Спица в велосипедном колесе служит для соединения втулки с ободом.
У обычной спицы штампованная головка — как шляпка у гвоздя, — чтобы не выскочить из фланца втулки. Далее спица совершает изгиб, называемый иногда «плечом» (англ. «elbow»). На противоположнном конце спицы — резьба, на которую накручивается специальная гайка, называемая ниппелем. Ниппель проходит сквозь отверстие в ободе и накручивается на резьбу спицы.
Спицы должны обеспечивать достаточную жёсткость, прочность колеса и, в тоже время, некоторую амортизацию, дополняющую амортизацию шин.
Кроме того, спицы должны пружинить, чтобы возникающая при ударах нагрузка более равномерно распределялась по поверхности обода, защищая его от повреждения.
Кроме спиц встречаются и более экзотические варианты соединения обода и втулки колеса. Например, у шоссейных велосипедов довольно широко распространены дисковые колеса, где вместо спицевого набора присутствуют два слоя специальной сильно натянутой ткани. На велосипеды для триатлона часто устанавливаются моноблочные колёса из углеродного волокна с 4−6 плоскими широкими лопастями. Но у подавляющего количества велосипедов всё же традиционные спицованные колеса.
Для того, чтобы собрать качественное колесо, помимо обода и втулки, требуются качественные спицы. Многие помнят те времена, когда на «Туристы» и «Спутники» ставили низкокачественные спицы уменьшенного диаметра. Результатом были постоянные обрывы головок спиц, а иногда и вырывание резьбовой части спицы из ниппеля.
Технология
Качественные спицы большинстве своём изготовляются из высоколегированных сталей, преимущественно хромомолибденовых. Наиболее дорогие варианты — облегчённые из титановых сплавов, самые дешёвые — из обычных конструкционных сталей с поверхностным напылением никеля. Спицы могут быть как раскатанными, так и тянутыми. Катанные спицы обладают несколько худшими характеристиками.
На прочность спицы сильно влияет тип резьбы. Она может быть нарезанной на теле спицы или накатанной поверх. Накатанную резьбу можно отличить по большему диаметру спицы, измеренному по вершинам резьбы, в сравнении с диаметром гладкого её стержня. При нарезании резьбы тело спицы заметно ослабляется в зоне её расположения, при накатывании резьбы — ослабляется в меньшей степени. Процесс накатки сложнее, и в связи с этим подобные спицы дороже обычных. Примером высококачественных спиц с накатанной резьбой являются все спицы компании DT Swiss.
Ниппели представляют собой тонкие высокие гайки грибовидной формы со шлицом под отвертку на шляпке и четырьмя гранями под ключ с противоположной стороны. Ниппели могут быть увеличенной высоты. Они нужны, если планируется установка высокопрофильных ободов (например, у DT Swiss есть модели ниппелей с высотой 16 мм и 12 мм). Самые дешёвые ниппели изготавливаются из стали, среднего уровня — из бронзы или латуни, дорогие — из алюминия. Резьба в бронзовых ниппелях работает мягче, чем в стальных и не закисает со временем. Суть применения алюминиевых ниппелей — снижение веса. Правда, по данным компании DT Swiss, выигрыш измеряется всего 40 граммами на пару колёс.
Количество и размер
Изначально, большинство велосипедов комплектовались колёсами с 36 спицами. У британских велосипедов много лет подряд переднее колесо было 32−спицевым, заднее — 40−спицевым. Такой подход был очень практичным для покупателя, поскольку прочность колёс в этом случае была рассчитана на правильное распределение нагрузок. Тем не менее, для производителя дешевле выпускать колёса с равным количеством спиц. В связи с этим впоследствии переднее колесо стало более тяжёлым, а заднее — недостаточно прочным.
Позже наиболее популярными стали 32−спицевые колёса. Производители рекламируют более дешёвый для себя вариант комплектации колёс как серьёзную экономию в весе. Тем не менее, для большинства велосипедистов уменьшенная прочность колеса и как результат — более частый ремонт обода, — легко затмевает собой незначительный выигрыш в совокупной массе.
