Колесостроение - Wheelbuilding

Радиальное (слева) и полутангенциальное (справа) расположение велосипедных спиц

Колесостроение это процесс сборки проволочные колеса (обычно велосипедное колесо, но включая инвалидные коляски, и немного легковые автомобили ). Компоненты проволочного колеса - это обод, спицы, соски, и центр.

Цели

В колесный мастер должен убедиться, что колесо истинный двумя способами: боковой (боковое колебание) и радиальный (округлость / прыжок). Колесо тоже нужно правильно блюдо если применимо (левая и правая стороны заднего колеса отличаются, спицы со стороны привода требуют большего натяжения). На спицах не должно быть остаточного скручивания (накручивания) от затягивания сосков. Спицы могут быть «сняты напряжения», то есть подвергнуты большему натяжению во время сборки, чем они могут когда-либо встретиться при использовании - обычно путем очень сильного сжатия пар спиц. Это «придает» спицам (и / или ступице) постоянную форму, в которой они изгибаются вокруг фланцев ступицы и друг друга.

Говорящий

Разговорные шаблоны могут быть радиальный или полу-касательный. При нормальном размере колеса и количестве спиц только последнее подходит для колеса, которое должно передавать крутящий момент от ступицы к ободу, как с задними колесами или ступичными тормозами. Это правило иногда нарушается, если используется очень большое количество спиц или колесо необычно маленького диаметра, что снижает до приемлемой степени повышенное растягивающее напряжение на каждой радиальной спице; некоторые велосипеды BMX и лоу-райдеры используют радиальные спицы для обоих колес. Задние колеса могут также иметь радиальные спицы на неприводной стороне и полутангенциальные спицы на ведущей стороне. По крайней мере, один пример, Mavic Ксыриум имеет радиальные спицы на ведущей стороне заднего колеса.

Наиболее распространенная схема спиц - «три креста», когда каждая спица пересекает три других на том же фланце ступицы до встречи с ободом. Последний крест обычно «переплетается» путем наматывания спицы на спицу с другой стороны фланца. Колеса с радиальными спицами, где спицы не пересекаются друг с другом, примерно экономят вес двух спиц (потому что спицы короче) по сравнению с колесом с тремя поперечинами, но имеют повышенный риск растрескивания на фланце ступицы, если только ступица специально разработан для этого шаблона. Два креста иногда используются для ступиц с фланцами большого диаметра (таких как ступицы генератора / динамо-машины или большие фланцевые ступицы), так как это дает более перпендикулярный угол спицы / обода, а четырехкрестный стандарт является стандартным для спиц от 40 и выше. .

Велосипедные колеса

Самый обычный велосипед колеса теперь используйте 32 или 36 спиц спереди и сзади, хотя асимметрия заднего колеса (чтобы учесть группу звездочек) и дополнительный вес, который оно несет, означает, что у него больше спиц, чем на переднем. Обычно используемые модели варьируются от 18 спиц для гоночных велосипедов до 36 для туристических велосипедов по пересеченной местности до 48 спиц на тандемы и сильно злоупотребляли BMX велосипеды. Минимальное количество спиц, разрешенное для соревнований - 12.^[1] Немного лоурайдеры используйте до 144 ярко хромированных спиц на колесо, хотя они не предназначены для серьезной езды.

Колеса можно изготавливать не вручную, а машиной. Однако колеса машинной сборки редко бывают такими же удовлетворительными, как колеса ручной сборки, отчасти потому, что неэкономично позволять машине проводить достаточно много времени на каждом колесе для идеального результата, но также потому, что у большинства машин спицы остаются с некоторым остаточным скручиванием. Колеса машинной сборки можно определить по рисунку шнуровки (если он не радиальный), так как спицы имеют одинаковую шнуровку с каждой стороны, а не зеркально, как на колесах ручной сборки.^{[нужна цитата ]}. Более современные колеса «заводской сборки», такие как серия Mavic Ksyrium, имеют совершенно иную конструкцию, чем обычные колеса, в которых более глубокий и прочный обод заменяется меньшим количеством спиц. Они популярны и довольно легкие (в более дорогих моделях), но не такие прочные, легко ремонтируемые и обслуживаемые, как обычные колеса.

