Velosipedin naməlum qəhrəmanları, düşünürük ki, söz sahiblərinin lazım olan hörməti qazanmasının vaxtıdır
Bu nazik məftil telləri təkərlərimizin hər bir inqilabı ilə təkrar-təkrar dartılaraq və sıxılaraq amansız çətin iş görür. Onlar həmçinin pedal çevirmənin sürətləndirici qüvvələrini hubdan təkər halqasına daşıyırlar və əyləc qüvvələrini də ötürürlər. Bizim ümumiyyətlə velosiped sürə bilməyimizdə onların rolu demək olar ki, sehrlidir - belə böyük yükləri daşıyan belə nazik iplər. Beləliklə, biz hiss etdik ki, təvazökar nitq bütün yükü ödəməli olduğu üçün bir qədər hörmət qazanmağın vaxtıdır.
'Dişli təkərin dühası ondan ibarətdir ki, o, atlı, velosiped və müxtəlif yol səthləri tərəfindən yaradılan çox vaxt çox böyük qüvvələri bu cılız çubuqlara köçürə bilir, hər biri təkər dönərkən sistematik olaraq sıxılır və yüklər buradan ötürülür. biri digəri ilə danışırdı və belə də davam edir, London Universitet Kollecinin İstehsalat İnstitutunun direktoru, Stuff Matters kitabının müəllifi, teleaparıcı və həvəsli velosipedçi professor Mark Miodownik deyir. O, davam edir, 'Bu, təkərin çəkisini, dəyərini və performansını optimallaşdırmaq üçün gözəl bir yoldur.'
Gərginlik altında olan dirəklər mahiyyətcə mərkəzi lövbər kimi hubdan istifadə edərək halqanı bərkidirlər. Mükəmməl dünya ssenarisində hər bir dirək eyni gərginliklə yükü təkər boyu bərabər paylamaq üçün çəkir, eyni zamanda halqanı doğru və dairəvi tutur. Çubuqlar təkəri yanal əyilmə və halqanın deformasiyasına qarşı dəstəkləməli və həmçinin şaquli yükləmə (radial sıxılma) ilə təkərin əzilməsinə effektiv müqavimət göstərməlidir. Kiçik tapşırıq yoxdur. Təəccüblü deyil ki, təkər yaranandan bəri çox az başqa həll yolları araşdırılıb.
Danışıq Gərginliyi
İndi işlər texniki xarakter almağa başlayır və aşağıdakılar bir az çaşdırıcı və əks-intuitiv olsa, tək qalmayacaqsınız. Velosipedin yuxarı dirəklərdən (velosipedə yan tərəfdən baxdığınız zaman mərkəzin üstündə olanlar) asılı olub-olmaması, daha doğrusu, kiçik dirəklər kimi hərəkət edərək aşağı olanlar tərəfindən dəstəklənməsi ilə bağlı ciddi fikir ayrılığı var. ABŞ-ın Bostondakı Şimal-Şərqi Universitetinin Mühəndislik Kollecindən və Velosiped Elmi kitabının həmmüəllifi Cim Papadopulos deyir: “Sonuncu fikir, qəribə görünsə də, qəti şəkildə belədir”.
Velosiped dişlisinin sadəcə velosipedin və sürücünün ağırlığı altında çökəcəyinə inanmaq asan olsa da, o izah edir ki, təkər düzəltmə prosesi zamanı dişlidə yaranan gərginlik ("öncədən gərginlik" adlanır) bu, aşağı spirallərə yükü əyilmədən daşımağa imkan verir, çünki onlar əvvəlcədən gərginlik olmadıqda. “Yüksüz təkərdəki hər bir nitq 100 lb [445N] səviyyəsində bir gərginliyə malikdir. Ox 100 lb qüvvə ilə yerə doğru basıldığında, dirəklərin gərginliyinə yeganə əhəmiyyətli təsir qovşağın altındakı gərginlikləri az altmaqdır - bir qayda olaraq, biri təxminən 50 lb-ə qədər azalır və bunun hər tərəfində 75 funt-a qədər azalır. Köhnə vaqon təkəri kimi bərk taxta dirəklərlə görə biləcəyiniz şey məhz budur - alt hissəsi 50 lb, onun hər iki tərəfindəkilər 25 lb daşıyacaq. Naqilli təkərlərdən fərq ondan ibarətdir ki, tel çarx sıxılma yükünü daşıya bilməz - o, çökəcək. Beləliklə, bütün spikerlər dahiyanə şəkildə əvvəlcədən gərginləşdirilir. Naqil artıq 50 funt-dan artıq gərginlik yükü daşıdığı hallar istisna olmaqla, 50 lb sıxılma yükünü daşıya bilməz.
