Un radio es una de las varillas que parten del centro de una rueda (el buje donde se conecta el eje ), conectando el buje con la superficie de tracción redonda.




El término se refería originalmente a porciones de un tronco que habían sido partidas longitudinalmente en cuatro o seis secciones. Los radios de una rueda de carreta se fabricaban tallando un radio (de un tronco) hasta darle su forma final. La garlopa es una herramienta desarrollada originalmente para este fin. Con el tiempo, el término radio se aplicó más comúnmente al producto terminado del trabajo del carretero que a los materiales que utilizaba.
Historia
La rueda de radios se inventó para permitir la construcción de vehículos más ligeros y veloces. La evidencia física más antigua de ruedas de radios se encontró en la cultura Sintashta , que data de alrededor del 2000 a. C. [ 1 ] Poco después, las culturas ecuestres de la región del Cáucaso utilizaron carros de guerra con ruedas de radios tirados por caballos durante la mayor parte de tres siglos. Se adentraron en la península griega , donde se unieron a los pueblos mediterráneos existentes para dar origen, finalmente, a la Grecia clásica tras la ruptura del dominio minoico y las consolidaciones lideradas por la Esparta y Atenas preclásicas .
Se atribuye a los hicsos levantinos la introducción de la rueda con radios, el carro , el caballo y las armas de bronce en África, durante su conquista del Bajo Egipto y el posterior establecimiento de la Dinastía XV de Egipto , entre 1650 y 1550 a. C. [ 2 ] [ 3 ]
Período neocalcolítico /protohistórico (1800-1200 a. C.) [ nota 1 ] Las pinturas en varias regiones de la India, como Chibbar Nulla, Chhatur Bhoj Nath Nulla, Kathotia, etc., representan el uso de carros con ruedas de radios. [ 6 ] [ 7 ]
Los carros celtas introdujeron un aro de hierro alrededor de la rueda en el primer milenio a. C. La rueda de radios se siguió utilizando sin grandes modificaciones hasta la década de 1870, cuando se inventaron las ruedas de alambre y los neumáticos de caucho. [ 8 ]
Construcción
Los radios pueden estar hechos de madera, metal o fibra sintética, dependiendo de si estarán sometidos a tensión o compresión .
radios de compresión
El tipo original de rueda con radios de madera se utilizaba en carruajes y carros tirados por caballos . En los primeros automóviles, normalmente se usaban ruedas con radios de madera del tipo utilizado en la artillería .
En una rueda de madera simple, una carga sobre el buje provoca que la llanta se aplane ligeramente contra el suelo a medida que el radio de madera inferior se acorta y se comprime. Los demás radios de madera no experimentan cambios significativos.
Los radios de madera se montan radialmente . También tienen una concavidad, generalmente hacia el exterior del vehículo, para evitar oscilaciones. Además, esta concavidad permite que la rueda compense la expansión de los radios debido a la humedad absorbida, aumentando así la concavidad. [ 9 ]
Radios de tensión
Para su uso en bicicletas , las pesadas ruedas de radios de madera fueron reemplazadas por ruedas más ligeras con radios hechos de alambres metálicos ajustables y tensados, llamadas ruedas de alambre . Estas también se utilizan en sillas de ruedas , motocicletas , automóviles y los primeros aviones .
Tipos
Algunos tipos de ruedas tienen radios extraíbles que se pueden reemplazar individualmente si se rompen o se doblan. Esto incluye las ruedas de bicicletas y sillas de ruedas. Las bicicletas de alta calidad con ruedas convencionales usan radios de acero inoxidable , mientras que las bicicletas más económicas pueden usar radios galvanizados (también llamados "inoxidables") o cromados . Si bien un radio de buena calidad es capaz de soportar alrededor de 225 kgf (aprox. 500 libras-fuerza o 2200 newtons ) de tensión, se usan con una fracción de esta carga para evitar fallas por fatiga. Dado que los radios de las ruedas de bicicletas y sillas de ruedas solo están en tensión, ocasionalmente también se usan materiales flexibles y resistentes como fibras sintéticas. [ 10 ] Los radios de metal también pueden ser ovalados o planos para reducir la resistencia aerodinámica, y reforzados (dobles o incluso triples) para reducir el peso manteniendo la resistencia.
