Horské kolo (Downhill, freeride) Horské kolo bylo zkonstruováno na přelomu 70 - 80 let,často též označované zkratkou MTB (z anglického mountain bike), je bicykl navržený pro jízdu v horských oblastech, jízdu mimo udržované stezky nebo cesty a jiné náročné terény. Od silničního kola se horské liší robustním a menším rámem, širokými pneumatikami pro lepší zvládání terénních nerovností, převody uzpůsobenými pro náročnou jízdu v terénu a některá horská kola navíc disponují odpružením předních i zadních kol. V současné době se horská kola dělí podle konstrukce do těchto hlavních kategorií: cross country, enduro / allmountain a freeride, downhill, trial a dirt-jump / street. Horské kolo bylo zkonstruováno na přelomu 70 - 80 let.
Downhill (neboli sjezd) je cyklistická MTB disciplína. Podstatou této disciplíny je co nejrychleji projet určenou trasu. Ta bývá 1,5 až 5km dlouhá, většinou jen s přírodními, občas i s uměle vybudovanými překážkami. Celá trať je umístěna na svahu s téměř nulovým podílem rovinek a stoupání, se kterými se v podstatě setkáváme jen jako s nájezdy na skok. I přes často velmi vysokou technickou náročnost je jediným kritériem určujícím pořadí jezdce dosažený čas. Historie Downhill se původně jezdil jako doplňková disciplína cross country. Jezdilo se jak na stejných tratích (na kterých se často objevovaly i dlouhé úseky téměř po rovině), tak na stejných kolech a ke špičce v obou disciplínách patřili tytéž jezdci. Postupem času se downhillové tratě stávaly náročnějšími hlavně po technické stránce. Ubývaly rovinaté pasáže, přibývaly terénní překážky (kořeny, kameny, skoky). Na těchto tratích se stalo nutností celoodpružené kolo a jezdci se na tuto disciplínu začali specializovat. Zatímco v počátcích se downhilloví jezdci rekrutovali hlavně z řad cross country jezdců, dnes jsou to zejména jezdci BMX, trialu či motokrosoví jezdci.
Výpočet středového složení Středové složení může být použito pro běžná sportovní kola, kde bude výhodou velká životnost v nepříznivých podmínkách a tuhost kompletu. Při použití větší díry a lehčího materiálu osy může být výhodou i nízká hmotnost. Složení je ale hlavně konstruováno pro tzv. technické disciplíny (sjezd, freeride, trial, fourcross). U těchto sportů musí složení odolávat velkým zatížením při dopadech skoků. Složení by mělo svou konstrukcí a použitými materiály být schopné toto splnit. Složení je konstruováno pro montáž do rámové trubky. Montované kliky musí být opatřeny drážkováním ISIS.
Charakteristika kombinovaného namáhání Kombinované namáhání je namáhání dvěma nebo více druhy základního namáhání současně. Konkrétně daná středová osa je namáhána krutem (důsledek šlapání levou klikou kdy se přes osu přenáší kroutící moment na převodníky nebo při stání v pedálech) a zároveň ohybem (při šlapání i při stání v pedálech). Jedná se o tečné (krut) a normálové (ohyb) namáhání, která nelze slučovat ani algebraicky ani vektorově. Proto se pro výpočet napětí zavádí tzv. Redukované napětí, které v bodě tělesa vyvodí stejné důsledky jako napětí daná. Pro výpočet redukovaného napětí platí pro každý materiál jiné teorie (Guesta, Missese, atd.).
Silové poměry na ose Síly na klikách Kliky jsou při šlapání i při stání v pedálech namáhány současně na ohyb a jelikož síla, kterou jezdec vyvíjí, nepůsobí v ose kliky, jsou kliky namáhány i krutem.
Síly v ložiskách při doskoku
Středové složení v rámu
Základní pohled středového složení
Řez středovým složením
Mez únavy, vliv tvaru součásti na mezi únavy Mez únavy je největší amplituda napětí při cyklickém namáhání, při které materiál vydrží neomezený počet cyklů. Plastické materiály mez únavy nemají. Snížením amplitudy pouze zvětšíme jejich životnost, ale neexistuje amplituda, kterou vydrží neomezeně. Počet cyklů je pro ocel kolem 3 – 10x106. Na mez únavy mají vliv různá osazení součásti, zápichy, drážky, závity, otvory, různé opracování, tepelné zpracování apod. U středových os s čtyřhranným rozhraním je nejkritičtějším místem přechod kruhového profilu v profil čtvercový (viz. obr.1). Zde se koncentruje napětí a nejčastěji zde dochází k porušení součásti. Tento problém eliminují osy s drážkovým rozhraním (viz obr.2). Na obr. 3-4 vidíme jak čtyřhranný systém nevydržel extrémní zátěž.
Výpočet: Síla, která namáhá středovou osu byla, brána jako zhruba 2/3(odhadovaný poměr rozložení síly na středovou osu a na řidítka) síly, kterou na ni působí jezdec o hmotnosti cca 80kg a kola cca 20kg při skoku z výšky 8m na dopad pod úhlem 45°. Skutečná hloubka skoku je podle výpočtu 12,5m a gravitační zrychlení je bráno 9,80665m.s-2, vo=4 m.s-2, plocha(přední kolo250 cm2, řidítka 180 cm2, člověk 450 cm2, kolo(rám) 2500cm2) ∑3380 cm2→ 0,338m2 , součinitel odporu prostředí cca 1, hustota vzduchu 1,24 kg/m3 .
s=v0.t h=0,5.g.t2 h=s-8 h=0,5.g.(s/vo)2 h=-5/8.s2 h=s-8 0=-5/8s2-s+8 x2=(-)4.5 m
h := 12.5m
mcelková := 100kg
α := 45deg
−3
ρ := 1.24kg⋅ m
2
Sk := 0.338m
co := 1
h
1 2
⋅ g⋅ t
2
v := g ⋅ t = 15.658
t :=
2⋅ h g
= 1.597s
m s
FG := mcelková⋅ g = 980.665N 1 2 Fo := ⋅ co ⋅ Sk⋅ v ⋅ ρ = 51.377N 2 Fvýsledná := cos ( α) ⋅ Fcelková = 657.106N Fcelková := FG − Fo = 929.288N
Rozložení síly na kolo při dopadu
438 N
328,5 N
219 N
328,5 N
Rozložení síly na středovou osu při dopadu
219 N
219 N
219 N
219 N
Technická zpráva V projektu jsem se zabýval geometrií a konstrukci jízdního kola. Rám bude vyroben z japonské chrommolybdenové oceli 25CrMo4 z bezešvých trubek, svařen bude pomocí automatů v ochranné atmosféře metodou WIG . Tento rám bude vhodný pro ježdění v náročných terénech jako jsou např. sjezdové disciplíny a freeride.