“Əlbəttə ki, yuxarı və ya üfüqi dirsəklər çıxarılarsa, velosiped təkəri çökəcək”, Papadopulos əlavə edir. “Lakin bu, mahiyyət etibarilə dəyişdirilmiş strukturun çox fərqli bir yük yoluna malik olması və bundan əlavə, tələb olunan ön gərginliyi təmin edə bilməməsi ilə bağlıdır. Tipik təkərin yuxarı çarxlar vasitəsilə yük daşıdığı qənaətinə gəlmək üçün bu çökmədən istifadə edə bilmərik.” Əgər bu başınızı fırladırsa, siz tək deyilsiniz. Beləliklə, danışıq materialının daha sadə sahəsinə keçək.
Polad Dırnaqlar
Dillər əsasən poladdan hazırlanır, material seçimi, Miodownik-in bizə dediyi kimi, 'əsasən, etibarlı ipə sahib olmaq bacarığından irəli gəlir. Polad məftil əladır, çünki hətta çox az miqdarda bərkitmə sahəsi ilə, məsələn, məmə dibini halqada tutduqda, ipi soymadan onlara kifayət qədər gərginlik verə bilərsiniz. Paslanmayan polad ideal materialdır, çünki o, yüksək gücün və aşağı çəkinin düzgün qarışığına malikdir, eyni zamanda əlverişlidir.'
Paslanmayan polad 19-cu əsrin sonlarından etibarən yüksək dartılma gücünə görə dirəklər üçün seçilən metal olmuşdur, bu da spikerlərin onlara yerləşdirilən qüvvələrlə mübarizə apararkən nisbətən nazik və yüngül qalmasına imkan verir. Aerotrope konstruksiya mühəndislərinin direktoru Chris Hornzee-Jones deyir: "Yüngül poladdan hazırlanmış dirəklər iki dəfə ağır və qalın olmalıdır". O, yeni Lotus karbon lifli dağ velosipedini dizayn etdi və indiyə qədər hazırlanmış ən böyük gərginlikli təkərlərdən birində - hava ifaçıları üçün platforma kimi istifadə edilən Minilliyin Günbəzinin damının altında asılmış 60 m diametrli konstruksiya üzərində işlədi. “Yumşaq poladın dəmir və karbonuna xrom və molibden əlavə etməklə əldə edilən paslanmayan polad ərintisi yorğunluğa daha davamlıdır.'
Yorğunluq danışanların düşmənidir. Əgər siz pedalların təkrarlanması nəticəsində quadsınızın dəfələrlə gərginliyə məruz qaldığını düşünürsünüzsə, o zaman təkərlərin hər bir inqilabı ilə döyülərək dirsəklərinizə yazıq. Təkərdəki hər bir dişli qovşağın altında olan saniyənin bir hissəsi ərzində sıxılma yükü altında olur və həmin an təzyiq çıxmazdan əvvəl sıxılır və normal uzunluğuna qayıda bilir. Bu, sözün əsl mənasında, zəif qurulmuş təkərin ləğvi ola biləcək amansız bir dövrədir.
'Təkər, bir ucunda ip əlavə olunmaqla, digər ucunda əyilmə və/yaxud baş olmaqla, onlar üçün daha da çətinləşdirilən, yorucu qaçış bandı kimidir, ' Hornzee-Cons deyir. İp gərginliyin konsentratorudur və yük ötürülməsi əsasən ilk bir neçə ip vasitəsilə baş verir. Üstəlik, məmə nisbətən sərtdir və o, halqaya perpendikulyar oturmağa çalışarkən, nadir hallarda nipelin çatdığı bucaqla mükəmməl uyğunlaşır, bu da əlavə konsentrasiyalı stressin səbəbi ola bilər. Digər ucunda J-bend azca əyilir və yüz minlərlə normal təkər fırlanmalarından sonra hər hansı kiçik səth qüsurları, yalnız mikron dərinlikdə və insan gözü üçün tamamilə hiss olunmayan qüsurlar açılmağa başlaya bilər. Bu, əvvəlcə yavaş bir prosesdir, lakin nəticədə nitqin qırılmasına səbəb olacaq.'
Alüminium Dırnaqlar
Polad, spikerlər üçün istifadə edilən yeganə material deyil. Mavic və Campagnolo (eləcə də Campagnolo-nun bacısı Fulcrum şirkəti) uzun müddət alüminium spikerlərin tərəfdarı olublar. Alüminium poladın sıxlığının üçdə birinə malikdir, lakin sərtliyin də təxminən üçdə birinə malikdir, buna görə də spirallər daha qalın olmalıdır, bu o deməkdir ki, onlar potensial olaraq daha az aerodinamikdirlər, daha böyük diametrli nipellər və daha sonra təkərlərdə daha böyük deşiklər tələb edirlər. jant gücünü və sərtliyini azaldır. Alüminium dişlilər də düz çəkmə dizaynından istifadə edirlər, çünki alüminiumdan J-bölməsinin stress altında uğursuzluq ehtimalı yüksəkdir.