Нержавеющая сталь является наиболее распространенным материалом для спиц, хотя в большинстве массовых бюджетных колес используются оцинкованная сталь спицы. Другие материалы, такие как титан или же алюминий часто используются для снижения веса. Некоторые колеса сконструированы вокруг углеродное волокно спицы, которые часто полностью интегрированы со ступицей и ободом и имеют форму лопастей. Нестальные спицы обычно предназначены для гоночных велосипедов и других специализированных применений, где вес, аэродинамика и производительность ценится выше долговечности и стоимости.

Диски традиционно изготавливались из стали но в настоящее время алюминий на сегодняшний день является наиболее распространенным и лучшим выбором благодаря легкому весу, высокой прочности и жесткости. Также используется древесина. Иногда используются композитные материалы, такие как углеродное волокно, обычно для гоночных соревнований, таких как пробный период, триатлон и трек на велосипеде, хотя углеродное волокно становится все более распространенным в рекреационных целях, таких как езда на шоссейных или горных велосипедах, благодаря своему внешнему виду, прочности и ощущениям.

Колеса мотоцикла

Мотоцикл Проволочные колеса обычно используют 36 или 40 спиц, гораздо более толстые, чем на велосипеде. Они никогда не «переплетаются» описанным выше образом, и не рекомендуется «радиальная» сборка (только колеса без тормозов). На ободах мотоциклов имеются углубления по направлению к ступице в каждом месте расположения спиц, а отверстия для спиц просверлены в углублениях под углом. Этот угол является функцией перекрестного рисунка, используемого для крепления колеса, диаметра фланцев ступицы и ширины ступицы на фланцах. Колеса с конической ступицей имеют другой угол просверливания на одной стороне обода по сравнению с другой стороной. Адекватное натяжение спиц очень важно для колес мотоциклов, так как двигатель или дисковый тормоз прикладывают к колесу больший крутящий момент. Ослабленные спицы на колесе быстро устают и ломаются, обычно на изгибе, где они прикрепляются к ступице. Когда это происходит, колесо необходимо восстановить, используя все новые спицы, потому что даже спицы в таком колесе изнашиваются и обычно ломаются при затягивании во время операции регулировки.

Длина спицы

В правильная длина спиц Требуемый размер можно рассчитать, используя диаметр обода, диаметр фланца ступицы, ширину ступицы, схему шнуровки и количество спиц. Видеть^[2] и.^[3]^{[самостоятельно опубликованный источник ]} Эти расчеты можно производить вручную (по старинке - ручкой, бумагой и калькулятором) или с помощью компьютера. Доступно множество программ, и их сложность варьируется от простых до простых. Excel электронные таблицы для автономных настольных приложений и веб-калькуляторов. Альтернативный метод - обратиться к таблице, в которой указаны длины спиц для ряда распространенных комбинаций ступицы и обода.

Прочие соглашения

Хороший колесостроитель позаботится о том, чтобы отверстие клапана находилось между двумя почти параллельными спицами, чтобы упростить установку головки насоса. Это не влияет на конструктивную целостность колеса, и это правило обычно соблюдается.

Также принято, что если на корпусе ступицы имеется этикетка производителя, этикетка должна быть обращена (и читаема через) отверстием клапана. Видеть Герд Шранер по методологии. Этикетки на ободах должны быть читаемы с правой стороны велосипеда (со стороны привода). Метки ступиц должны быть обращены в одном направлении спереди и сзади (как правило, так, чтобы их можно было прочитать с сиденья), это означает, что даже необработанное симметричное переднее колесо должно быть пристегнуто к ободу «правильным» образом, если совершенство есть. прицел.