Колесостроение
 | В этой статье есть несколько проблем. Пожалуйста, помогите улучшить его или обсудите эти проблемы на странице обсуждения . ( Узнайте, как и когда удалять эти шаблонные сообщения )
|
Колесостроение — это процесс сборки проволочных колес (обычно велосипедных , но включая инвалидные коляски и некоторые автомобили ). Компонентами проволочного колеса являются обод , спицы , ниппели и ступица .
Цели
[ редактировать ]Колесный мастер положения колеса должен обеспечить правильность двумя способами: боковым (боковое раскачивание) и радиальным (округлость/подпрыгивание). Колесо также необходимо правильно выровнять, если это применимо (левая и правая стороны заднего колеса различаются, спицы со стороны привода требуют более высокого натяжения). Спицы не должны иметь остаточного скручивания (накручивания) из-за затяжки ниппелей. Спицы могут быть «сняты с напряжения», то есть подвергнуты большему напряжению во время сборки, чем они когда-либо могут столкнуться при использовании - обычно за счет очень сильного сжатия пар спиц вместе. Это «придает» спицам (и/или ступице) постоянную форму, при которой они огибают фланцы ступицы и друг друга.
Говорение
[ редактировать ]Рисунок спиц может быть радиальным или полутангенциальным . При нормальном размере колеса и количестве спиц только последнее подходит для колеса, которое должно передавать крутящий момент от ступицы к ободу, как в случае с задними колесами или ступичными тормозами. Это правило иногда нарушается, когда используется очень большое количество спиц или колесо необычно маленького диаметра, что в любом случае снижает величину повышенного растягивающего напряжения на каждой радиальной спице до приемлемой степени; В некоторых велосипедах BMX и лоурайдерах на обоих колесах используются радиальные спицы. Задние колеса также могут иметь радиальные спицы на неприводной стороне и полутангенциальные спицы на ведущей стороне. По крайней мере, один пример, Mavic Ksyrium, имеет радиальные спицы на ведущей стороне заднего колеса.
Наиболее распространенный рисунок спиц - «три креста», когда каждая спица пересекает три другие на том же фланце ступицы, прежде чем встретиться с ободом. Последний крест обычно «переплетается», оборачивая спицу вокруг спицы с другой стороны фланца. Колеса с радиальными спицами, в которых спицы не пересекаются друг с другом, примерно экономят вес двух спиц (поскольку спицы короче) по сравнению с колесом с тремя поперечными спицами, но подвергаются повышенному риску образования трещин на фланце ступицы, если только ступица специально разработан для этого шаблона. Двухкрестовая конструкция иногда используется для ступиц с фланцами большого диаметра (например, ступицы генератора/динамо или ступицы с большими фланцами), поскольку она обеспечивает более перпендикулярный угол спицы/обода, а четырехкрестовая конструкция является стандартной для количества спиц 40 и выше. .
Велосипедные колеса
[ редактировать ]В большинстве обычных велосипедных колес теперь используется 32 или 36 спиц спереди и сзади, хотя асимметрия заднего колеса (чтобы обеспечить возможность размещения группы звездочек) и дополнительный вес, который оно несет, означают, что количество спиц больше, чем переднее. Обычно используемые модели варьируются от 18 спиц для гоночных велосипедов до 36 спиц для туристических велосипедов для кросс-кантри и до 48 спиц на тандемных и сильно эксплуатируемых велосипедах BMX . Минимальное количество спиц, разрешенное для соревнований, — 12. [1] В некоторых лоурайдерских велосипедах используется до 144 ярко хромированных спиц на колесо, хотя они не предназначены для серьезной езды.
Колеса можно изготовить машиной, а не вручную. Однако колеса машинной сборки редко бывают такими же удовлетворительными, как колеса ручной сборки, отчасти потому, что неэкономично позволять машине тратить достаточно времени на каждое колесо для достижения идеального результата, а также потому, что большинство машин оставляют спицы с некоторым остаточным скручиванием. Колеса машинного изготовления можно отличить по рисунку шнуровки (если он не радиальный), поскольку спицы имеют одинаковую шнуровку с каждой стороны, а не зеркально, как на колесах ручной сборки. [ нужна ссылка ] Более современные колеса «заводского изготовления», такие как серия Mavic Ksyrium, имеют конструкцию, совершенно отличную от конструкции обычных колес: более глубокий и прочный обод заменен на меньшее количество спиц. Они популярны и довольно легкие (в более дорогих моделях), но не такие долговечные, легко поддающиеся ремонту и обслуживанию, как обычные колеса.