Başqa bir məhdudiyyət, alüminiumun ipi asanlıqla tutmamasıdır. Mavic-in həlli məmə uclarını dirəyə deyil, birbaşa halqaya taxmaqdır. Campagnolo, polad versiyaları ilə eyni çəkidə olan alüminium diskləri seçməyi təklif edir, lakin müqayisədə təkərlərinin sürüş hissini yaxşılaşdırır, lakin bu, sükan çarxlarının yalnız bir rol oynadığı, təkərlərin, təkərlərin və hubların da əhəmiyyətli oyunçularla oynadığı əsasən subyektiv məsələdir, Velosipedin qalan hissəsini buraxın.
Dizəklərin dözdüyü müxtəlif stressləri nəzərə alsaq, karbon lifi heç də ehtimal olunan seçim kimi görünməyə bilər, lakin Mavic, Lightweight və Reynolds kimi bir neçə digər yüksək səviyyəli təkər markaları ilə birlikdə iki yol tapdı. Çəkiyə açıq-aşkar qənaət etməklə, dartma gücündən istifadə etmək. Mavic-in R-Sys SLR modeli, məsələn, gərginlik altında sərtlik və sıxılma müqavimətini təmin etmək üçün içi boş karbon borularından istifadə edir. Mavic-dən Mişel Lethenet deyir ki, "Karbon daha sərt olduğu üçün dişli uzanması poladdan və ya ərintidən xeyli aşağıdır". "Borular olmaqla, onlar sıxılmaya qarşı müqavimət göstərirlər, bu da təkərin sərtliyini qorumağa kömək edir, baxmayaraq ki, bəzi metal hissələr tələb olunur, halqada və qovşaqda əlavələr etmək üçün hər ucdan yapışdırılır." Mavic-in Kosmik Karbonunda alternativ bir üsul istifadə olunur. Ən mükəmməldir, burada bıçaqlı karbon dişlilər təkərin bir tərəfindən digər tərəfə keçərək, hub flanşı ilə birləşdirilir və yolda digər dirəkləri kəsir.
Spindən həqiqət
Material alimi və Hunt Bike Wheels şirkətinin direktoru Peter Marçmentin məmnuniyyətlə rədd etdiyi spikerlərlə bağlı əldə edilmiş velosiped müdrikliyinin bir neçə başqa parçası var. "Daha qısa dirəkləri olan daha dərin bir halqadan istifadə edən bir təkər çox vaxt "daha güclü" olaraq görülür, lakin bu, adətən halqaya xas olan əlavə sərtliyə bağlıdır" deyir."Həmçinin, bir çox insanlar daha yüksək danışıq gərginliyinin daha sərt bir təkər əldə edəcəyinə inanır, lakin bu belə deyil. Təkər sərtliyinə yalnız gərginlikdən başqa bir çox şey təsir edir, o cümlədən dişlərin sayı, dayaq bucağı və halqa dərinliyi.
Əslində dişli yükləndikdə, tətbiq olunan ilk gərginlikdən asılı olmayaraq eyni miqdarda uzanacaq, yəni dişli gərginliyinin artırılması təkəri daha sərt etməyəcək. həlledicidir. Həddindən artıq yüksək gərginliklərdə halqa və dirəklər zədələnməyə daha çox məruz qalır, çünki onlar effektiv şəkildə yüksək qüvvə ilə əvvəlcədən yüklənirlər. Lakin aşağı danışıq gərginliyi də problem yaradır, çünki məmə ucları zərbələr və ya yol vibrasiyaları zamanı gərginliyi aradan qaldırdıqda daha çox boşalır [açılır] və bu, təkərin düzgünlüyündən çıxmasına səbəb olur.'
Gərginlik və naxış nə olursa olsun, hazırlandıqları telin keyfiyyətində çoxlu variasiyaları qeyd etməmək şərtilə, seçim etmək üçün geniş diapazon var. Aparıcı dişli istehsalçılarından biri olan Sapim, ildə 300 milyon dişcik istehsal edir və keyfiyyətini qorumaq və məhsul çeşidində rəqabətədavamlı qalmaq üçün mağazalar şəbəkəsində işləyir. Sapim-in satış meneceri deyir: "Adi diblərin qiymətinin 60-70 faizi materialda ola bilər, ona görə də bunu düzgün əldə etmək vacibdir, lakin bizim bütün spikerlərimiz üçün ən vacib şey telin performansıdır" dedi., Klaus Grüter. ‘Biz parlaq və parlaq, 1000-1050N/mm2 dartılma gücünə malik, yaxşı yorğunluq məlumatları və ən əsası, əla korroziyaya davamlı tel axtarırıq.’
