Monociclo

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Antecedentes

Um monociclo é um veículo de uma roda tradicionalmente usado durante apresentações de circo. Consiste em uma roda de raios, pedais e um corpo em forma de tubo preso a um assento. Os tíquetes são feitos como bicicletas; as peças individuais são produzidas separadamente e depois montadas pelo fabricante.

História

A história do monociclo começou com a invenção da bicicleta. O conde De Sivrac desenvolveu as bicicletas pela primeira vez no final do século XVIII. Seu dispositivo, chamado celerifere, era um cavalo de madeira que tinha duas rodas unidas por uma viga de madeira. Em 1816, cavalos de madeira como esses foram aprimorados com a adição de um mecanismo de direção. Em 1840, Kirkpatrick Macmillan introduziu um mecanismo para alimentar o cavalo de pau com os pés. Durante a década de 1860, um progresso significativo foi feito com a introdução de pneus de borracha, rodas com raios de metal e cubos de rolamento de esferas. Durante 1866, James Stanley inventou uma bicicleta única chamada Penny Farthing. É este veículo que se pensa ser a inspiração do monociclo.

Durante o final do século XIX, a Penny Farthing era uma bicicleta popular. Ele tinha uma grande roda dianteira e uma pequena roda traseira. Como as manivelas dos pedais estavam conectadas diretamente ao eixo dianteiro, a roda traseira subiria no ar e o piloto seria movido ligeiramente para a frente. Isso provavelmente fez com que os pilotos vissem quanto tempo conseguiriam andar com a roda traseira no ar e o monociclo nasceu. A evidência dessa teoria do desenvolvimento pode ser encontrada em fotos do final do século XVIII, que mostram monociclos com rodas grandes.

Como o monociclo requer um grau de habilidade maior para andar do que uma bicicleta, muitas pessoas que poderiam montá-lo tornaram-se artistas. Ao longo dos anos, os entusiastas dos monociclos inspiraram os fabricantes a criar novos designs, como monociclos girafas altos e sem assento. Durante o final da década de 1980, alguns esportistas radicais se interessaram pelo monociclo e o monociclo ao ar livre em terrenos acidentados nasceu. Hoje, o monociclo continua a ser um veículo relativamente obscuro, no entanto, há mais pessoas andando de bicicleta agora do que nunca.

Design

Um monociclo é um veículo de uma roda. Normalmente, consiste em um assento preso a uma estrutura que é fixada ao cubo da roda. Os assentos estão disponíveis em uma variedade de tamanhos e formas. Ao contrário de um assento de bicicleta, eles costumam ser ligeiramente curvados para baixo e simétricos. Eles são acolchoados e podem ter "amortecedores" em cada extremidade para protegê-los durante uma das inevitáveis ​​quedas do ciclista. Alguns assentos são projetados com alças na frente para permitir que o piloto faça várias manobras.

O assento é preso ao quadro por meio do espigão do selim. Os vários tipos de postes disponíveis podem ser diferenciados pela forma como permitem o ajuste de altura. O espigão de selim mais básico é um tubo de metal com orifícios feitos em intervalos regulares. Há também um orifício no corpo principal através do qual um parafuso é colocado para segurar o espigão do selim. Para ajustar o assento para cima ou para baixo, o parafuso é removido, o assento é ajustado para o próximo orifício e o parafuso é recolocado. Um espigão de selim mais sofisticado não tem orifícios, mas é preso à estrutura por meio de uma braçadeira. A braçadeira é afrouxada ou apertada com um parafuso de borracha ou chave Allen para ajustar a altura do espigão do selim. Este projeto permite um ajuste mais preciso da altura do assento. Além dessas diferenças, alguns espigões de selim permitem ajustes de ângulo.

O quadro do monociclo é uma estrutura metálica com dois garfos que se prendem à roda e um tubo oco que se conecta ao espigão do selim. Projetos diferentes estão disponíveis. O mais simples tem garfos planos aparafusados ​​acima da roda e presos ao espigão do selim. Versões mais sofisticadas deste projeto possuem garfos curvos para melhor rigidez. Um projeto melhor é o corpo tubular de uma peça com uma coroa de garfo quadrada ou arredondada. Essas estruturas têm menos pontos de fraqueza e são mais duráveis.

O quadro é preso ao centro da roda junto com os rolamentos, pedaleiras e o cubo do raio. Os rolamentos são esferas de aço seladas que reduzem o atrito. As manivelas do pedal são fixadas aos rolamentos e, no final das manivelas, estão os pedais. O cubo do raio é a área onde cada um dos raios da roda está conectado. O cubo pode ter flanges retas ou angulares que se prendem aos raios e ter um eixo chaveado ou sem chaveta.

Os raios são tubos de metal finos medindo em espessura de 0,08 a 0,125 pol. (0,2-0,32 cm). O número de raios em um monociclo varia dependendo do projeto e pode ser de 28 a 48. Em geral, quanto mais raios, melhor. Os raios podem ser dispostos em padrões diferentes na roda. Por exemplo, eles podem ter um padrão cruzado de três ou quatro. Além disso, eles podem ter um padrão intercalado que adiciona resistência e estabilidade. Os raios são presos ao aro do pneu por meio de uma série de orifícios. Esses orifícios podem ser retos ou angulados para combinar com o ângulo do raio.

O componente final de um monociclo é o pneu. Um pneu monociclo padrão tem uma seção transversal redonda e um piso plano ou liso. Este projeto é ideal para andar em superfícies planas. Alguns pneus monociclo para uso externo têm banda de rodagem mais espessa, que são melhores para terrenos acidentados. O tamanho de um pneu monociclo padrão é de 26 pol. (66 cm).

Além do monociclo padrão que acabamos de descrever, outros modelos estão disponíveis. O monociclo Giraffe é um veículo mais alto que é acionado por corrente como uma bicicleta. Enquanto os monociclos padrão têm uma altura de cerca de 3 pés (0,91 m), os monociclos Giraffe podem ter 15-20 pés (4,6-6,1 m) de altura. A altura recorde para um monociclo Giraffe é de cerca de 30,5 m. Outro tipo de monociclo é chamado de roda final. Esta versão não possui assento ou corpo consistindo apenas de uma roda e pedais. Os raios são normalmente substituídos por um disco de compensado para reduzir lesões nos tornozelos do ciclista. A Roda Impossível consiste em uma roda e postes laterais nos quais o piloto fica de pé. O desafio para este monociclo é descobrir como se impulsionar. Finalmente, um tipo raro de monociclo é o monociclo. Este projeto consiste em uma grande roda com assento no lado interno.

Matérias-primas

Numerosas matérias-primas são usadas para criar um monociclo. Como o corpo principal deve fornecer resistência e rigidez, mas também permanecer leve, ele é normalmente feito de liga de aço, alumínio ou titânio. O aço é um material constituído principalmente de ferro. Outros metais que podem ser incorporados incluem alumínio, manganês, titânio, tungstênio, vanádio e zircônio. Durante a década de 1990, foram introduzidos materiais compósitos, como fibras de carbono, que às vezes são usados ​​para fazer quadros de monociclos. Dependendo do material da estrutura, ela pode ser protegida com vários revestimentos, incluindo esmalte cozido, revestimento em pó ou cromagem.

Ligas metálicas também são usadas na construção do aro, raios, pedaleiras, cubo e espigão do selim. O aro mais básico é composto de aço cromado. Estruturas mais sofisticadas usam uma liga de aço ou liga de aço cromado. Um raio típico é feito de aço zincado. O também pode ser feito de aço inoxidável ou aço cromado.

Outros componentes do monociclo são feitos de vários materiais. Os pedais são feitos de borracha ou plástico. Um pedal básico tem uma construção em bloco de borracha sólida sem ajuste do fuso. Os melhores pedais são feitos de um plástico sólido com um dispositivo de ajuste para se adequar a pilotos de diferentes tamanhos. Os assentos podem ser feitos de vários materiais, como couro ou vinil. Eles também podem ter um enchimento de poliestireno ou polipropileno.

O processo de fabricação


A produção de um monociclo é normalmente feita em duas fases. Na primeira fase, o indivíduo Um monociclo. componentes são feitos. Fabricantes separados que se especializam em um componente específico normalmente fazem isso. Na segunda fase, o fabricante do monociclo compra os componentes e os monta.

Criação da moldura

• 1 Os tubos sem costura para a estrutura são feitos de blocos sólidos de aço. O aço é aquecido e moldado em forma de cilindro. Este cilindro é colocado em uma fornalha tornando-o incandescente. Em seguida, é laminado sob alta pressão. A laminação estica ou retira o aço e um orifício se forma no centro. Uma ponta perfuradora em forma de bala é empurrada através do meio do aço enquanto ele é enrolado. Após a fase de perfuração, o tubo é passado por uma série de laminadores para corrigir qualquer formato ou espessura irregular.
• 2 Para moldar os tubos em uma estrutura de monociclo, eles são primeiro aquecidos até amolecerem. Isso permite que os tubos sejam dobrados e moldados na estrutura apropriada. Em um tipo de projeto de monociclo, os garfos são achatados e dobrados na extremidade para vedá-los. Esta extremidade também é soldada para fornecer maior estabilidade e resistência. Um orifício é feito na extremidade frisada para fornecer um lugar para o quadro ser preso ao eixo da roda. Este processo pode ser feito em máquina ou manualmente. A peça da estrutura que se fixa ao espigão do selim é esticada para a espessura adequada usando rolos e, em seguida, cortada. As três peças da estrutura são então unidas em um acoplador de metal que possui dois orifícios que se prendem aos garfos e um orifício no lado oposto no meio que se conecta à terceira peça. Esses links são soldados fechados.
• 3 A moldura é colocada em um gabarito e verificada para garantir que esteja alinhada e com o formato adequado. Como ainda está quente, ajustes sutis podem ser feitos. O excesso de fluxo e metal de brasagem são limpos e as soldas são polidas. Depois que o metal é resfriado, outros ajustes podem ser feitos.
• 4 Para proteger a estrutura de metal e dar-lhe uma aparência mais atraente, é normalmente revestido. O revestimento pode ser feito com pintura à mão ou passando a moldura por uma sala de pulverização eletrostática automática. Nesta sala, as molduras recebem uma carga negativa e são borrifadas com tinta carregada positivamente. O quadro é girado para obter cobertura total. Uma laca de acabamento é então aplicada. Alguns monociclos são revestidos com cromagem em vez de tinta.
• 5 O assento normalmente é feito por um empreiteiro externo e enviado para a fábrica. O espigão do assento é aparafusado na parte inferior do assento. O espigão é então inserido no quadro do monociclo e preso com um parafuso ou grampo.

Rodas, aros e raios

• 6 Os aros são produzidos em máquinas que enrolam tiras de aço em aros circulares. Os aros são então soldados e posteriormente modelados. Os orifícios são feitos no aro em intervalos e ângulos definidos. Um orifício maior também é feito no aro para permitir que o bico de ar do pneu seja acessível.
• 7 raios são presos à borda desses orifícios. Em uma extremidade do raio há um bico que é aparafusado nos orifícios do aro. A outra extremidade do raio é fixada ao cubo da roda, que é um dispositivo em forma de disco de metal. Os raios são colocados nos orifícios da borda e nos cubos em um padrão específico. Os raios são apertados em uma direção uniforme para endireitar a roda. Um forro é colocado na parte interna do aro para proteger o tubo interno de danos causados ​​pelos raios.
• 8 Um tubo interno de borracha é colocado ao redor do aro e o pneu externo é colocado. O bocal de ar é puxado através da estrutura do aro e o tubo interno é inflado para uma pressão de ar apropriada.

Montagem final

9 Para completar o monociclo, as várias peças são conectadas. O quadro é preso à roda por meio de um tubo de metal sólido. Os rolamentos são fixados ao longo da mesma área, junto com as manivelas do pedal. Todo o conjunto é travado no lugar com porcas e parafusos. O pneu monociclo é inflado e os ajustes finais são feitos.

Controle de qualidade

Uma variedade de testes é feita para garantir que cada parte do monociclo atenda às especificações. A primeira fase do controle de qualidade é fornecida pelos fornecedores das peças do monociclo. As inspeções visuais são feitas durante a maioria dos processos de fabricação. Para os fabricantes de peças de plástico, a inspeção visual pode encontrar coisas como peças deformadas e peças mal encaixadas. Além disso, outras medidas de controle de qualidade são tomadas. Por exemplo, os fabricantes de tubos de aço são obrigados a formar tubos com uma espessura específica. Para fazer isso, eles utilizam um dispositivo conhecido como medidor de raios-X. Este instrumento é conectado diretamente à linha de produção e controla os rolos para redimensionar o tubo de aço se uma alteração na espessura for determinada.

A segunda fase do controle de qualidade é feita na fábrica de monociclos. As peças do componente que chegam são verificadas fisicamente para garantir que atendam às especificações. Por exemplo, o diâmetro do pneu é medido ou a cor do quadro é verificada. Depois que o monociclo é montado, um especialista em controle de qualidade o testa para defeitos óbvios. Por exemplo, a roda é girada para garantir que está reta ou os parafusos são verificados quanto ao aperto.

O Futuro

Embora os designs dos monociclos tenham mudado pouco ao longo dos anos, os inventores não pararam de tentar produzir um ciclo melhor. A maioria dessas tentativas está relacionada a tornar o monociclo mais seguro e fácil de pilotar. Por exemplo, uma patente emitida nos Estados Unidos em 1994 descreve um monociclo projetado para ter uma inclinação limitada. Esta invenção usa um contato com o solo preso aos pedais para limitar a quantidade de inclinação que o piloto experimenta. Outra patente emitida em 1999 descreve um monociclo equipado com guidão que pode ajudar os pilotos iniciantes. Além desses novos designs, outras melhorias nos monociclos provavelmente serão na forma de novos materiais compostos que tornam os veículos mais resistentes, duráveis ​​e leves.

Onde aprender mais

Livros

Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. Nova York:John Wiley &Sons, 1994.

Periódicos

Johnson, R. C. "Unicycles and Bifurcations." American Journal of Physics (Julho de 1998).

Martin, S. "Miyata Unicycle./ Bicicleta (Abril de 1993).

Outro

A página da Web do monociclo. Dezembro de 2001. .

Perry Romanowski

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