Bisikletin isimsiz kahramanları, biz zaman konuşmacıların hak ettiği saygıyı almasıyla ilgili olduğunu düşünüyoruz
Bu ince tel şeritleri, tekerleklerimizin her dönüşünde tekrar tekrar gerilerek ve sıkıştırılarak, amansız bir şekilde zorlu bir iş çıkarır. Ayrıca pedal çevirmenin hızlanma kuvvetlerini göbekten tekerlek jantına taşırlar ve fren kuvvetlerini de iletirler. Bisiklete binebilmemiz gerçeğindeki rolleri neredeyse büyülü - bu kadar büyük yükleri destekleyen bu kadar ince teller. Bu yüzden alçakgönüllü konuşmanın biraz övgü alma zamanının geldiğini hissettik, tam bir yükün ödenmesi gerekiyor.
'İspitli tekerleğin dehası, sürücü, bisiklet ve çeşitli yol yüzeyleri tarafından yaratılan genellikle çok büyük kuvvetleri, her biri tekerlek döndükçe sistematik olarak sıkıştırılan bu ince çubuklara aktarabilmesidir. Biri diğeriyle konuştu ve böylece devam ediyor, 'diyor University College London'daki Yapım Enstitüsü müdürü, Stuff Matters'ın yazarı, TV sunucusu ve hevesli bisikletçi Profesör Mark Miodownik."Bir tekerleğin ağırlığını, maliyetini ve performansını optimize etmenin güzel bir yolu" diye devam ediyor.
Spokes, bir kez gerilim altındayken, özünde göbeği merkezi çapa olarak kullanarak jantı destekler. Mükemmel bir dünya senaryosunda, jantı doğru ve dairesel tutarken, yükü tekerlek boyunca eşit olarak dağıtmak için her bir jant teli eşit gerilimle çeker. Teller, tekerleği yanal bükülmeye ve jantın deformasyonuna karşı desteklemeli ve ayrıca tekerleğin dikey yükleme (radyal sıkıştırma) tarafından etkili bir şekilde ezilmesine karşı koymalıdır. Küçük bir görev yok. Tekerleğin ortaya çıkışından bu yana çok az başka çözümün keşfedilmiş olması şaşırtıcı değil.
Gerilim Konuştu
Artık işler teknik bir hal almaya başlıyor ve bundan sonrası biraz kafa karıştırıcı ve sezgilere aykırıysa yalnız olmayacaksınız. Bir bisikletin aslında üst kollardan (bisiklete yandan baktığınızda göbeğin üstündekiler) asılı olup olmadığı veya daha doğrusu küçük sütunlar gibi hareket eden alt kısımlar tarafından desteklenip desteklenmediği konusunda şiddetli bir anlaşmazlık var. ABD, Boston'daki Northeastern Üniversitesi Mühendislik Fakültesi'nden ve Bicycling Science kitabının yazarlarından Jim Papadopoulos, "Görünüşe göre garip olan ikinci görüş, durum kesinlikle doğru" diyor.
Bir bisiklet kolunun bisikletin ve binicinin ağırlığı altında basitçe çökeceğine inanmak kolay olsa da, tekerlek oluşturma işlemi sırasında bir kolda oluşan gerilimin ('ön gerilim' olarak adlandırılır) olduğunu açıklamaya devam ediyor. alt parmaklıkların, ön gerilim olmasaydı yapacağı gibi, bükülmeden yükü taşımasına izin veren şey. 'Yüksüz tekerlek üzerindeki her jant teli 100 libre [445N] mertebesinde bir gerilime sahiptir. Aks 100 lb'lik bir kuvvetle zemine doğru bastırıldığında, jant teli gerilimleri üzerindeki tek önemli etki, doğrudan göbeğin altındakileri az altmaktır - tipik olarak, biri yaklaşık 50 lb'ye ve bunun her iki tarafındaki jant telleri yaklaşık 75 lb'ye düşer. Eski bir vagon tekerleği gibi masif ahşap parmaklıklar ile tam olarak göreceğiniz şey budur - alttaki 50 lb ve her iki yanındakiler 25 libre taşır. Tel telli tekerleklerle arasındaki fark, tel telli bir sıkıştırma yükü taşıyamaz - çökecektir. Böylece tüm konuşmacılar ustaca ön gerdirilir. Bir tel, zaten bunu aşan bir gerilim yükü taşımadığı sürece, 50 lb'lik bir sıkıştırma yükü taşıyamaz.
