Հեծանիվի չերգված հերոսները, մենք կարծում ենք, որ ժամանակն է, որ շողերը ստանան արժանի հարգանք:
Մետաղի այս բարակ թելերն անխնա կոշտ աշխատանք են կատարում՝ բազմիցս ձգվելով և սեղմվելով մեր անիվների յուրաքանչյուր պտույտի հետ: Նրանք նաև կրում են պեդալների արագացման ուժերը հանգույցից մինչև անիվի եզր և փոխանցում նաև արգելակման ուժերը: Նրանց դերը հենց այն բանում, որ մենք ընդհանրապես կարող ենք հեծանիվ վարել, գրեթե կախարդական է. նման բարակ թելեր, որոնք կրում են հսկայական բեռներ: Այսպիսով, մենք զգացինք, որ վաղուց ժամանակն է, որ խոնարհ խոսողն ընդունի որոշակի հարգանք, որտեղ մի ամբողջ բեռ է պետք:
«Շեղավոր անիվի հանճարը կայանում է նրանում, որ այն կարող է փոխանցել հաճախակի շատ մեծ ուժերը, որոնք ստեղծում են հեծանվորդը, հեծանիվը և ճանապարհի տարբեր մակերևույթները այս նիհար ձողերի մեջ, որոնցից յուրաքանչյուրը սիստեմատիկորեն սեղմվում է, երբ անիվը պտտվում է և բեռները տեղափոխվում են: մեկը խոսեց մյուսի հետ, և այդպես շարունակվում է»,- ասում է պրոֆեսոր Մարկ Միոդովնիկը՝ Լոնդոնի համալսարանական քոլեջի Ստեղծագործության ինստիտուտի տնօրեն, Stuff Matters գրքի հեղինակ, հեռուստահաղորդավար և մոլի հեծանվորդ:Նա շարունակում է. «Դա անիվի քաշը, արժեքը և աշխատանքը օպտիմալացնելու գեղեցիկ միջոց է»։
Լծակները, երբ լարվում են, ըստ էության ամրացնում են եզրը՝ օգտագործելով հանգույցը որպես կենտրոնական խարիսխ: Կատարյալ աշխարհի սցենարի դեպքում յուրաքանչյուր շղթա ձգվում է հավասար լարվածությամբ, որպեսզի բեռը հավասարաչափ բաշխվի անիվի վրա՝ միաժամանակ ճշմարիտ և շրջանաձև պահելով եզրագիծը: Ճառագայթները պետք է պաշտպանեն անիվը կողային ճկման և եզրի դեֆորմացիայի դեմ, ինչպես նաև դիմադրեն անիվի արդյունավետ ճզմմանը ուղղահայաց ծանրաբեռնվածությամբ (ճառագայթային սեղմում): Ոչ մի փոքր խնդիր. Զարմանալի չէ, որ անիվի հայտնվելուց ի վեր շատ քիչ այլ լուծումներ են ուսումնասիրվել:
Խոսող լարվածություն
Այժմ ամեն ինչ սկսում է դառնալ տեխնիկական, և դուք մենակ չեք լինի, եթե հաջորդը մի փոքր շփոթեցնող և հակասական է: Լուրջ տարաձայնություններ կան այն հարցում, թե արդյոք հեծանիվն իրականում կախված է վերին ճյուղերից (որոնք գտնվում են հանգույցի վերևում, երբ դուք դիտում եք հեծանիվը կողքից), կամ ավելի շուտ հենված է ներքևի կողմից՝ գործելով որպես փոքրիկ սյուներ:«Վերջին տեսակետը, որքան էլ տարօրինակ է թվում, միանշանակ այդպես է», - ասում է Ջիմ Պապադոպուլոսը Բոստոնի Հյուսիսարևելյան համալսարանի ճարտարագիտական քոլեջից, ԱՄՆ և Հեծանվավարության գիտության համահեղինակ::
Թեև հեշտ է հավատալ, որ հեծանիվի շարանը պարզապես կփլուզվի հեծանիվի և հեծանվորդի ծանրության տակ, նա շարունակում է բացատրել, որ անիվի կառուցման գործընթացում լարում առաջացած լարվածությունը (կոչվում է «նախալարում») ինչը թույլ է տալիս ստորին ճառագայթներին կրել բեռը առանց ճկվելու, ինչպես դա կանեին, եթե նախնական լարվածություն չլիներ: «Բեռնաթափված անիվի վրա գտնվող յուրաքանչյուր շղթա ունի 100 ֆունտ [445 Ն] կարգի լարվածություն: Երբ առանցքը սեղմվում է դեպի գետնին 100 ֆունտ ուժով, միակ էական ազդեցությունը լծակների լարման վրա այն է, որ դրանք կրճատվեն անմիջապես հանգույցից ներքևում. սովորաբար, մեկը նվազում է մինչև մոտ 50 ֆունտ, իսկ ճառագայթները յուրաքանչյուր կողմում՝ մինչև մոտ 75 ֆունտ: Սա հենց այն է, ինչ կարելի է տեսնել հին վագոնի անիվների պես ամուր փայտե ճառագայթների դեպքում. ներքևի վրա կարող է լինել 50 ֆունտ, իսկ երկու կողմերում գտնվողները՝ 25 ֆունտ:Մետաղական սրածայր անիվների տարբերությունն այն է, որ մետաղալարը չի կարող կրել սեղմման բեռ, այն կփլուզվի: Այսպիսով, բոլոր ճառագայթները հնարամտորեն նախապես լարված են: Հաղորդալարը չի կարող կրել 50 ֆունտ սեղմման բեռ, բացառությամբ այն դեպքերի, երբ այն արդեն կրում է դրանից ավելի լարված բեռ:
«Իհարկե, հեծանիվի անիվը կփլուզվի, եթե վերին կամ հորիզոնական ճառագայթները հանվեն», - ավելացնում է Պապադոպուլոսը: «Բայց դա, ըստ էության, պայմանավորված է նրանով, որ փոփոխված կառուցվածքն ունի բեռնվածքի շատ տարբեր ուղի, և ավելին, ի վիճակի չէ ապահովել անհրաժեշտ նախնական լարվածությունը: Մենք չենք կարող օգտագործել այդ փլուզումը եզրակացնելու համար, որ սովորական անիվը բեռ է տեղափոխում վերին ցողունների միջով: Եթե ձեր գլուխը պտտվում է, դուք միայնակ չեք: Այսպիսով, եկեք անցնենք խոսակցական նյութի ավելի պարզ ոլորտին:
Steel Spokes
Լծակները հիմնականում պատրաստված են պողպատից, նյութի ընտրություն, որը, ինչպես մեզ ասում է Միոդովնիկը, «հիմնականում պայմանավորված է հուսալի թել ունենալու ունակությամբ»:Պողպատե մետաղալարը հիանալի է, քանի որ նույնիսկ շատ փոքր քանակությամբ ամրացման տարածքի դեպքում, օրինակ, որտեղ խուլը պահում է ծայրը եզրին, դուք կարող եք բավականին մեծ լարվածություն դնել դրանց վրա՝ առանց թելը հանելու: Չժանգոտվող պողպատը իդեալական նյութ է, քանի որ այն ունի բարձր ամրության և ցածր քաշի ճիշտ խառնուրդ, միաժամանակ մատչելի է:'
Չժանգոտվող պողպատը 19-րդ դարի վերջից հանդիսանում է ճառագայթների համար ընտրված մետաղ՝ իր բարձր առաձգական ուժի պատճառով, որը թույլ է տալիս ճառագայթներին մնալ համեմատաբար բարակ և թեթև՝ միաժամանակ դիմակայելով դրանց վրա դրված ուժերին: «Թեթև պողպատե ճառագայթները պետք է լինեն երկու անգամ ավելի ծանր և հաստ», - ասում է Քրիս Հորնզի-Ջոնսը, Aerotrope-ի կառուցվածքային ինժեներների տնօրենը: Նա նախագծել է արդիական Lotus ածխածնային մանրաթելից լեռնային հեծանիվը և աշխատել երբևէ ստեղծած ամենամեծ լարային անիվներից մեկի վրա՝ 60 մ տրամագծով կառույցի, որը կախված է Millennium Dome-ի տանիքի տակ, որն օգտագործվում է որպես օդային կատարողների համար հարթակ: «Մաքուր պողպատի երկաթի և ածխածնի մեջ քրոմ և մոլիբդեն ավելացնելով՝ ստացված չժանգոտվող պողպատի համաձուլվածքը շատ ավելի դիմացկուն է հոգնածության նկատմամբ։«
Հոգնածությունը խոսափողի թշնամին է: Եթե կարծում եք, որ ձեր քառակուսիները բազմիցս լարվում են ձեր ոտնակի հարվածների կրկնությունից, ապա խղճացեք ձեր ճյուղերին, որոնք հարվածվում են անիվի յուրաքանչյուր պտույտով: Անիվի վրա գտնվող յուրաքանչյուր շյուղ ենթարկվում է սեղմման բեռի միայն վայրկյանի մի մասի համար, երբ այն գտնվում է ուղիղ հանգույցի տակ, և այդ պահին այն սեղմվում է մինչև ճնշումը դուրս գալը և կարող է վերադառնալ իր նորմալ երկարությանը: Դա անողոք ցիկլ է, որը կարող է լինել վատ կառուցված անիվի տապալում, բառացիորեն:
«Անիվը նման է շողերի համար հոգնեցնող վազքուղու, որն ավելի դժվար է դառնում նրանց համար՝ մի ծայրում թել ավելացնելով, իսկ մյուս ծայրում՝ [շատ դեպքերում] թեքություն և/կամ գլուխ։ ասում է Հորնզի-Ջոնսը: «Թելը սթրեսի կենտրոնացնող է, և բեռի փոխանցումը հիմնականում տեղի է ունենում առաջին մի քանի թելերի միջոցով:Ավելին, խուլը համեմատաբար կոշտ է և, քանի որ այն փորձում է նստել եզրին ուղղահայաց, այն հազվադեպ է միանգամայն համընկնում այն անկյան հետ, որին հասնում է խոսափողը, ինչը կարող է լրացուցիչ կենտրոնացված սթրեսի պատճառ լինել: Մյուս ծայրում J-bend-ը փոքր-ինչ ճկվում է, և հարյուր հազարավոր անիվի նորմալ պտույտներից հետո կարող են բացվել ցանկացած մանր մակերևույթի թերություններ, որոնց խորությունը միկրոն է և ամբողջովին աննկատ մարդու աչքի համար: Սկզբում դա դանդաղ գործընթաց է, բայց, ի վերջո, կհանգեցնի ցողունի կոտրվածքի։'
Ալյումինե բծեր
Այնուամենայնիվ, Պողպատը միակ նյութը չէ, որն օգտագործվում է ճառագայթների համար: Mavic-ը և Campagnolo-ն (ինչպես նաև Campagnolo-ի քույր Fulcrum ընկերությունը) երկար ժամանակ եղել են ալյումինե ճառագայթների ջատագովներ: Ալյումինն ունի պողպատի խտության մեկ երրորդը, բայց նաև կարծրության մոտ մեկ երրորդը, ուստի ճառագայթները պետք է ավելի հաստ լինեն, ինչը նշանակում է, որ դրանք պոտենցիալ ավելի քիչ աերոդինամիկ են, պահանջում են ավելի մեծ տրամագծով խուլեր և, հետևաբար, ավելի մեծ անցքեր եզրերի վրա, ինչը կարող է: նվազեցնել եզրի ամրությունը և կոշտությունը:Ալյումինե ճառագայթները նաև հակված են օգտագործել ուղիղ ձգվող ձևավորում, քանի որ ալյումինի J- թեքումը մեծ հավանականություն ունի, որ խափանվի սթրեսի պայմաններում:
Մեկ այլ սահմանափակում այն է, որ ալյումինն այնքան էլ հեշտությամբ չի պահում թելը: Mavic-ի լուծումն այն է, որ պտուկները պտտելն ուղղակիորեն եզրագծի մեջ, այլ ոչ թե պտուտակի վրա: Campagnolo-ն առաջարկում է ընտրել ալյումինե ճառագայթներ, որոնք կշռում են նույնը, ինչ պողպատե տարբերակները, բայց համեմատաբար բարելավում են անիվների վարման զգացողությունը, սակայն սա հիմնականում սուբյեկտիվ խնդիր է, որում ճառագայթները խաղում են միայն մեկ դեր՝ անվադողերով, անվադողերով և հանգույցներով նաև կարևոր դերակատարներ: ուր մնաց հեծանիվը։
Հաշվի առնելով տարբեր սթրեսները, որոնց դիմանում են ճառագայթները, ածխածնի մանրաթելն ամենևին էլ հավանական ընտրություն չի թվում, բայց Mavic-ը, ինչպես նաև մի քանի այլ բարձրակարգ անիվների ապրանքանիշեր, ինչպիսիք են Lightweight-ը և Reynolds-ը, գտել են ուղիներ: օգտագործել իր առաձգական ուժը ճառագայթների մեջ՝ քաշի ակնհայտ խնայողությամբ: Mavic-ի R-Sys SLR-ն, օրինակ, օգտագործում է խոռոչ ածխածնային խողովակներ՝ լարվածության տակ կոշտություն և սեղմման դիմադրություն ապահովելու համար:«Լծակների ձգումը շատ ավելի ցածր է, քան պողպատը կամ համաձուլվածքը, քանի որ ածխածինը ավելի կոշտ է», - ասում է Mavic-ի Michel Lethenet-ը: «Լինելով խողովակներ՝ նրանք դիմադրում են սեղմմանը, որն օգնում է պահպանել անիվի կոշտությունը, թեև պահանջվում են որոշ մետաղական մասեր, որոնք կպչում են յուրաքանչյուր ծայրում՝ եզրագծի և հանգույցի վրա ամրացումներ ստեղծելու համար»: Այլընտրանքային մեթոդ օգտագործվում է Mavic-ի տիեզերական կարբոնում: Ultimate, որտեղ շեղբերով ածխածնի ճառագայթները անցնում են անիվի մի կողմից մյուսը, միանալով հանգույցի եզրին և անցնելով մյուս ճառագայթների ճանապարհին:
Ճշմարտություն սպինից
Կան մի քանի այլ ստացված հեծանվային իմաստություն՝ կապված խոսակցությունների հետ, որոնք Փիթեր Մարչմենթը՝ նյութերագետ և Hunt Bike Wheels-ի տնօրենը, ուրախ է ցրել: «Անիվը, որն օգտագործում է ավելի խորը եզր, ավելի կարճ ճյուղերով, հաճախ դիտվում է որպես «ավելի ուժեղ», բայց դա սովորաբար պայմանավորված է եզրին բնորոշ ավելացված կոշտությամբ», - ասում է նա:«Նաև շատերը կարծում են, որ ավելի բարձր լարային լարվածությունը նշանակում է, որ դուք ստանում եք ավելի կոշտ անիվ, բայց դա այդպես չէ: Անիվի կոշտության վրա, բացի միայն լարվածությունից, ազդում են շատ բաներ, այդ թվում՝ ձայների քանակը, ամրացման անկյունը և եզրի խորությունը:
Իրականում ցողունը կձգվի նույնքանով, երբ բեռնված է, անկախ կիրառվող նախնական լարումից, ինչը նշանակում է, որ լծակների լարվածության ավելացումը անիվն ավելի կոշտ չի դարձնում: Շարունակվում է Marchment-ը. վճռորոշ է. Չափազանց բարձր լարվածության դեպքում եզրն ու ճառագայթները ավելի հավանական են վնասվելու, քանի որ դրանք արդյունավետորեն նախապես բեռնվում են մեծ ուժով: Բայց ցածր լարերի լարվածությունը նույնպես խնդիր է, քանի որ խուլը ավելի հավանական է, որ արձակվի [թուլանա], երբ դրանք թուլանան հարվածների կամ ճանապարհի թրթռումների հետևանքով, ինչի հետևանքով անիվը դուրս է գալիս ճշմարիտ դիրքից»:
Ինչ էլ որ լարվածությունն ու օրինաչափությունն էլ լինի, կա ճառագայթների լայն տեսականի, որոնցից կարելի է ընտրել, չխոսելով մետաղալարերի որակի շատ տատանումների մասին, որից դրանք պատրաստված են:«Sapim»-ը, որն առաջատար արտադրողներից մեկն է, արտադրում է տարեկան 300 միլիոն շապիկ, և գնումներ է կատարում շրջակայքում, որպեսզի պահպանի որակը և մնա մրցունակ իր արտադրանքի տեսականու մեջ: «Պարզ չափիչի գնի 60-70 տոկոսը կարող է լինել նյութի մեջ, ուստի կարևոր է ճիշտ հասկանալ, բայց մեր բոլոր շղթաների համար ամենակարևորը մետաղալարերի աշխատանքն է», - ասում է Sapim-ի վաճառքի մենեջերը:, Կլաուս Գրյուտեր. «Մենք փնտրում ենք փայլուն և փայլուն մետաղալար, որն ունի 1000-ից մինչև 1050 Ն/մմ2 առաձգական ուժ՝ լավ հոգնածության տվյալներով և, որ ամենակարևորն է՝ գերազանց կոռոզիոն դիմադրությամբ»::
Grüter-ը մեզ ասում է, որ նմուշները լաբորատոր փորձարկված են առաձգական ուժի, ճկման և ոլորման դիմադրության համար: Ընդունվելուց հետո կծիկներից անջատված մետաղալարն ուղղվում է մեքենայի միջոցով և կտրվում: Հասարակ չափիչ մետաղալարը կարող է նաև վերածվել թիկունքի ճառագայթների (որտեղ կենտրոնական հատվածը նեղացվում է)՝ մետաղալարը ցցելու միջոցով: Կտրվելուց հետո պտույտի գլուխը և J-թեքությունը կեղծվում են, իսկ մյուս ծայրի թելը գլորվում է (չի կտրվում):Պատրաստի ճառագայթները ստուգվում են ինչպես մեքենայական տեսողության համակարգերով, այնպես էլ մարդու աչքով ու ձեռքով: Մեկ մեքենան ի վիճակի է օրական 20 000 կոճղաձող արտադրել, ինչը բացատրում է, թե ինչու աշխատանքի տարբեր ծախսերը քիչ ազդեցություն ունեն պատրաստի լամպի գնի վրա, և ինչու արտադրողներն ամբողջ աշխարհում կարող են վաճառել նմանատիպ գներով:
Բայց ինչո՞ւ, այնուամենայնիվ, ետնամաս դնել: Ջոնաթան Դեյը Strada Wheels-ը բացատրում է, որ «Կտրուկ ճյուղերն ավելի լավ են կառավարում ոլորող մոմենտը, քան պարզ չափիչը»: Նրանք ավելի լայն են անիվի հարթությունում, որը ոլորման ուժի ուղղությունն է, ուստի ավելի շատ նյութ կա դրան դիմակայելու համար: Բացի այդ, նրանք մի փոքր ավելի ճկվում են ուղղահայաց հարթության վրա, այնպես որ նրանք ավելի լավ են բաշխում սեղմման բեռը անիվի վրայով։'
Խոսքի օրինաչափություն
Հեծանիվի անիվի ավանդական խոսափող նախշը բաղկացած է 32 (կամ երբեմն 36) շողերից՝ երեք անգամ խաչված:Ճանապարհների միահյուսված օրինակը ավանդական ժանյակավոր անիվի մեջ, որը պարզապես գեղեցիկ կալեիդոսկոպիկ դասավորություն չէ, իրականում անիվի դիզայնի ֆունկցիոնալ մասն է:
Կողային կոշտության առումով, այն կետերը, որտեղ ճյուղերը հատվում են, թույլ են տալիս յուրաքանչյուրին ամրանալ մյուսի դեմ, երբ այն գտնվում է լարվածության տակ, ինչպես նաև սատարել այն սեղմվելիս: Երեք խաչաձև ժանյակային նախշի ամենակարևոր դերը հետևի անիվի մեջ է, որտեղ շղթաները պետք է փոխանցեն ոտնակային ուժը հանգույցից: Այս դեպքում ճառագայթները բեռնված են շատ ավելի մեծ ոլորման բեռներով՝ շնորհիվ շարժիչի ոլորման ուժի: Կասետի կողմի ցողունները, հանգույցը շոշափելով, փոխանցում են պտտվող ուժը (ոլորող մոմենտ) հանգույցից դեպի եզր: Ճառագայթային ճառագայթները (որոնք հետևում են հանգույցի կենտրոնից ուղիղ դեպի եզրագիծը, առանց մյուսը հատելու) շատ ավելի քիչ ունակ են հաղթահարելու այս տեսակի բեռնումը և ավելի հավանական է, որ դրանք խափանվեն:
Երբ ոլորող մոմենտը խնդիր չէ, օրինակ՝ եզրային արգելակներով առջևի անիվի վրա, շառավղային ճառագայթների օգտագործումը իմաստ ունի:Սա խնայում է քաշը, քանի որ ճառագայթները կարող են ավելի կարճ լինել, և ավելի քիչ են անհրաժեշտ կողային կոշտ անիվ ստեղծելու համար: Այն նույնպես լավ տեսք ունի: Սկավառակի արգելակները առաջացնում են զգալի ոլորումային բեռնում, սակայն, այդուհանդերձ, անհնար է դարձնում շառավղային ազդանշանը: «Կարևորը ճիշտ ձևավորելն է, քանի որ ճառագայթները կիսում են սեղմման ծանրաբեռնվածությունը՝ սեղմելով այն հարևանների վրա, որոնցով անցնում են, ուստի ճարմանդները պետք է կապվեն որպես առաջատար կամ կցասայլ», - ասում է Դեյը: «Դուք պետք է համոզվեք, որ առաջատար խոսափողը ծանրաբեռնում է առաջինը շարժիչի կողմում: 32 թիթեղանի անիվի վրա դուք ցանկանում եք, որ 16 առաջատար ճառագայթներ կիսեն բեռը: Եթե ժանյակը սխալ եք ստանում, դուք կվերջացնեք, որ միայն ութն են կատարում աշխատանքը:»
Հատկանշական է, որ խոսափող նախշերը մնացել են անիվների նախագծման ամենաքիչ մարտահրավերներից մեկը՝ չնայած վերջին տասնամյակների ընթացքում նյութերի և արտադրության տեխնոլոգիաների զգալի առաջընթացին: Դա իսկապես փորձված մեթոդաբանություն է և, ինչպես ասում են, եթե այն չի կոտրվել…