В наши дни количество спиц в традиционном колесе горного велосипеда составляет 32 или 36. Их количество зависит от назначения колеса и вида спицевого набора. На гибридах и городских велосипедах чаще всего устанавливается 36 спиц. На тандемах количество спиц может доходить до 40 или 48. На шоссейных велосипедах — 32, 28 или 24. Иногда спиц может быть ещё меньше. Снижением количества спиц достигается общее снижение веса колеса и в том числе вращающихся масс, что очень важно для езды с частыми изменениями скорости движения, а также снижение аэродинамического сопротивления. Количество спиц в колесе обычно кратно 4 (есть ведущие и хвостовые слева и справа), а в случае применения радиального спицевого набора — кратно 2.
В зависимости от размеров втулки, эффективного диаметра обода и типа спицевого набора, устанавливаются спицы строго определённого размера. Знать размер спиц необходимо не только для сборки нового колеса, но и для замены испорченных спиц. Сейчас выпускается широкий набор спиц с шагом по длине между соседними размерами в 1−2 мм. Номинальная толщина обычных спиц составляет 1,6−2,3 мм.
Длина спицы считается от внутренней стороны плеча до конца резьбы и измеряется в миллиметрах. Диаметр спицы, как правило, также указывается в миллиметрах, но некоторые производители используют в качестве единицы измерения калибр проволоки.
Таблица соответствий толщины спиц
| Калибр | Калибр проволоки США | Британский калибр проволоки | Бирмингемский калибр |
| 12 | 0,1055" 2,6797 мм | 0,1040" 2,6416 мм | 0,1090" 2,7686 мм |
| 13 | 0,0915" 2,3241 мм | 0,0920" 2,3368 мм | 0,0950" 2,413 мм |
| 14 | 0,0800" 2,032 мм | 0,0800" 2,032 мм | 0,0830" 2,10 мм |
| 15 | 0,072" 1,8288 мм | 0,072" 1,8288 мм | 0,072" 1,8288 мм |
| 16 | 0,0625" 1,5875 мм | 0,0640" 1,6256 мм | 0,0650" 1,651 мм |
| 17 | 0,0540" 1,3716 мм | 0,0560" 1,4224 мм | 0,0580" 1,4732 мм |
Так как в большинстве случаев фланцы передней втулки симметричны, а задней барабанной — асимметричны и могут быть разного размера, то на велосипеде с одинаковыми ободами и втулками одной группы обычно присутствуют спицы трёх размеров: на переднее колесо, на заднее справа и на заднее слева.
Снижение веса
Велосипедные спицы настолько длинные и тонкие, что могут работать только на растяжение, так как прочность на изгиб очень мала, а для работы на сжатие у спиц не хватает устойчивости. Наибольшие напряжения в теле спицы возникают в зоне плеча и резьбового конца спицы, что связано с различными ослабляющими эффектами. В средней же части спицы, где полностью отсутствуют
Кроме снижения веса, утоньшение спиц в средней части позволяет сделать их более эластичными, что необходимо для дополнительной защиты обода и втулки при возникновении резких ударов от препятствий.
Но баттированные по длине — не единственные спицы с переменной геометрией. Существуют спицы с аэродинамическим профилем. Концы таких спиц имеют круглое сечение, а средняя часть имеет эллиптический или сильно уплощённый профиль.