Una variante de la rueda con radios de alambre fue el "Tension Disk" de Tioga, que superficialmente parecía un disco sólido, pero que en realidad estaba construido con los mismos principios que una rueda con radios de tensión convencional. En lugar de radios de alambre individuales, se utilizaba un hilo continuo de Kevlar ( aramida ) para unir el buje a la llanta bajo alta tensión. Los hilos estaban recubiertos por un disco translúcido para su protección y para obtener cierto beneficio aerodinámico, pero este no era un componente estructural.
Cordón tangencial
Los radios de alambre pueden ser radiales al buje, pero con mayor frecuencia se montan tangencialmente . El montaje tangencial permite la transferencia de torsión entre la llanta y el buje. Por lo tanto, los radios tangenciales son necesarios para la rueda motriz, que recibe torsión en el buje al pedalear, y para cualquier rueda que utilice frenos montados en el buje, como los de disco o de banda, que transfieren la torsión de la llanta al freno en sentido contrario (a través del buje) al frenar.
Construcción de ruedas
Constructing a tension-spoked wheel from its constituent parts is called wheelbuilding and requires the correct building procedure for a strong and long-lasting end product. Tensioned spokes are usually attached to the rim or sometimes the hub with a spoke nipple. The other end is commonly peened into a disk or uncommonly bent into a "Z" to keep it from pulling through its hole in the hub. The bent version has the advantage of replacing a broken spoke in a rear bicycle wheel without having to remove the rear gears.
Wire wheels, with their excellent weight-to-strength ratio, soon became popular for light vehicles. For everyday cars, wire wheels were soon replaced by the less expensive metal disc wheel, but wire wheels remained popular for sports cars up to the 1960s. Spoked wheels are still popular on motorcycles and bicycles.
Spoke length
When building a bicycle wheel, the spokes must have the correct length, otherwise there may not be enough threads engaged, producing a weaker wheel, or they may protrude through the rim and possibly puncture the inner tube.
Calculation
For bicycle spokes, the spoke length is defined from the flange seat to the thread tip. For spokes with bent ends, the nominal spoke length does not include the width of the spoke at the bent end.
For wheels with crossed spokes (which are the norm), the desired spoke length is
where
- d = distance from the center of hub (along the axis) to flange, for example 30 mm,
- r1 = spoke hole circle radius of the hub, for example 19.5 mm,
- r2 = half of effective Rim Diameter (ERD), or the diameter the ends of the spokes make in a built wheel (see 'Discussion' attached to this article for explanation) of the rim, for example 301 mm,
- r3 = radius of spoke holes in the flange, for example 1.1 mm,
- m = number of spokes to be used for one side of the wheel, for example 36/2=18,
- k = number of crossings per spoke, for example 3 and
- a = 360° k/m, for example 360° ⋅ 3/18 = 60°.
Respecto a d : Para una rueda simétrica, como una rueda delantera sin freno de disco, esta es la mitad de la distancia entre las bridas. Para una rueda asimétrica, como una rueda delantera con freno de disco o una rueda trasera con desviador de cadena , el valor de d es diferente para el lado izquierdo y el derecho.