'Elbette, üst veya yatay parmaklıklar çıkarılırsa bir bisiklet tekerleği çökecektir,' diye ekliyor Papadopoulos. Ancak bunun nedeni, değiştirilen yapının çok farklı bir yük yoluna sahip olması ve ayrıca gerekli ön gerilimi sağlayamamasıdır. Bu çöküşü, tipik tekerleğin yükü üst kollardan taşıdığı sonucuna varmak için kullanamayız.' Başınız dönüyorsa, yalnız değilsiniz. Öyleyse, jant teli malzemesinin daha basit alanına geçelim.
Çelik Konuşmacılar
Spoklar ağırlıklı olarak çelikten yapılır; bu, Miodownik'in bize söylediği gibi, 'temelde güvenilir bir dişe sahip olma yeteneğine dayanan bir malzeme seçimidir. Çelik tel harikadır, çünkü nipelin jantta jant telini tuttuğu yer gibi çok az miktarda sabitleme alanı olsa bile, ipliği soymadan üzerlerine oldukça fazla gerilim uygulayabilirsiniz. Paslanmaz çelik, yüksek mukavemet ve düşük ağırlığın doğru karışımına sahip olduğu ve aynı zamanda uygun fiyatlı olduğu için ideal malzemedir.'
Paslanmaz çelik, üzerlerine uygulanan kuvvetlerle başa çıkarken jant tellerinin nispeten ince ve hafif kalmasını sağlayan yüksek çekme mukavemeti nedeniyle 19. yüzyılın sonlarından beri jant telleri için tercih edilen metal olmuştur. Aerotrope yapı mühendisleri direktörü Chris Hornzee-Jones, "Hafif çelik jant tellerinin iki kat daha ağır ve kalın olması gerekir" diyor. Çığır açan Lotus karbon fiber dağ bisikletini tasarladı ve şimdiye kadar yapılmış en büyük gergi kollu tekerleklerden biri üzerinde çalıştı - hava sanatçıları için bir platform olarak kullanılan Millenium Dome'un çatısının altında asılı duran 60m çapındaki yapı. Yumuşak çeliğin demir ve karbonuna krom ve molibden eklendiğinde, elde edilen paslanmaz çelik alaşımı yorulmaya karşı çok daha dayanıklıdır.'
Yorgunluk, bir konuşmacının düşmanıdır. Dörtlülerinizin tekrar tekrar pedal vuruşlarınızdan dolayı zorlandığını düşünüyorsanız, her bir tekerlek dönüşünde dövülerek tekerlek tellerinize acıyın. Tekerlekteki her bir jant teli, doğrudan göbeğin altında olduğu için yalnızca bir saniyenin küçük bir kısmı için basınç yükü altına girer ve o an için basınç düşmeden önce sıkışır ve normal uzunluğuna dönebilir. Bu, kelimenin tam anlamıyla kötü inşa edilmiş bir tekerleğin geri dönüşü olabilen amansız bir döngüdür.
'Tekerlek, jant telleri için yorucu bir koşu bandı gibidir; bu, bir ucuna iplik ve [çoğu durumda] diğer ucuna bir bükülme ve/veya kafa eklenmesiyle onlar için daha da zorlaşır, ' Hornzee-Jones diyor. İplik bir stres yoğunlaştırıcıdır ve yük aktarımı çoğunlukla ilk birkaç diş üzerinden gerçekleşir. Dahası, meme ucu nispeten serttir ve janta dik oturmaya çalıştığından, jant telinin geldiği açıyla nadiren mükemmel bir şekilde hizalanır, bu da ek yoğun stresin nedeni olabilir. Diğer uçta J-dirseği çok az esner ve yüz binlerce normal tekerlek dönüşünden sonra, yalnızca mikron derinliğinde ve insan gözünün tamamen algılayamayacağı küçük yüzey kusurları açılmaya başlayabilir. İlk başta yavaş bir süreç ama sonunda bir tel kırılmasına yol açacaktır.'
Alüminyum Konuşmacı
Ancak Çelik jant telleri için kullanılan tek malzeme değildir. Mavic ve Campagnolo (aynı zamanda Campagnolo'nun kardeş şirketi Fulcrum) uzun süredir alüminyum jant tellerinin savunucuları olmuştur. Alüminyum, çeliğin yoğunluğunun üçte birine, ancak sertliğinin de yaklaşık üçte birine sahiptir, bu nedenle jant tellerinin daha kalın olması gerekir, bu da potansiyel olarak daha az aerodinamik oldukları, daha büyük çaplı nipeller ve daha sonra jantlarda daha büyük delikler gerektirdiği anlamına gelir. jant mukavemetini ve sertliğini az altır. Alüminyum jant telleri ayrıca düz çekme tasarımı kullanma eğilimindedir, çünkü alüminyumdaki bir J-bükme, stres altında bozulma olasılığı yüksektir.
