦可以称之为一个自行车王国。

随着自行车的高度普及和发展，依据用途，自行车的分类越来越细，折叠自行车是众多分类之一。由于折叠自行车具有独特的优点：好骑、防盗，好携带、好收纳、好运输，而且健身环保，适用人群广泛而倍受欢迎。但是，在整体安全系数方面，折叠自行车不如非折叠自行车结实，因为折叠自行车由于折叠的需要而多了很多的衔接处，这些地方是非常容易出现安全隐患的。因此，折叠自行车在众多自行车种类中有其特殊性。首先，由于折叠自行车的折叠部位是可以活动的，这就要求相应部位在骑行时具有牢固可靠的性能；其次，折叠自行车不但要做到折叠时方便可靠，而且要求折叠以后的体积尽可能小，同时在足够的安全系数下，保证骑行的舒适性。本文通过折叠自行车把立锁紧方式的工艺改进，能有效消除折叠把立的异响和位移问题，使骑行更具稳定性，消除了骑乘的安全隐患。

折叠自行车优点：

1.好骑：把手、座垫无须任何工具可自由调整高低，男女老幼，皆可乘骑托盘飞轮尺比加大，在同等频率下，速度可等同或超过大轮径普通车辆。由于车身轻于普通自行车，骑行更加轻便。

2.好收：折叠后，体积小，收纳方便，外观漂亮，可作为摆设。

3.好用：休闲、运动皆适宜，也可作礼品赠送。易放置于汽车后备箱，郊游时既可享受汽车的便利，又可拥有在大自然中骑行的乐趣。

4.好提：比一般自行车轻。提上楼、上电梯、上公车、坐地铁，不费力，是公共交通的最佳伴侣。

5.好折：不需要任何工具，在短时间内能够将自行车完全折叠、展开，仅需几秒钟。

6.防盗：可将爱车放在家中、汽车后备箱里，或存在商场物品存放处（折叠后），丢失率小。适合人群广泛：

1.上班族：方便的折叠、轻巧的车身可以随身携带，上公车、上电梯、坐地铁、上下楼、放入办公室或家中。

2.异地学习或工作的人：折叠自行车的车身轻巧，可将车放在寝室、办公室及教室里，减少公车换乘次数，回家时还可以方便地带回家。

3.驾驶汽车的司机：普通汽车后车箱可以轻易放入多至3辆折叠自行车。短程、郊游、休闲、运动的时候，折叠自行车是最好的伴侣。平时还可以为使用折叠自行车的家人，带来接送时的便利。

4.学生：折叠自行车的车把和座垫可以随意调节，从中学生到成年人都能骑行，而且其车身轻巧、重心低、颜色亮丽鲜艳，深受学生们的欢迎。

5.旅游及自助郊游者：方便携带，让骑乘者随时体会骑行的乐趣。能够适应灵活多变的旅途，让人们彻底享受无限的风光和自由。

6.老人：用于钓鱼、锻炼、代步时，超轻的车身、安全的低重心、轻盈的骑行都符合老年骑行者的需求。折叠自行车特点：

通过车架折叠、把立折叠，将前后两轮对折在一起，可减少45%左右的长度。在折叠的使用过程中也不需要借助外来工具，可通过手动自行将车折叠和展开。在折叠后通过座杆作为支撑点使车身立稳。整车在折叠后可放入登机箱和折叠包，以及汽车的后备箱内。