a es el ángulo entre (1) el radio hasta un orificio de la boquilla en la llanta al que se une un radio, y (2) el radio hasta el orificio de la brida que sujeta el radio. El radio cruza 1, 2 o 3 radios que apuntan en direcciones opuestas, según el diseño del radiado. En la brida, el ángulo entre los radios de los orificios adyacentes es de 360°/ m (para orificios igualmente espaciados). Por cada radio cruzado, el buje gira con respecto a la llanta un "ángulo entre orificios de brida adyacentes". Por lo tanto, multiplicando el "ángulo entre orificios de brida adyacentes" por k se obtiene el ángulo a . Por ejemplo, una rueda de 32 radios tiene 16 radios por lado, 360° dividido por 16 es igual a 22,5°. Multiplicando 22,5° ("ángulo entre orificios de brida adyacentes") por el número de cruces se obtiene el ángulo a; si hay 3 cruces, la rueda de 32 radios tiene un ángulo a de 67,5°. Respecto a r 3 : El tamaño de los orificios para los radios en la brida no influye en la longitud necesaria del radio. Este término elimina el efecto del tamaño de los orificios. Dado que los orificios suelen ser pequeños (poco más de 2 mm de diámetro), el efecto es mínimo y, en la práctica, tiene poca importancia.
Para ruedas con radios radiales (cruces por cero), la fórmula se simplifica al teorema de Pitágoras , donde la longitud del radio l más r 3 es la pendiente, r 2 menos r 1 es la base y d es la elevación:
- ; o resolver para la longitud

Derivación
La fórmula de la longitud del radio calcula la longitud de la diagonal espacial de una caja rectangular imaginaria . Imagina que sostienes una rueda frente a ti de manera que un radio quede en la parte superior. Observa la rueda a lo largo del eje. El radio que pasa por el orificio superior ahora es una diagonal de la caja imaginaria. La caja tiene una profundidad d, una altura de r₂ - r₁ cos ( α ) y un ancho de r₁ sin ( a ) .
De forma equivalente, se puede utilizar la ley de los cosenos para calcular primero la longitud del radio proyectada sobre el plano de la rueda (como se ilustra en el diagrama), seguida de una aplicación del teorema de Pitágoras .
Véase también
Notas
Referencias
- ↑ Lindner, Stephan, (2020). "Carros en la estepa euroasiática: un enfoque bayesiano del surgimiento del transporte tirado por caballos a principios del segundo milenio a. C." , en Antiquity, vol. 94, número 374, abril de 2020, pág. 367: "...Las 12 fechas de radiocarbono calibradas pertenecientes al horizonte de Sintashta oscilan entre 2050 y 1760 a. C. (con un 95,4 % de confianza; Epimakhov y Krause 2013: 137). Estas fechas se correlacionan bien con las siete tumbas de Sintashta muestreadas mediante AMS en el cementerio KA-5 asociado, que datan de 2040-1730 a. C. (con un 95,4 % de confianza...)".
- ↑ Shaw, Ian, ed. (2000). The Oxford History of Ancient Egypt . Oxford University Press. p . 481. ISBN 0-19-815034-2.
- ^ Bunson, Margarita (2014). Enciclopedia del Antiguo Egipto . Publicación de bases de datos. pag. 110.ISBN 978-1-4381-0997-8.
- ↑ Neumayer, Erwin. "Carros en el arte rupestre calcolítico de la India" (PDF) .
- ↑ harappa.com, Carros en el arte rupestre calcolítico de la India
- ↑ Neumayer, Erwin (28 de marzo de 2013). Arte rupestre prehistórico de la India . OUP India. ISBN 978-0198060987.
- ↑ Neumayer, Erwin. "El carro en el arte rupestre indio" (PDF) . Harrapa.com .
- ↑ Herlihy, David (2004). La bicicleta: historia . Yale University Press. pág . 141. ISBN 0-300-10418-9. Consultado el 29 de septiembre de 2009 .
- ↑ "Hansen Wheel and Wagon Shop" . 2006. Archivado del original el 14 de agosto de 2006. Consultado el 22 de agosto de 2006 .
- ↑ "Tecnología Spoke de la PBO" . 2006. Archivado del original el 30 de octubre de 2011. Consultado el 21 de octubre de 2011 .
- ↑ "Radios básicos" . Sapim NV
Enlaces externos
- Calculadora online de longitud de radios (en alemán), utiliza medidas ligeramente diferentes a las de la fórmula anterior (en alemán).
- Introducciones del segundo milenio a. C.
- piezas de bicicleta
- ruedas
- Piezas para vehículos de tracción animal
- Cultura Sintashta