پره
پره (به انگلیسی: Spoke) پره تعدادی از میله‌های منشعب از مرکز یک چرخ (تویی متصل به محور چرخ) است، که با کشش سطح دایره‌وار به توپی متصل هستند. تعداد پره‌های یک دوچرخه ۲۸ عدد است
اصطلاح در اصل به قسمتهایی از یک کنده اشاره می‌کند که از طول به چهار یا شش بخش تقسیم شده‌است. بخشهای محوری چرخ یک ارابه به‌وسیلهٔ کندن پره از یک کنده ساخته می‌شود. پره‌تراش در اصل به همین منظور توسعه یافته‌است. سرانجام، عبارت پره به‌طور عادی بیشتر برای محصول تمام شدهٔ چرخ‌ساز به کار می‌رود تا موادی که مورد استفادهٔ او قرار گرفته‌است.
تاریخچه
[ویرایش]چرخهای پره‌دار به منظور سبکتر و سریع‌تر کردن ساختمان وسایل نقلیه اختراع شد. تاریخ قدیمی‌ترین نمونه‌های شناخته‌شده در متن فرهنگ آندرونوو به ۲۰۰۰ سال قبل از میلاد می‌رسد. بلافاصله بعد از آن، در بخش عظیمی از سه قرن در فرهنگ وابسته به اسب ناحیهٔ قفقاز ارابه‌های جنگی دارای چرخهای پره‌دار که با اسب کشیده می‌شدند استفاده می‌شدند. چرخ‌ها به عمق شبه‌جزیرهٔ یونان نقل‌مکان کردند، جایی که به منظور ترقی به مردم مدیترانه و سرانجام، پس از شکستن تسلط مینوسی‌ها و تثبیت رهبری پیش کلاسیک اسپارت و آتن به یونان باستان پیوستند.
ارابه‌های سلت‌ها لبهٔ آهنی اطراف چرخ را در اولین هزارهٔ قبل از میلاد معرفی کردند. استفاده از چرخ پره‌دار بدون تغییر و اصلاح عمده‌ای تا دههٔ ۱۸۷۰ ادامه یافت. تا اینکه چرخهای سیم‌دار و تایر لاستیکی اختراع شد.[۱]
ساختمان
[ویرایش]پره‌ها بسته به اینکه کششی یا تراکمی خواهند بود از چوب، فلز، یا الیاف مصنوعی ساخته می‌شوند.
پره‌های تراکمی
[ویرایش]چرخهای پره‌داری که پره‌های چوبی دارند دراصل در کالسکه‌هایی که با اسب کشیده می‌شوند و ارابه‌ها مورد استفاده قرار گرفتند. در اتومبیل‌های اولیه، به‌طور معمول چرخ‌هایی که پره‌های چوبی از نوع چرخ توپ (اسلحه) داشتند استفاده شدند.
در یک چرخ چوبی ساده باری بر توپی چرخ موجب می‌شود که لبهٔ چرخ به آرامی به زمین ساییده شده و پایین‌ترین پرهٔ چوبی فشرده و کوتاه شود. دیگر پره‌ها تغییر مهمی نمی‌کنند.
پره‌های چوبی شعاعی نصب می‌شوند. همچنین برای جلوگیری از لرزش معمولاً پره‌ها، به سمت خارج وسیلهٔ نقلیه گود می‌شوند. گود شدن، موجب می‌شود چرخ گسترش پره‌ها را که به علت جذب رطوبت بیشتر صورت می‌گیرد و گود شدن بیشتر آن را جبران کند.[۲]
پره‌های کششی
[ویرایش]برای استفاده در دوچرخه‌ها، چرخ‌هایی که پره‌های چوبی سنگین دارند با چرخهای سبکتر به نام چرخهای سیمی که پره‌هایش از سیم‌های فلزی کششی و قابل انطباق ساخته شده‌اند جایگزین شدند. این چرخ‌ها در ویلچرها، موتورسیکلت‌ها و خودروها هم استفاده می‌شوند.
انواع
[ویرایش]تعدادی از چرخ‌ها پره‌های قابل حرکت دارند که در صورت شکستن یا خم شدن هر یک می‌توان آن را با پرهٔ دیگری جایگزین کرد. چرخ دوچرخه‌ها و ویلچرها از این نوع پره‌ها دارند. دوچرخه‌های دارای کیفیت بالا که چرخهای معمولی دارند از پره‌هایی از جنس فولاد ضدزنگ استفاده می‌کنند، درحالی‌که دوچرخه‌های ارزانتر ممکن است از پره‌های گالوانیزه یا کرومیزه استفاده کنند. درحالی‌که پرهٔ دارای کیفیت خوب قادر به تحمل ۲۲۵ کیلوگرم-نیرو (معادل ۵۰۰ پوند-نیرو یا۲٬۲۰۰ نیوتون) فشاراست، برای جلوگیری از خستگی کسری از این میزان استفاده می‌گردد. چون پره‌های چرخ دوچرخه‌ها و ویلچرها تحت فشار هستند، گاهی برای ساخت آنها مواد مقاوم و قابل انعطافی مثل الیاف مصنوعی هم مورد استفاده قرار می‌گیرد.[۳]
برای کاهش کشش آئرودینامیک پره‌های فلزی را هم می‌توان به شکل بیضی یا پره درآورد، و برای کاهش وزن در ضمن حفظ استحکام دو تایی یا سه تایی به هم وصل کرد.
