Кіріспе
Дөңгелектің ортасынан (оқиғасынан) радиалды түрде сыртқа қарай созылатын бөлігі.
Спица – дөңгелектің ортасынан (оқиғасынан, яғни ось қосылатын жерден) сәулелене шығатын көптеген таяқшалардың бірі. Ол орталық бөлікті дөңгелектің сыртқы, жүру бетімен байланыстырады. Бұл термин бастапқыда төрт немесе алты бөлікке тілінген (ұзындығынан бөлінген) ағаш бөліктеріне қатысты қолданылған. Арба дөңгелектерінің радиалды мүшелері ағаштан спицаны қалыптастырып жасалған. Спицаны өңдеуге арналған құрал – шамшақ, бастапқыда осы мақсатта ойлап табылған. Көп ұзамай, "спица" термині дөңгелекшілер қолданған материалдарға емес, олардың жұмысының нәтижесіне қатысты қолданыла бастады.
Тарих
Спицалы дөңгелек жеңіл және жылдам көлік құрастыру үшін ойлап табылды. Спицалы дөңгелектердің ең алғашқы физикалық дәлелдері 2000 жылға дейінгі Синташта мәдениетінде табылды. Осыдан кейін көп ұзамай, Кавказ аймағындағы жылқы өркениеттері үш ғасырдың көп бөлігінде жылқымен тартқызылатын спицалы дөңгелекті соғыс арбаларын пайдаланды. Олар Грек түбегіне терең еніп, ондағы Жерорта теңізі халықтарымен бірігіп, Миной өркениетінің күші әлсірегеннен кейін және Спарта мен Афинаның бірігуінен классикалық Грекияның пайда болуына себеп болды. Жаңа тас дәуірінің соңы / прототарихи кезеңде (1800-1200 ж.б.д.) Үндістанның Чиббар Нулла, Чхатур Бхож Натх Нулла, Кахотия сияқты әртүрлі аймақтарындағы суреттер спицалы дөңгелекті арбалардың қолданылуын көрсетеді. Кельттер б.з.д. I мыңжылдықта дөңгелектің шетіне темір жиек қосты. Сым дөңгелектер мен резеңке шиналар ойлап табылған 1870 жылдарға дейін спицалы дөңгелек негізгі өзгерістерсіз қолданылып келді.
Құрылыс
Спицалар кернеуге немесе қысымға түсетініне байланысты ағаштан, металдан немесе синтетикалық талшықтан жасалуы мүмкін.
Сығу спиральдары
Жылқымен тартылған керуендер мен вагондар үшін бастапқы тікұшақты дөңгелектер ағаштан жасалған. Алғашқы автомобильдерде әдетте артиллериялық типтегі ағаш тікұшақты дөңгелектер қолданылды. Қарапайым ағаш дөңгелекте оське түсетін жүктеме салдарынан дөңгелек шеті жерге қарай сәл жалпақтап, ең төменгі ағаш тікұшақ қысқарып, сығылады. Қалған ағаш тікұшақтарда едәуір өзгеріс байқалмайды. Ағаш тікұшақтар радиалды орнатылады. Олар сондай-ақ, дөңгелектің дірілдеуін болдырмау үшін көліктің сыртына қарай иілдіріледі. Бұл иілдіру дөңгелекке сіңірілген ылғалдан тікұшақтардың кеңеюін өтеуге мүмкіндік береді.
Кернеулік спиральдер
Велосипедтерде қолдану үшін ауыр ағаш спицалы дөңгелектер, керілгіш, реттелетін металл сымдарынан жасалған, «сым дөңгелектер» деп аталатын жеңіл дөңгелектерге алмастырылды. Бұлар мүгедектер арбаларында, мотоциклдерде, автомобильдерде және алғашқы ұшақтарда да қолданылады.