Нержавеющая сталь является наиболее распространенным материалом для спиц, хотя в большинстве бюджетных колес массового производства используются спицы из оцинкованной стали . другие материалы, такие как титан или алюминий Для снижения веса часто используются . Некоторые колеса имеют спицы из углеродного волокна , которые часто полностью интегрированы со ступицей и ободом и имеют лопастную форму. Спицы из нестали обычно используются для гоночных велосипедов и других специализированных устройств, где вес, аэродинамика и производительность ценятся выше долговечности и стоимости.
Обода традиционно изготавливались из стали , но в настоящее время алюминий является наиболее распространенным и лучшим выбором из-за его легкого веса, высокой прочности и жесткости. Также используется древесина. Иногда используются композитные материалы, такие как углеродное волокно, обычно для гоночных соревнований, таких как гонка на время , триатлон и велоспорт на треке , хотя углеродное волокно становится все более распространенным для рекреационных целей, таких как езда на шоссейном или горном велосипеде, из-за его внешнего вида, прочности и ощущения.
Колеса мотоцикла
[ редактировать ]В проволочных колесах мотоциклов обычно используются 36 или 40 спиц гораздо большей толщины, чем на велосипеде. Они никогда не «переплетаются» так, как описано выше, и не рекомендуются «радиальные» сборки (только колеса без тормозов). На ободах мотоциклов имеются ямочки по направлению к ступице в местах расположения каждой спицы, а отверстия для спиц просверлены в ямочках под углом. Этот угол является функцией поперечного рисунка, используемого для шнуровки колеса, диаметра фланцев ступицы и ширины ступицы на фланцах. Колеса с конической ступицей имеют разные углы, просверленные на одной стороне обода по сравнению с другой стороной. Адекватное натяжение спиц очень важно для колес мотоцикла, поскольку на колесо действует больший крутящий момент от двигателя или дискового тормоза. Ослабленные спицы на колесе быстро устают и ломаются, обычно в месте изгиба, где они крепятся к ступице. В этом случае колесо необходимо восстановить, используя все новые спицы, поскольку даже целые спицы в таком колесе устаревают и обычно ломаются при затягивании во время операции правки.
Длина спиц
[ редактировать ]Правильную длину необходимых спиц можно рассчитать, исходя из диаметра обода, диаметра фланца ступицы, ширины ступицы, схемы шнуровки и количества спиц. Видеть [2] и. [3] [ самостоятельный источник ] Эти расчеты можно производить либо вручную (по старинке — с помощью ручки, бумаги и калькулятора), либо с помощью компьютера. Доступно множество программ, и они различаются по сложности: от простых таблиц Excel до отдельных настольных приложений и веб-калькуляторов. Альтернативный метод — обратиться к таблице, в которой указаны длины спиц для ряда распространенных комбинаций ступицы и обода.
Другие конвенции
[ редактировать ]Хороший производитель колес позаботится о том, чтобы отверстие клапана располагалось между двумя почти параллельными спицами, чтобы облегчить крепление головки насоса. На конструктивную целостность колеса это не влияет, и это правило обычно соблюдается.
Если на корпусе ступицы имеется этикетка производителя, то обычно этикетка должна быть обращена к отверстию клапана (и читаема через нее). [ нужна ссылка ] Этикетки на ободах должны быть читаемы с правой стороны (со стороны привода) велосипеда. Этикетки на ступицах должны быть обращены в одном и том же направлении спереди и сзади (как правило, чтобы их можно было прочитать с сиденья). Это означает, что даже необработанное, симметричное переднее колесо должно быть прикручено к ободу «правильным» способом, если требуется совершенство. Цель.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Правила соревнований UCI - [1]
- ^ Браун, Шелдон . «Колесостроение» . Шелдон Браун . Проверено 28 июля 2006 г.
- ^ Роберт Торре. «Формула длины спиц со шнуровкой колес и информацией о конструкции» . самостоятельно опубликовано. Архивировано из оригинала 16 мая 2005 г. Проверено 28 июля 2006 г.