Спикерлердің артындағы ғылым

Мазмұны:

Спикерлердің артындағы ғылым
Спикерлердің артындағы ғылым

Бейне: Спикерлердің артындағы ғылым

Бейне: Спикерлердің артындағы ғылым
Бейне: Тыныс алу. тыныс алу жиілігі мен терендігі өзгергенде ентігу пайда болады. Ентігу түрлері. 2024, Наурыз
Anonim

Велосипедтің жасырын кейіпкерлері, біз спикерлердің лайықты құрметке ие болатын уақыты келді деп ойлаймыз

Бұл жіңішке сымдар доңғалақтардың әрбір айналымында қайта-қайта созылып, қысылып, тынымсыз қиын жұмыс атқарады. Олар сондай-ақ педальдан доңғалақ шеңберіне дейін жылдамдату күштерін тасымалдайды және тежеу күштерін де жібереді. Велосипедпен жүру мүмкіндігіндегі олардың рөлі сиқырлы дерлік – мұндай үлкен жүктерді көтеретін жұқа жіптер. Сондықтан біз кішіпейіл сөйлеген сөздің аздап құрметке ие болатын уақыты келді деп ойладық.

'Дөңгелектің данышпандығы - ол шабандоз, велосипед және әртүрлі жол беттері жасаған өте үлкен күштерді осы жұқа таяқтарға тасымалдай алады, олардың әрқайсысы доңғалақ айналғанда және жүктер ауысқанда жүйелі түрде қысылады. бірі екіншісімен сөйлесті, осылайша жалғаса береді, - дейді профессор Марк Миодуник, Лондон университеттік колледжі жасау институтының директоры, Stuff Matters авторы, тележүргізуші және велосипедші. Ол сөзін жалғастырады: "Бұл дөңгелектің салмағын, құнын және өнімділігін оңтайландырудың тамаша тәсілі."

Сыртқылар бір рет керілгенде, шын мәнінде орталық якорь ретінде хабты пайдаланып жиекті бекітеді. Керемет әлем сценарийінде жүкті дөңгелектің бойына біркелкі тарату үшін әрбір спиц бірдей кернеумен тартады, сонымен қатар шеңберді шынайы және дөңгелек ұстайды. Дөңгелектер дөңгелекті бүйірлік иілуден және жиектің деформациясынан ұстап тұруы керек, сонымен қатар дөңгелекті тік жүктеме (радиалды қысу) әсерінен қысуға қарсы тұруы керек. Кішкентай тапсырма жоқ. Доңғалақ пайда болғаннан бері басқа шешімдер өте аз зерттелгені таңқаларлық емес.

Дыбыс кернеуі

Швейцариялық Дт
Швейцариялық Дт

Енді жағдай техникалық сипатқа ие бола бастады, егер келесідей түсініксіз және түсініксіз болса, сіз жалғыз болмайсыз. Велосипедтің үстіңгі ілмектерден (велосипедті бүйірден қараған кезде хаб үстіндегілер) ілініп тұрғаны ма, дәлірек айтқанда, кішкентай тіректер сияқты әрекет ететін төменгі жақтар қолдау көрсететіні туралы қатты келіспеушіліктер бар. Бостондағы Солтүстік-Шығыс университетінің инженерлік колледжінен келген Джим Пападопулос, «Соңғы көзқарас, біртүрлі көрінгенімен, сөзсіз», - дейді Велосипед ғылымының авторларының бірі Джим Пападопулос.

Велосипед тетігінің велосипед пен шабандоздың салмағынан жай ғана құлап қалатынына сену оңай болғанымен, ол доңғалақты құрастыру процесінде («алдын-ала тартылу» деп аталады) колонкада пайда болатын кернеу екенін түсіндіреді. Төменгі спицтерге жүкті иілусіз көтеруге мүмкіндік беретін нәрсе, егер олар алдын ала кернеу болмаса. «Жүктелмеген доңғалақтағы әрбір спиц 100 фунт [445Н] дәрежелі кернеуге ие. Ось жерге 100 фунт күшпен басылғанда, тірек шиеленістерінің бірден-бір маңызды әсері хабтың астындағы кернеулерді азайту болып табылады – әдетте біреуі шамамен 50 фунтқа дейін төмендейді, ал оның әр жағындағы спицалар шамамен 75 фунтқа дейін төмендейді. Бұл ескі вагон дөңгелегі сияқты қатты ағаш спицтерден көретін нәрсе - төменгісі 50 фунт, ал оның екі жағындағылары 25 фунт көтереді. Сымды доңғалақтардың айырмашылығы - сым спицы қысу жүктемесін көтере алмайды - ол құлап кетеді. Осылайша, барлық спицтар алдын ала керілген. Сым 50 фунт сығымдау жүктемесін көтере алмайды, тек одан асатын кернеу жүктемесін көтерген жағдайларды қоспағанда.