基于折叠自行车的诸多优点，骑行折叠自行车已成为都市的时尚风潮。但是折叠自行车也存在着不足之处。

对于整体安全系数来说，折叠自行车并不如非折叠自行车结实，因为折叠自行车有很多的衔接处，这些地方是非常容易出现安全隐患的：

首先，由于折叠部位是可以活动的，因此要求相应部位在骑行时具有牢固可靠的性能，车架要经过特殊的设计，比普通自行车应具备更高的强度。

其次，折叠自行车要能够做到折叠方便可靠，折叠以后体积尽可能小，而打开的情况下要有足够的安全系数，不会影响骑行的安全和舒适。具有足够的强度，才能使骑行更具稳定性。

对折叠自行车影响比较大的环节就是折叠部位：

我们对25家不同厂商生产的折叠自行车进行了试验，具体试验方式是依据JIS标准7.5.4把立管与前叉的紧固程度试验。

如图1所示，向测试杆或把横管上施加25 N·m的转矩。

1.跨骑折叠自行车，单脚着地，双手握紧车闸，此时上臂用力刹车前拥，有85%的折叠自行车车把折叠立管有震颤，车架折叠盒处有异响。

2.人站在车头前方，双腿夹住前轮，双手握住车把，双臂用力左右旋动把横，折叠把立相对于前叉会产生位移。

经批量试验，其中有一辆车的把立与前叉立管分离，严重影响了骑乘过程中的稳定性，存在巨大的安全隐患。

分析一下折叠竖管的结构及组成：

图2是一款用于有纹前叉组件的把立，由折叠竖管、折叠盒、折叠盒手柄及连杆等附件，把立下管、把芯丝杆、把芯丝母、手柄安全钩等组成。

工作原理：把立下管插入前叉立管里孔，通过锁紧拉动把芯丝母沿把立管的斜面上移，即丝母上移。丝母外表面牢牢地挤在前叉立管的里孔内壁，通过压紧内壁形成巨大的防转力矩，此种工作原理与图2城市车把立锁紧方式相同。缺点是松开把芯丝母时，把芯丝母容易掉进把立里，紧固时工具与手柄连杆干涉。在此基础上改进，以下图3和图4即为改进后的无纹前叉立管及折叠竖管构造图：

同2图相比：无纹折叠竖管没有把立下管，没有把芯丝母和把芯丝杆，而多了一个螺钉、一个槽帽，前叉立管预埋了一个M10的螺母，其工作原理是将把立安装到前叉立管上，通过上图所示，把螺丝进行一次锁紧，通过锁紧螺丝2进行二次锁紧，增加安全系数。

图2锁紧方式：松开把芯丝母时，把芯丝母容易掉进把立里，紧固时工具与手柄连杆干涉。

图6锁紧方式：使二次锁紧增加了安全系数，解决了把芯丝母掉到前叉立管里的缺陷。

然而图6锁紧方式也有不足，满足一次锁紧的前提是前叉立管里孔预埋M10锁母，但M10锁母镶嵌到前叉立管里孔，易出现以下问题：

（1）锁母定位不准，内置螺母螺纹孔与前叉立管孔不平行，前叉立管组装锁紧后，前叉立管底端与前叉组件单面接触，折叠竖管、折叠盒底端与前叉组件上部端面会出现明显的缝隙，骑乘时会产生震颤。

（2）M10锁母预埋前叉立管里孔，一般间隔120°焊3道各5mm的焊道，焊接難度增加。当焊道凸起超差时，内埋锁母上部焊道会与槽帽底端干涉，造成槽帽不能完全沉入到无纹前叉立管里。直接后果是槽帽不能压紧把立，锁紧力达不到要求。

（3）虚焊：内置螺母易出现虚焊，剧烈冲击下，预埋螺母会从前叉立管里拔出，给骑行者人身安全带来隐患。

针对内置螺母的问题，前叉厂改变了内置螺母的焊接方式，在前叉立管外侧间隔120°冲3个圆孔，改内焊为外焊，解决了槽帽的干涉和缝隙问题，但增加了加工工序、加工难度，也不可取。无论内焊还是外焊均共同存在一个问题：烤漆时，前叉立管里孔都需防漆，避免内置螺母螺纹处进漆。

引进山地车的把立固定方式，上述问题即可迎刃而解。

无纹前叉立管里孔取消焊接内置螺母，采取内置太阳花的方式，把太阳花旋到太阳花安装专用工具上，将太阳花底部引入前叉立管里孔，用皮锤锤击专用工具顶部，以专用工具来保证太阳花的预埋深度。通过专用工具底端平面来保证太阳花里孔心线和前叉立管端面的垂直度，再通过旋紧螺丝、压紧槽帽、拉紧太阳花达到锁紧目的。

结束语

折叠自行车以小轮径居多，前轮与地接触点至前管上部的尺寸比较小，要满足骑乘条件，即整车前部要有足够的骑乘空间，这就要求折叠自行车车把足够高。折叠自行车车把一般折叠竖管上部为250 mm，把立管为270 mm，组合后会达到300mm左右，力臂长，当折叠竖管的端面与头管上部组件接触，会引起震颤，是非常不稳定的，骑乘过程中会带来严重的安全隐患。而且未改进工艺前，加工工序多，内置螺母的焊接难度大，精度得不到保证，通过内置螺母的工艺改进，解决了折叠竖管与头管组件单面接触的难点，消除了把立的震颤，增强了骑乘稳定性，为批量出口创造了条件。