Түрлері
Кейбір дөңгелектердің спицалары сынған немесе бүкілген жағдайда жеке-жеке ауыстырыла алады. Бұған велосипедтер мен мүгедектер арбаларының дөңгелектері жатады. Сапалы велосипедтердегі дәстүрлі дөңгелектер тот баспайтын болаттан жасалған спицаларды пайдаланады, ал арзан велосипедтерде гальвандалған ("тозбас" деп те аталады) немесе хромдалған спицалар қолданылуы мүмкін. Жақсы сапалы спица шамамен 225 кгк (шамамен 500 фунт күш немесе 2200 Ньютон) тартылу күшін көтере алады, бірақ олардың шаршап бүлінуіне жол бермеу үшін осы жүктеменің бір бөлігінде қолданылады. Велосипед пен мүгедектер арбасының дөңгелек спицалары тек тартылу күшімен жұмыс істейтіндіктен, синтетикалық талшықтар сияқты икемді және берік материалдар да кейде қолданылады. Металл спицалар аэродинамикалық қарсылықты азайту үшін сопақталып немесе жалпақталып, ал салмақты азайту үшін (екі немесе тіпті үш рет) қалыңдатылуы мүмкін, бірақ беріктігін сақтайды. Сым спицалы дөңгелектің бір түрі – Tioga компаниясының "Тартылу дискісі", ол сырттан қатты диск сияқты көрінеді, бірақ ішінде әдеттегі тартылу спицалы дөңгелектер сияқты принциптермен жасалған. Жеке спицалардың орнына, дөңгелек ортасын жиекке жоғары тартылу күшімен байланыстыру үшін үздіксіз кевлар (арамид) жіптері қолданылды. Жіптер қорғау және аэродинамикалық артықшылықтар үшін мөлдір дискке енгізілген, бірақ бұл конструкциялық элемент емес. + спицалардың стандартты диаметрлері сым өлшемі диаметрі қимасының ауданы 15G 1.8 мм мм2 14G 2.0 мм мм2 13G 2.3 мм мм2 12G 2.6 мм мм2 11G 2.9 мм мм2 10G 3.2 мм мм2
Тангенциалды байлау
Сым спицалары орталыққа радиалды орналасуы мүмкін, бірақ көбінесе орталыққа тангенциалды орнатылады. Тангенциалды спицалар доңғалақ шеті мен орталық арасында айналу моментін беруге мүмкіндік береді. Сондықтан, жетекші доңғалаққа, педаль басқанда орталықта айналу күші пайда болатындықтан, сондай-ақ дискілік немесе ленталық тежегіштер сияқты орталыққа орнатылған тежегіштері бар доңғалақтарға да тангенциалды спицалар қажет. Тежеу кезінде бұл спицалар айналу күшін доңғалақтан тежегішке қарама-қарсы бағытта (орталық арқылы) жеткізеді.
Дөңгелек жасау
Кернеулі спицалы дөңгелекті құрастырушы бөліктерінен жасау дөңгелек құрастыру деп аталады және берік және ұзақ қызмет ететін өнім алу үшін дұрыс құрастыру процедурасын қажет етеді. Кернеулі спицалар әдетте доңғалаққа немесе кейде оське спицалық гайка арқылы бекітіледі. Екінші ұшы көбінесе дискке бекітіледі немесе сирек жағдайда "Z" пішінде бүгіледі, бұл оның оське арналған тесіктен шығып кетуіне кедергі келтіреді. Бұрылған нұсқаның артықшылығы – артқы дөңгелектің бұзылған спицасын артқы тісті дөңгелектерді алмастырмай-ақ ауыстыру мүмкіндігі. Салмағы мен беріктігінің жақсы арақатынасы болғандықтан, сым дөңгелектер жеңіл көліктерде тез танымал болды. Күнделікті пайдалануға арналған автомобильдерде сым дөңгелектер көп ұзамай арзан металл дискілі дөңгелектермен ауыстырылды, бірақ сым дөңгелектер 1960 жылға дейін спорттық автомобильдерде танымал болды. Спицалы дөңгелектер мотоциклдерде және велосипедтерде әлі де кең таралған.
Шеңбердің ұзындығы
Велосипед дөңгелегін құрастырғанда спицалардың ұзындығы дұрыс болуы қажет, әйтпесе бұрандалы бөліктері жеткіліксіз болуы мүмкін, нәтижесінде дөңгелек нашар болады немесе спицалар ободтан шығып, камераны тесіп алуы мүмкін.
Алыстыру
Спица ұзындығын есептеу формуласы, қиялданған тікбұрышты қораптың кеңістіктегі диагоналінің ұзындығын анықтайды. Дөңгелекті өз алдыңызға ұстап, ниппелі жоғары қарап тұрғандай елестетіңіз. Дөңгелекті ось бойынан қараңыз. Жоғары тесіктен өтетін спица енді қиял қораптың диагоналіне айналады. Қораптың тереңдігі d, биіктігі r2 - r1cos(α) және ені r1sin(α) тең. Балама ретінде, косинус заңы арқылы спицаның ұзындығын дөңгелектің жазықтығына проекцияланған күйінде есептеп (суретте көрсетілгендей), содан кейін Пифагор теоремасын қолдануға болады.