«Әрине, егер үстіңгі немесе көлденең тіректер алынып тасталса, велосипед дөңгелегі құлап кетеді», - деп қосты Пападопулос. «Бірақ бұл, негізінен, өзгертілген құрылымның әртүрлі жүктеме жолына ие болғандықтан, сонымен қатар қажетті алдын ала кернеуді қамтамасыз ете алмайды. Біз бұл құлауды әдеттегі доңғалақ үстіңгі тіректер арқылы жүкті көтереді деген қорытындыға келтіру үшін пайдалана алмаймыз.' Егер бұл сіздің басыңызды айналдырса, сіз жалғыз емессіз. Ендеше, сөйлейтін материалдың неғұрлым қарапайым аймағына көшейік.

Болат спиц

сөйлеген жіп
сөйлеген жіп

Бөлдіргіштер негізінен болаттан жасалған, бұл материалды таңдау, Miodownik бізге айтқандай, «негізінен сенімді жіпке ие болу мүмкіндігіне байланысты. Болат сым өте жақсы, өйткені бекіту аймағының өте аз мөлшерімен, мысалы, емізік жиектен ілмек ұстайтын жерде, жіпті жұлып алмай-ақ, оларға өте көп кернеу қоюға болады. Тот баспайтын болат - бұл тамаша материал, өйткені оның жоғары беріктігі мен салмағы аз, сонымен бірге бағасы да қолжетімді.'

Тот баспайтын болат 19 ғасырдың аяғынан бері спиц үшін таңдаулы металл болды, өйткені оның жоғары созылу беріктігі, бұл спицтерге салынған күштерге төтеп бере отырып, салыстырмалы түрде жұқа және жеңіл болып қалуға мүмкіндік береді. «Жұмсақ болаттан жасалған тіректер екі есе ауыр және қалың болуы керек», - дейді Крис Хорнзи-Джонс, Aerotrope құрылымдық инженерлерінің директоры. Ол жаңашыл Lotus көміртекті талшықты тау велосипедін құрастырды және бұрын-соңды жасалған ең үлкен керілген доңғалақтардың бірінде жұмыс істеді - Мыңжылдық күмбезінің шатырының астына ілінген диаметрі 60 м құрылым, әуе орындаушыларына арналған платформа ретінде пайдаланылады. «Жұмсақ болаттан жасалған темір мен көміртегіге хром мен молибденді қосу арқылы алынған тот баспайтын болаттан жасалған қорытпа шаршауға әлдеқайда төзімді.'

Шаршау – сөйлейтіндердің қас жауы. Егер сіз педаль соғуларыңыздың қайталануынан сіздің квадтарыңыз қайта-қайта ауыртпалыққа ұшырайды деп ойласаңыз, дөңгелектеріңіздің әрбір айналымында соққыға жығылған спикерлеріңізді аяңыз. Доңғалақтағы әрбір рингке сығылған жүктеме секундтың бір бөлігіне ғана түседі, ол тікелей хабтың астында болады және сол сәтте ол қысым түсірілгенге дейін қысылып қалады және ол өзінің қалыпты ұзындығына орала алады. Бұл дұрыс емес құрастырылған дөңгелекті жоюға болатын үздіксіз цикл.

сөйлеген емізік
сөйлеген емізік

'Дөңгелегі бір ұшында жіп қосылған, ал [көп жағдайда] екінші жағында иілу және/немесе бас болуы арқылы олар үшін қиынырақ ететін спиц үшін шаршайтын жүгіру жолы сияқты, ' - дейді Хорнзи-Джонс. «Жіп кернеудің концентраторы болып табылады және жүктемені беру негізінен алғашқы бірнеше жіптер арқылы жүреді. Оның үстіне, емізік салыстырмалы түрде қатты және ол жиекке перпендикуляр отыруға тырысқанда, ол сирек спиц жеткен бұрышпен тамаша тураланады, бұл қосымша шоғырланған кернеудің себебі болуы мүмкін. Екінші жағынан, J-бұрысы аздап бүгіледі және жүздеген мың қалыпты дөңгелек айналуларынан кейін кез келген ұсақ бет ақаулары, тереңдігі микрондар ғана және адам көзіне мүлдем көрінбейтін жерлер ашыла бастауы мүмкін. Бастапқыда бұл баяу процесс, бірақ ақырында спикердің бұзылуына әкеледі.’