| اندازه سیم | قطر | سطح مقطع |
|---|---|---|
| ۱۵گرم | ۱٫۸ میلیمتر | 3.24 mm² |
| ۱۴گرم | ۲٫۰ میلیمتر | 4 mm² |
| ۱۳گرم | ۲٫۳ میلیمتر | 5.29 mm² |
| ۱۲گرم | ۲٫۶میلیمتر | 6.76 mm² |
| ۱۱گرم | ۲٫۹ میلیمتر | 8.41 mm² |
| ۱۰گرم | ۳٫۲ میلیمتر | 10.24 mm² |
واکنش به بار
[ویرایش]واکنش به بار شعاعی، مثل دوچرخه‌سواری که روی دوچرخه نشسته‌است، در چرخی که پره سیمی خوب تنیده شده دارد، این است که چرخ در قسمتی که با زمین در تماس است به آرامی مسطح می‌شود.[۵][۶][۷][۸] بقیه چرخ تقریباً دایره شکل می‌ماند. کشش همهٔ پره‌ها به میزان قابل توجهی افزایش نمی‌یابد. به جای آن کشش پره‌هایی که مستقیماً زیر توپی چرخ قرار دارند کاهش می‌یابد.[۹][۱۰][۱۱][۱۲] نحوهٔ توصیف این موقعیت مورد بحث است.[۱۳]
منابع
[ویرایش]- مشارکت‌کنندگان ویکی‌پدیا. «Spoke». در دانشنامهٔ ویکی‌پدیای انگلیسی، بازبینی‌شده در ۱۴ سپتامبر ۲۰۱۵.
- ↑ Herlihy, David (2004). Bicycle: the History. Yale University Press. p. 141. ISBN 0-300-10418-9. Retrieved 2009-09-29.
- ↑ "Hansen Wheel and Wagon Shop". 2006. Archived from the original on 14 August 2006. Retrieved 2006-08-22.
- ↑ "PBO Spoke Technology". 2006. Archived from the original on 30 October 2011. Retrieved 2011-10-21.
- ↑ "Basic spokes". Sapim N.V.
- ↑ Forester, John (August 1980). "Held Up By Downward Pull". American Wheelmen
- ↑ Whitt, Frank R. ; David G. Wilson (1982). Bicycling Science (Second ed.). Massachusetts Institute of Technology. pp. 106–138. ISBN 0-262-23111-5.
- ↑ ^ Jump up to: a b Ian Smith. "Bicycle Wheel Analysis". Retrieved 2008-12-31. "I conclude that it is perfectly reasonable to say that the hub stands on the lower spokes, and that it does not hang from the upper spokes."
- ↑ C.J. Burgoyne and R. Dilmaghanian (March 1993). "Bicycle Wheel as Prestressed Structure" (pdf). Journal of Engineering Mechanics 119 (3): 439–455. doi:10.1061/(asce)0733-9399(1993)119:3(439). ISSN 0733-9399. "Only the spokes in contact with the ground, or near the ground, show significant strains."
- ↑ ^ Jump up to: a b Brandt, Jobst (1981). The Bicycle Wheel. Avocet. pp. 12–20. ISBN 0-9607236-2-5.
- ↑ Wilson, David Gordon; Jim Papadopoulos (2004). Bicycling Science (Third ed.). Massachusetts Institute of Technology. pp. 389–390. ISBN 0-262-73154-1.
- ↑ Jump up to: a b Tom Fine (September 1998). "Hubs hang from the rim!". Retrieved 2010-03-16. "I still say, without any doubt, that the hub hangs from the upper spokes."
- ↑ Henri P. Gavin (August 1996). "Bicycle Wheel Spoke Patterns and Spoke Fatigue" (pdf). ASCE Journal of Engineering Mechanics 122 (8): 736–742. doi:10.1061/(ASCE)0733-9399(1996)122:8(736).
- ↑ Kraig Willett (5 September 2004). "Hang or Stand?". BikeTech Review. Retrieved 2010-03-16. "A little known semantic debate … has been raging on the usenet newsgroups for quite some time. The point of contention in this debate is whether or not a loaded bicycle wheel "stands" on the bottom spokes or "hangs" from the top ones?"