Безопасный велосипед, который стал популярным увлечением где-то в 1895-ом году, можно рассматривать как слияние технологий, которые назревали в то время: шарикоподшипник, пневматическая шина, стальные бесшовные трубы, роликовая цепь и звездочка привода, а также сверхпрочная жесткая стальная проволока. Конечным этапом может быть производство и формирование тонкого металлического листа путем прокатки.

Благодаря последним двум процессам стала возможной одна из самых эффективных структур, известных машиностроению: проволочное колесо с натяжными спицами. Сделанный в виде рулона обод изготавливают путем разрезания листовой стали на полосы, а затем сгибания этих полос в секцию обода колеса, которые, в конце концов, сгибаются в круг. Торцы соединялись пайкой или сваркой.

Ступица колеса состояла из пары спицевых фланцев, соединенных трубкой, вращающейся на новых конусно-регулируемых шарикоподшипниках с винтовым креплением, опирающихся на невращающуюся ось.

Обод и фланцы были просверлены или пробиты для подходящего числа спиц. На самих спицах была резьба на внешних концах, а также они были согнуты на концах фланцев. Каждая спица снабжена ниппелем с внутренней резьбой (обычно из латуни, чтобы предотвратить ржавчину на спице), который проталкивается через углубления в ободе со стороны наружного диаметра, чтобы, наконец, навинтиться на концы спиц. Материал обода вокруг каждого отверстия для спиц углубляется внутрь, и каждое отверстие наклонено так, чтобы совпасть с осью спицы, на которую оно будет натягиваться.

Чтобы собрать колесо, спицы были пропущены через отверстия в двух фланцах ступицы, а затем расположены в желаемом порядке (определяется тем, сколько других спиц пересекает каждая из них). Обод устанавливается на место, и сборщик свободно вкручивает каждую спицу и ниппель. Новички часто сталкиваются с этим препятствием, но настойчивость и здравый смысл со временем вознаграждаются.

Процесс превращения этой свободной сборки в легкое и прочное круглое колесо - это приобретенный навык, который может усвоить любой мотивированный человек, и результат сам по себе прекрасен и высоко ценится обычными конструкторами, которые создают бесконечные вариации.

Под натяжением множества спиц (36 и 40 считались нормой для колес мотоцикла) обод равномерно сжимается, так что его фланцевая форма подготавливает его к опоре без изгиба. Каждая спица - это натяжная пружина. Хорошее описание того, как такое колесо выдерживает нагрузки, можно найти в Bicycling Science Дэвида Гордона Уилсона. Он сравнивает этот процесс с тем, как радиальная шина выдерживает нагрузку. По мере того, как шина выравнивается относительно земли, натяжение ее несколько уменьшается, так что нагрузка поддерживается соответствующим увеличением натяжения волокна в других частях шины. Именно в столь хорошей эластичности тонких проволочных спиц и заключается вся прелесть.

Радиальное и крутящее усилие держится в норме с помощью поворота спиц. Колесо укрепляется благодаря радиальному усилию, отдаляя два фланца ступицы друг от друга, образуя два «конуса спиц». Крутящее усилие регулируется благодаря наклону спиц, не направляя их прямо от центра к оправе.

В некоторых случаях (на ум приходит конкретная модель Triumph) колесо может быть несколько смещено относительно идеально отцентрированного относительно его ступицы. В другом случае у мотоцикла, который поворачивался легче в одну сторону, чем другой, было бы диагностировано случайное смещение обода.

Ранние тормозные барабаны и держатели цепного блока были прикреплены болтами к поверхности ступицы, но по мере того, как барабаны становились больше, становилось более разумным делать фланцы со спицами как часть самого барабана. Продолжающийся рост тормозных барабанов привел к очень коротким спицам, длиной всего 3 дюйма. Поскольку упругое растяжение, на которое способна спица, увеличивается с ее длиной, эта потеря «растяжимости» иногда сказывалась на колесах, спицы которых ослабли, когда тормозной барабан расширился из-за жары при интенсивном использовании.

Эластичность спицевого колеса может быть полезной. Одна гоночная команда Supersport сделала все возможное, чтобы избавиться от вибраций на своем байке. Успех, наконец, пришел с проволочным колесом, заменяющим литое колесо. Маркетинг ответил твердым «нет», когда команда призвала конструировать мотоциклы с проволочными колесами, сделав их полноправной моделью.

Daytona TZ750 (1974–82) от Yamaha всегда поставлялся на проволочных колесах, но большинство гонщиков заменили их литыми колесами от Morris или Shelby-Dowd. Мой опыт работы с несколькими гонщиками заключался в том, что никто не жаловался на какие-либо проблемы, если обстоятельства заставляли их использовать проволочное колесо.

Производители литых колес быстро отреагировали на эволюцию мотоциклетных шин и, в частности, предложили бескамерные шины (это снижало вес от 3 до 5 фунтов). Сегодня литые или кованые цельные колеса стали нормой, а проволочные колеса часто рассматриваются как элементы дизайна. Но проволочное колесо остается основным вариантом для внедорожных мотоциклов, которые извлекают выгоду из прочности и стойкости этой элегантной продукции.

https://www.cycleworld.com/story/bikes/why-the-wire-spoke-wheel-remains-in-use/