Diğer bir sınırlama da alüminyumun dişleri o kadar kolay tutmamasıdır. Mavic'in çözümü, meme uçlarını jant teli yerine doğrudan janta geçirmektir. Campagnolo, çelik versiyonlarla aynı ağırlığa sahip alüminyum jant telleri seçtiğini, ancak buna kıyasla tekerleklerinin sürüş hissini iyileştirdiğini öne sürüyor, ancak bu, jant tellerinin sadece bir rol oynadığı, lastikler, jantlar ve göbekler de önemli oyuncularla birlikte, büyük ölçüde öznel bir konu. bırak bisikletin geri kalanını.
Çarpıcıların dayandığı çeşitli stresler göz önüne alındığında, karbon fiber hiç olası bir seçim gibi görünmeyebilir, ancak Mavic, Lightweight ve Reynolds gibi diğer birkaç üst düzey jant markasıyla birlikte yollar buldu. kapmak için bariz ağırlık tasarrufu ile, konuşmacılarda çekme mukavemetini kullanmak için. Örneğin Mavic'in R-Sys SLR'si, gerilim altında sertlik ve sıkıştırmaya karşı direnç sağlamak için içi boş karbon tüpler kullanır. Mavic'ten Michel Lethenet, "Karbon daha sert olduğu için jant teli esnemesi çelik veya alaşımdan çok daha düşüktür" diyor. "Boru olduklarından, sıkıştırmaya direnirler, bu da jantın ve göbeğin bağlantılarını yapmak için her iki uçta yapıştırılan bazı metal parçalar gerekli olsa da, tekerleğin sertliğini korumaya yardımcı olur." Mavic'in Kozmik Karbonunda alternatif bir yöntem kullanılır. Bıçaklı karbon jant tellerinin tekerleğin bir tarafından diğerine geçtiği, göbek flanşına bağlandığı ve yolda diğer jant tellerini geçtiği nihai.
Dönen gerçek
Hand Bike Wheels'in malzeme bilimcisi ve direktörü Peter Marchment'ın, jant telleriyle ilgili olarak kabul görmüş birkaç bisiklet bilgeliği daha dağıtmaktan mutluluk duyduğu başka parçalar da var. "Daha kısa kollu ve daha derin bir jant kullanan bir tekerlek genellikle "daha güçlü" olarak görülür, ancak bu genellikle janttaki doğal olarak eklenen sertliğe bağlıdır" diyor.'Ayrıca, birçok insan daha yüksek bir kol gerginliğinin daha sert bir tekerlek elde ettiğiniz anlamına geldiğine inanıyor, ancak durum böyle değil. Teker sertliği, yalnızca gerginlik dışında, jant teli sayısı, destek açısı ve jant derinliği gibi birçok şeyden etkilenir.
Aslında, uygulanan ön gerilimden bağımsız olarak, bir jant teli yüklendiğinde aynı miktarda uzar, bu da jant telinin gerginliğini arttırmanın tekerleği daha sert hale getirmediği anlamına gelir. çok önemli. Aşırı yüksek gerilimlerde, jant ve jant telleri, etkin bir şekilde yüksek bir kuvvetle önceden yüklendikleri için hasar görmeye daha yatkındır. Ancak düşük kol gerilimleri de bir sorundur çünkü darbeler veya yol titreşimleri nedeniyle nipellerin gerilmesi azaldığında gevşeme [gevşeme] olasılığı daha yüksektir ve bu da tekerleğin gerçek dışı kalmasına neden olur.'
Gerilim ve desen ne olursa olsun, aralarından seçim yapabileceğiniz çok sayıda tel vardır ve bunların yapıldığı telin kalitesindeki pek çok varyasyondan bahsetmiyorum bile. Önde gelen kol üreticilerinden biri olan Sapim, yılda 300 milyon jant teli üretiyor ve ürün yelpazesinde kaliteyi korumak ve rekabet gücünü korumak için etrafta alışveriş yapıyor. Sapim'in satış müdürü, 'Düz ölçülü bir jant teli fiyatının yüzde altmış ila 70'i malzemede olabilir, bu yüzden bunu doğru yapmak önemlidir, ancak tüm konuşmacılarımız için en önemli şey telin performansıdır,' diyor Sapim'in satış müdürü, Klaus Grüter. 'Parlak ve parlak ve 1.000 ila 1.050N/mm2 çekme mukavemetine sahip, iyi yorulma verileri ve daha da önemlisi mükemmel korozyon direnci olan bir tel arıyoruz.'
Grüter bize numunelerin çekme mukavemeti, eğilme ve burulma direnci için laboratuarda test edildiğini söylüyor. Kabul edildikten sonra makaralardan çıkan tel makine ile düzleştirilir ve kesilir. Düz ölçü teli, telin bir kalıptan çekilmesiyle (merkezi kısmın daha dar hale getirildiği) alınlı konuşmacılara da yapılabilir. Bir kez alındıktan sonra, ispitin başı ve J-bükümü dövülür ve diğer uçtaki iplik yuvarlanır (kesilmez). Bitmiş jant telleri hem yapay görme sistemleri hem de insan gözü ve el ile denetlenir. Bir makine günde 20.000 uçlu jant teli üretebilir, bu da farklı işçilik maliyetlerinin bitmiş bir jant telinin fiyatı üzerinde neden çok az etkisi olduğunu ve dünya çapındaki üreticilerin neden benzer fiyatlarla satış yapabildiğini açıklar.
Ama neden yine de konuştun? Strada Wheels'tan Jonathan Day şöyle açıklıyor: 'Kıvrımlı jant telleri, düz göstergeden daha iyi torku idare ediyor. Burulma kuvvetinin yönü olan tekerleğin düzleminde daha genişler, bu yüzden ona direnecek daha fazla malzeme var. Ayrıca, dikey düzlemde biraz daha fazla esnerler, bu nedenle sıkıştırma yükünü tekerleğe dağıtmada daha iyidirler.'
Konuşma kalıbı
Bir bisiklet tekerleğinin geleneksel konuşma kalıbı, üç kez kesişen 32 (veya bazen 36) konuşmacıdan oluşuyordu. Geleneksel olarak bağcıklı bir tekerlekte parmakların iç içe geçmiş deseni, sadece kaleydoskopik bir düzenleme olmaktan çok, aslında tekerlek tasarımının işlevsel bir parçasıdır.
Yanal sertlik açısından, parmaklıkların kesiştiği noktalar, gerilim altındayken her birinin diğerine dayanmasına izin verir ve sıkıştırılırken onu destekler. Üç çapraz bağcık modelinin en hayati rolü, jant tellerinin pedal çevirme gücünü göbekten iletmesi gereken bir arka tekerlektedir. Bu durumda, aktarma organlarından gelen burulma kuvveti sayesinde, konuşmacılar çok daha büyük burulma yükleriyle yüklenir. Kaset tarafındaki jant telleri, göbeği teğet olarak bırakarak, göbekten janta bir dönme kuvveti (tork) aktarır. Radyal jant telleri (göbeğin merkezinden diğerini geçmeden doğrudan janta giden bir yolu izleyen) bu tür yüklemelerle çok daha az başa çıkabilir ve arızalanma olasılığı daha yüksektir.
Örneğin jant frenli bir ön tekerlekte olduğu gibi tork bir sorun olmadığında, radyal jant tellerini kullanmak mantıklıdır. Bu, ağırlıktan tasarruf sağlar, çünkü daha kısa olabilir ve yanal olarak sert bir tekerlek oluşturmak için daha azına ihtiyaç duyulabilir. Bu da iyi görünüyor. Disk frenler önemli bir burulma yüküne neden olur, ancak radyal konuşmayı neredeyse imkansız hale getirir. Day, "Bağlama kalıbını doğru yapmak çok önemlidir, çünkü parmaklıklar geçtikleri komşulara karşı sıkarak sıkıştırma yükünü paylaşırlar, bu nedenle kollar lider veya römork olacak şekilde bağlanmalıdır" diyor Day. "Öncü bir jant telinin ilk önce sürücü tarafındaki gerilimi aldığından emin olmalısınız. 32 kollu bir tekerlekte, yükü paylaşan 16 ön tekerlek teli istersiniz. Bağlamayı yanlış yaparsanız, işi sadece sekiz kişi yapar.'
Önemli bir şekilde, son yıllarda malzeme ve üretim teknolojisinde bazı büyük ilerlemelere rağmen, konuşma kalıpları tekerlek tasarımının en az zorlanan yönlerinden biri olmaya devam ediyor. Bu gerçekten denenmiş ve test edilmiş bir metodolojidir ve söylendiği gibi, eğer kırılmadıysa…