Алюминий спицы

Болат спиц үшін қолданылатын жалғыз материал емес. Mavic және Campagnolo (сондай-ақ Campagnolo-ның әпкесі Fulcrum компаниясы) бұрыннан алюминий спицдерінің жақтаушылары болды. Алюминий болат тығыздығының үштен бір бөлігіне ие, бірақ қаттылықтың шамамен үштен бірін құрайды, сондықтан спицтар қалыңырақ болуы керек, бұл олардың әлеуетті аэродинамикалық екенін білдіреді, үлкенірек диаметрлі ниппельдерді және кейінірек жиектерде үлкен тесіктерді қажет етеді, бұл шеңбердің беріктігі мен қаттылығын азайтады. Алюминий ілмектері де тік тартылатын дизайнды пайдаланады, өйткені алюминийдегі J-иіліс кернеу кезінде істен шығуы мүмкін.

Тағы бір шектеу – алюминий жіпті оңай ұстамайды. Mavic шешімі - емізіктерді спицка емес, тікелей жиекке бұру. Campagnolo салмағы болат нұсқаларымен бірдей алюминий спицдерді таңдауды ұсынады, бірақ салыстыру арқылы оның дөңгелектерінің жүру сезімін жақсартады, бірақ бұл негізінен субъективті мәселе, онда спицтар тек бір ғана рөл атқарады, шиналар, жиектер және хабтар да маңызды ойыншылармен, велосипедтің қалған бөлігін былай қойғанда.

Тіректердің әртүрлі кернеулерін ескере отырып, көміртекті талшық мүлде таңдау болып көрінбеуі мүмкін, бірақ Mavic және Lightweight және Reynolds сияқты бірнеше басқа жоғары сапалы доңғалақ брендтері екі жолды тапты. салмақты үнемдей отырып, оның созылу беріктігін спицаларда пайдалану үшін. Mavic R-Sys SLR, мысалы, кернеу кезінде қаттылық пен қысуға төзімділікті қамтамасыз ету үшін қуыс көміртекті түтіктерді пайдаланады.«Шығырдың созылуы болаттан немесе қорытпадан әлдеқайда төмен, өйткені көміртегі қаттырақ», - дейді Мавиктің Мишель Летенет. «Түтіктер болғандықтан, олар қысуға қарсы тұрады, бұл дөңгелектің қаттылығын сақтауға көмектеседі, дегенмен кейбір металл бөліктер қажет, олар жиек пен хабта қондырмаларды жасау үшін әр ұшымен байланыстырылады.' Mavic ғарыштық карбонында балама әдіс қолданылады. Соңғысы, онда қалақшалы көміртекті спицтар доңғалақтың бір жағынан екінші жағына өтіп, хаб фланецімен қосылып, жолда басқа ілмектерді қиып өтеді.

Айналудан алынған шындық

сөйледі
сөйледі

Материал зерттеушісі және Hunt Bike Wheels компаниясының директоры Питер Марчмент қуана қуана спикерлерге қатысты алынған велосипед туралы даналықтың бірнеше бөлігі бар. «Қысқа спицтері бар тереңірек шеңберді қолданатын доңғалақ жиі «күшті» болып көрінеді, бірақ бұл әдетте жиекке тән қосымша қаттылыққа байланысты», - дейді ол.«Сонымен қатар, көптеген адамдар қаттырақ дөңгелекті алуды білдіреді деп санайды, бірақ олай емес. Доңғалақтың қаттылығына шиеленіспен қатар көптеген факторлар әсер етеді, соның ішінде тірек саны, тіреу бұрышы және жиек тереңдігі.

Шынында спиц жүктелген кезде, қолданылатын алдын ала кернеуге қарамастан, бірдей мөлшерге ұзарады, яғни спиц кернеуін арттыру доңғалақты қаттырақ етпейтінін білдіреді.' Маршмент сөзін жалғастырады: шешуші болып табылады. Төтенше жоғары кернеу кезінде жиек пен ілмектердің зақымдалуы ықтимал, себебі олар жоғары күшпен тиімді түрде алдын ала жүктеледі. Соққылар немесе жол дірілдері әсерінен кернеуді алып тастаған кезде емізік босап кетуі [босату] ықтималдығы жоғары болғандықтан, доңғалақ дұрыс емес.’

Қандай шиеленіс пен үлгі болмасын, олар жасалған сымның сапасындағы көптеген өзгерістерді айтпағанда, таңдауға болатын спицтердің кең ауқымы бар. Сапим, жетекші спиц өндірушілерінің бірі, жылына 300 миллион ілмек шығарады және сапаны сақтау және өнім ассортименті бойынша бәсекеге қабілетті болу үшін сауда жасайды. «Қарапайым калибрлі колонка бағасының 60-70 пайызы материалда болуы мүмкін, сондықтан оны дұрыс алу маңызды, бірақ біздің барлық спикерлер үшін ең маңыздысы - сымның өнімділігі», - дейді Sapim компаниясының сату жөніндегі менеджері., Клаус Грютер. ‘Біз жарқыраған және жылтыр, 1 000-нан 1 050 Н/мм2 созылу беріктігіне, жақсы шаршау деректеріне және ең бастысы коррозияға тамаша төзімділікке ие сым іздеп жатырмыз.'