Grüter bizə nümunələrin dartılma gücü, əyilmə və burulma müqaviməti üçün laboratoriya sınaqlarından keçirildiyini deyir. Qəbul edildikdən sonra, makaralardan çıxan tel maşınla düzəldilir və kəsilir. Düz ölçülü naqil, həmçinin teli matrisdən çəkərək tıxaclara (mərkəzi hissə daha daraldır) düzəldilə bilər. Döyüldükdən sonra dişlinin başı və J döngəsi döyülür və digər ucundakı ip yuvarlanır (kəsilmir). Hazır spikerlər həm maşın görmə sistemləri, həm də insan gözü və əli ilə yoxlanılır. Bir maşın gündə 20.000 çəngəl hazırlaya bilir ki, bu da müxtəlif əmək xərclərinin bitmiş dişlinin qiymətinə niyə az təsir etdiyini və niyə dünya üzrə istehsalçıların oxşar qiymətlərə sata bildiyini izah edir.
Bəs nəyə görə kürəyini döyəcləmək lazımdır? Strada Wheels-dən Jonathan Day izah edir: Döngəli spikerlər fırlanma anı idarə etməkdə düz ölçüdən daha yaxşıdır. Burulma qüvvəsinin istiqaməti olan təkər müstəvisində daha genişdirlər, buna görə də ona müqavimət göstərmək üçün daha çox material var. Həmçinin, onlar perpendikulyar müstəvidə bir az daha əyilirlər, buna görə də sıxılma yükünü təkər boyunca daha yaxşı paylayırlar.’
Danışma nümunəsi
Velosiped təkərinin ənənəvi danışıq nümunəsi üç dəfə kəsişən 32 (və ya bəzən 36) tıxacdan ibarətdir. Ənənəvi şəkildə bağlanmış təkərdə dirsəklərin bir-birinə toxunmuş naxışı, sadəcə olaraq olduqca kaleydoskopik quruluş olmaqdan uzaq, əslində təkər dizaynının funksional hissəsidir.
Yanal sərtlik baxımından dirəklərin kəsişdiyi nöqtələr gərginlik altında olan hər birinin digərinə qarşı dayanmasına imkan verir, həmçinin sıxıldığı zaman onu dəstəkləyir. Üç çarpaz bağlama modelinin ən mühüm rolu arxa təkərdədir, burada spikerlər pedal çevirmə gücünü mərkəzdən ötürməlidir. Bu halda, dirsəklər ötürmə qurğusundan gələn burulma qüvvəsi sayəsində daha çox burulma yükləri ilə yüklənir. Kaset tərəfindəki dirsəklər hubdan tangensial olaraq ayrılaraq fırlanan qüvvəni (fırlanma anı) hubdan halqaya ötürür. Radial dirəklər (hubun mərkəzindən digərini keçmədən, birbaşa kənara doğru gedən yolu izləyir) bu cür yüklənmənin öhdəsindən daha az dözür və uğursuzluq ehtimalı daha yüksəkdir.
Fırlanma anı problem olmadıqda, məsələn, halqa əyləcləri olan ön təkərdə, radial dirəklərdən istifadə məna kəsb edir. Bu çəkiyə qənaət edir, çünki spikerlər daha qısa ola bilər və yanal sərt təkər yaratmaq üçün daha az tələb olunur. Bu da yaxşı görünür. Disk əyləcləri əhəmiyyətli burulma yüklənməsinə səbəb olur, lakin radial danışmanı qeyri-mümkün edir. Day deyir ki, "Bağlama naxışını düzgün əldə etmək vacibdir, çünki spirallər keçdikləri qonşulara sıxaraq sıxılma yükünü bölüşürlər, buna görə də spikerlər lider və ya qoşqu olmaq üçün bağlanmalıdır" deyir. “Siz əmin olmalısınız ki, aparıcı nitq əvvəlcə sürücü tərəfində gərginliyi götürür. 32-milli təkərdə yükü bölüşdürmək üçün 16 aparıcı spiral lazımdır. Bağlamağı səhv etsəniz, işi yalnız səkkiz nəfər yerinə yetirəcək.'
Qeyd edək ki, son onilliklər ərzində materiallarda və istehsal texnologiyasında bəzi kütləvi sıçrayışlara baxmayaraq, nitq nümunələri təkər dizaynının ən az problemli aspektlərindən biri olaraq qalır. Bu, həqiqətən sınanmış və sınaqdan keçirilmiş metodologiyadır və deyildiyi kimi, əgər pozulmazsa…