Вес спиц
| Производитель | Модель | Материал | Диаметр | Длина, мм | Количество | Вес, г. |
| Litespeed | титан | 2.0 | 267 | 32 | 122 | |
| DT Swiss | Revolution | нерж. сталь | 2,0/1,55 | 266 | 32 | 134 |
| Wheelsmith | 1,8DB | нерж. сталь | 1,8/1,55 | 266 | 32 | 135 |
| FiberFlight | Aero | пластик | 266 | 32 | 136 | |
| Wheelsmith | 1,8DB | нерж. сталь | 1,8/1,55 | 267 | 32 | 146 |
| DT Swiss | 1,8DB | нерж. сталь | 1,8/1,6 | 266 | 32 | 156 |
| DT Swiss | 1,8 | нерж. сталь | 1,8 | 266 | 32 | 179 |
| Wheelsmith | 2,0DB | нерж. сталь | 2,0/1,7 | 273 | 28 | 159 |
| Wheelsmith | 2,0DB | нерж. сталь | 2,0/1,7 | 298 | 32 | 182 |
| DT Swiss | 2,0DB | нерж. сталь | 2,0/1,8 | 266 | 32 | 193 |
| DT Swiss | 1,8 | нерж. сталь | 1,8 | 291 | 16 | 97 |
| Wheelsmith | 2,0 | нерж. сталь | 2,0 | 264 | 16 | 107 |
| Wheelsmith | 2,0 | нерж. сталь | 2,0 | 266 | 16 | 109 |
| Wheelsmith | 2,0 | нерж. сталь | 2,0 | 267 | 32 | 218 |
| DT Swiss | 2,0 | нерж. сталь | 2,0 | 266 | 32 | 221 |
| DT Swiss | 2,0 | нерж. сталь | 2,0 | 289 | 16 | 120 |
Автор: Damon Rinard
Вес ниппелей
| Марка | Длина/Диаметр | Материал | Вес | Примечание |
| Hi-E | 15/1,8 | Алюминий | 0,235 | Нужен специальный ключ |
| Wheelsmith | 14/2,0 | Алюминий | 0,344 | |
| DT Swiss | 15/1,8 | Медь | 0,850 | Старого образца, дисковый профиль |
| DT Swiss | 14/2,0 | Медь | 1,000 | Нового образца, в виде воронки |
| Wheelsmith | 14/2,0 | Медь | 1,063 | |
| DT Swiss | 15/1,8 | Медь | 1,100 | Нового образца, в виде воронки |
| DT Swiss | 14/2,0 | Медь | 1,140 | Старого образца, дисковый профиль |
| Fiber Flight | 14/2,0 | Пластик | 0,194 | Заявленный вес |
Автор: Деймон Ринард (Damon Rinard)
Типы спицевых наборов
Колесо может быть собрано с тангенциальным (точнее полутангенциальным) или с радиальным спицевым набором.
В случае применения тангенциального спицевого набора, когда спица идёт перпендикулярно втулке, колесо может быть собрано в 1, 2, 3 или 4 креста. То есть спица по своей длине пересекает 1−4 спицы с той же стороны втулки. В случае радиального набора — соответственно, без крестов.
Принципиальное отличие данных спицевых наборов заключается в том, что чем меньше крестов, тем короче спицы и следовательно, легче колесо. Но в этом случае колесо становится более жёстким и менее прочным, так как нагрузка распределяется по ободу менее равномерно, и он сильнее страдает при ударе. К тому же колёса с радиальным набором спиц могут применяться только там, где на оси колеса отсутствует крутящий момент - то есть только на передних колёсах и только в том случае, если установлен ободной тормоз. С дисковым или втулочным тормозом радиальный спицевой набор использовать не рекомендуется. Из других неприятных моментов — повышенная вероятность самопроизвольного раскручивания головок спиц за счёт их строго перпендикулярного расположения относительно обода. Применение радиального спицевого набора также требует специальных втулок с особенно прочными фланцами.
Подавляющее количество колёс собирается в 3 креста.
Поломка
Главной причиной поломки спиц, которое происходит обычно в зоне головки — слабое натяжение. В этом случае спицы испытывают существенное изменение нагрузки при вращении колеса, и происходит их усталостное разрушение. Также возможна поломка резьбовой части или её вырывание из ниппеля. Это происходит в основном в случае использования слишком коротких спиц.