Грютер бізге үлгілердің созылу, иілу және бұралуға төзімділігі бойынша зертханалық сынақтан өткенін айтады. Қабылданғаннан кейін катушкалардағы сым машинамен түзетіледі және кесіледі. Қарапайым калибрлі сымды сымды матрица арқылы тарту арқылы (орталық бөлігі тар етіп жасалған) ілмектерге де жасауға болады. Түйіскеннен кейін спицаның басы және J-иіліс соғылған және екінші ұшындағы жіп оралған (кесілмеген). Дайын спицкалар машиналық көру жүйелерімен де, адамның көзімен де және қолымен де тексеріледі. Бір машина күніне 20 000 ілмек жасай алады, бұл әр түрлі еңбек шығындарының дайын спицаның бағасына неліктен аз әсер ететінін және дүние жүзіндегі өндірушілердің неге ұқсас бағамен сата алатынын түсіндіреді.

жүзді сөйледі
жүзді сөйледі

Бірақ неге бөкселер сөйлейді? Джонатан Дэй Strada Wheels былай деп түсіндіреді: «Түймеленген спицтар қарапайым калибрге қарағанда айналу моментін жақсы басқарады. Олар дөңгелектің жазықтығында кеңірек, бұл бұралу күшінің бағыты, сондықтан оған қарсы тұру үшін көбірек материал бар. Сондай-ақ, олар перпендикуляр жазықтықта сәл көбірек бүгіледі, сондықтан олар қысу жүктемесін доңғалақ бойымен жақсырақ таратады.’

Дыбыс үлгісі

Велосипед дөңгелегінің дәстүрлі сөйлеу үлгісі үш рет қиылысатын 32 (немесе кейде 36) спицтерден тұрады. Дәстүрлі шілтерлі доңғалақтағы спицтердің өрілген өрнегі жай калейдоскопиялық құрылым емес, шын мәнінде дөңгелек дизайнының функционалды бөлігі болып табылады.

Бүйірлік қаттылық тұрғысынан спицамдардың қиылысу нүктелері олардың әрқайсысы кернеу астында тұрған кезде екіншісіне тірелуіне мүмкіндік береді, сондай-ақ қысылған кезде оны қолдауға мүмкіндік береді. Үш айқас бау үлгісінің ең маңызды рөлі артқы доңғалақ болып табылады, онда спицамдар хабтан педальдық қуатты беруі керек. Бұл жағдайда спицамдар жетектің бұралу күші арқасында әлдеқайда үлкен бұралу жүктемелерімен жүктеледі. Кассета жағындағы колонкалар хабтан тангенциалды қалдырып, айналмалы күшті (моментті) хабтан жиекке береді. Радиалды спикерлер (олар хабтың ортасынан тікелей жиекке дейін, екіншісін кесіп өтпестен) мұндай жүктеме түріне төтеп бере алмайды және істен шығу ықтималдығы жоғары.

Айналмалы тежегіштері бар алдыңғы доңғалақ сияқты айналу моменті проблема болмаса, радиалды спицтерді пайдалану мағынасы бар. Бұл салмақты үнемдейді, өйткені спицтар қысқа болуы мүмкін және бүйірлік қатты дөңгелекті жасау үшін азырақ қажет. Ол да жақсы көрінеді. Дискілі тежегіштер айтарлықтай бұралу жүктемесін тудырады, алайда радиалды сөйлеуді мүмкін емес етеді. «Шілденің үлгісін дұрыс алу маңызды, өйткені спицамдар қиылысатын көршілеріне қысу арқылы қысу жүктемесін бөліседі, сондықтан спицтерді көшбасшы немесе тіркеме болу үшін байлау керек», - дейді Дэй. «Сіз жетекші спиц жетек жағындағы кернеуді алдымен қабылдайтынына көз жеткізуіңіз керек. 32 тізбегі бар дөңгелекте жүкті бөлісетін 16 жетекші спиц қажет. Бауларды қателесіп алсаңыз, жұмысты тек сегіз адам орындай алады.’

Бір қызығы, соңғы онжылдықтарда материалдар мен өндіріс технологиясындағы үлкен серпілістерге қарамастан, сөйлеу үлгілері доңғалақ дизайнының ең күрделі аспектілерінің бірі болып қала берді. Бұл шынымен де сыналған әдістеме, егер ол бұзылмаса…

Ұсынылған: