Monociclo

Antecedentes

Un monociclo es un vehículo de una sola rueda que se utiliza tradicionalmente durante las representaciones circenses. Consiste en una rueda de radios, pedales y un cuerpo en forma de tubo unido a un asiento. Los monociclos se hacen como bicicletas; las piezas individuales se producen por separado y luego las ensambla el fabricante.

Historial

La historia del monociclo comienza con la invención de la bicicleta. Comte De Sivrac desarrolló las bicicletas por primera vez a finales del siglo XVIII. Su dispositivo, llamado celerifere, era un caballo de madera que tenía dos ruedas unidas por una viga de madera. En 1816, los caballos de montar de madera como estos se mejoraron con la adición de un mecanismo de dirección. En 1840, Kirkpatrick Macmillan introdujo un mecanismo para impulsar el caballo de batalla con sus pies. Durante la década de 1860 se logró un progreso significativo con la introducción de neumáticos de caucho, ruedas de radios de metal y cubos con rodamientos de bolas. Durante 1866, James Stanley inventó una bicicleta única llamada Penny Farthing. Se cree que este vehículo es la inspiración para el monociclo.

A finales del siglo XIX, la Penny Farthing era una bicicleta popular. Tenía una rueda delantera grande y una rueda trasera pequeña. Dado que sus manivelas de pedal estaban conectadas directamente al eje delantero, la rueda trasera se elevaría en el aire y el ciclista se movería ligeramente hacia adelante. Esto probablemente llevó a los ciclistas a ver cuánto tiempo podían viajar con la rueda trasera en el aire y nació el monociclo. La evidencia de esta teoría del desarrollo se puede encontrar en imágenes de finales del siglo XVIII que muestran monociclos con ruedas grandes.

Dado que el monociclo requiere un mayor grado de habilidad para andar que una bicicleta, muchas personas que podían montarlo se convirtieron en animadores. A lo largo de los años, los entusiastas de los monociclos han inspirado a los fabricantes a crear nuevos diseños, como monociclos jirafa altos y sin asiento. A finales de la década de 1980, algunos deportistas extremos se interesaron por el monociclo y nació el monociclo al aire libre en terrenos accidentados. Hoy en día, el monociclo sigue siendo un vehículo relativamente oscuro, sin embargo, ahora hay más personas que montan en monociclo que nunca.

Diseño

Un monociclo es un vehículo de una sola rueda. Por lo general, consta de un asiento unido a un marco que está unido al cubo de la rueda. Los asientos están disponibles en una variedad de tamaños y formas. A diferencia de un asiento de bicicleta, a menudo están ligeramente curvados hacia abajo y son simétricos. Están acolchados y pueden tener "parachoques" en cada extremo para protegerlos durante una de las inevitables caídas del ciclista. Algunos asientos están diseñados con asas en la parte delantera para que el ciclista pueda realizar varios trucos.

El asiento se fija al marco a través de la tija del sillín. Los diversos tipos de postes disponibles se pueden diferenciar por la forma en que permiten el ajuste de altura. La tija de sillín más básica es un tubo de metal con agujeros perforados a intervalos regulares. También hay un orificio en el cuerpo principal a través del cual se coloca un perno para sujetar la tija del sillín. Para ajustar el asiento más alto o más bajo, se quita el perno, se ajusta el asiento al siguiente orificio y se reemplaza el perno. Una tija de sillín más sofisticada no tiene agujeros, pero está sujeta al marco a través de una abrazadera. La abrazadera se afloja o se aprieta con un tornillo o una llave Allen para ajustar la altura de la tija del sillín. Este diseño permite un ajuste más fino de la altura del asiento. Además de estas diferencias, algunas tijas de los asientos permiten ajustes de ángulo.

El marco del monociclo es una estructura de metal con dos horquillas que se unen a la rueda y un tubo hueco que se conecta a la tija del sillín. Hay diferentes diseños disponibles. El más simple tiene horquillas planas atornilladas por encima de la rueda y unidas a la tija del sillín. Las versiones más sofisticadas de este diseño tienen horquillas curvas para mayor rigidez. Un mejor diseño es el cuerpo tubular de una pieza con una corona de horquilla cuadrada o redondeada. Estas estructuras tienen menos puntos débiles y son más duraderas.

El marco está unido al centro de la rueda junto con los cojinetes, las bielas de los pedales y el cubo de los radios. Los cojinetes son bolas de acero selladas que reducen la fricción. Las bielas de los pedales están unidas a los cojinetes, y al final de las bielas están los pedales. El cubo de los radios es el área donde se adjuntan cada uno de los radios de las ruedas. El cubo puede tener bridas rectas o en ángulo que se unen a los radios y tienen un eje con chavetas o sin chavetas.

Los radios son tubos de metal delgados que miden un grosor de 0,08 a 0,125 pulgadas (0,2-0,32 cm). El número de radios de un monociclo varía según el diseño y puede ser de 28 a 48. En general, más radios es mejor. Los radios pueden disponerse en diferentes patrones en la rueda. Por ejemplo, pueden tener un patrón cruzado de tres o cuatro. Además, pueden tener un patrón intercalado que aumenta la fuerza y ​​la estabilidad. Los radios están unidos a la llanta del neumático a través de una serie de orificios. Estos orificios pueden ser rectos o en ángulo para coincidir con el ángulo del radio.

El componente final de un monociclo es el neumático. Un neumático de monociclo estándar tiene una sección transversal redonda y una banda de rodadura plana o lisa. Este diseño es ideal para montar en superficies planas. Algunos neumáticos de monociclo para exteriores tienen bandas de rodadura más gruesas que son mejores para terrenos accidentados. El tamaño de un neumático de monociclo estándar es de 66 cm (26 pulgadas).

Además del monociclo estándar que se acaba de describir, hay otros diseños disponibles. El monociclo Giraffe es un vehículo más alto que se acciona por cadena como una bicicleta. Mientras que los monociclos estándar tienen una altura de aproximadamente 3 pies (0,91 m), los monociclos Giraffe pueden tener entre 15 y 20 pies (4,6 a 6,1 m) de altura. La altura récord para un monociclo Giraffe es de unos 30,5 m (100 pies). Otro tipo de monociclo se llama Ultimate Wheel. Esta versión no tiene asiento ni cuerpo que consta solo de una rueda y pedales. Los radios generalmente se reemplazan por un disco de madera contrachapada para reducir las lesiones en los tobillos del ciclista. La Impossible Wheel consta de una rueda y postes laterales sobre los que se para el ciclista. El desafío de este monociclo es descubrir cómo impulsarse. Finalmente, un tipo raro de monociclo es el monociclo. Este diseño consta de una gran rueda con el asiento en el interior.

Materias primas

Se utilizan numerosas materias primas para crear un monociclo. Dado que el cuerpo principal debe proporcionar resistencia y rigidez, pero también ser liviano, generalmente está hecho de una aleación de acero, aluminio o titanio. El acero es un material compuesto principalmente de hierro. Otros metales que se pueden incorporar incluyen aluminio, manganeso, titanio, tungsteno, vanadio y circonio. Durante la década de 1990, se introdujeron materiales compuestos como las fibras de carbono y ahora se utilizan a veces para fabricar cuadros de monociclo. Dependiendo del material del marco, se puede proteger con varios recubrimientos, incluido un esmalte horneado, recubrimiento en polvo o cromado.

Las aleaciones metálicas también se utilizan en la construcción de la llanta, los radios, las bielas de los pedales, el buje y la tija del sillín. La llanta más básica está compuesta de acero cromado. Las estructuras más sofisticadas utilizan una aleación de acero o una aleación de acero cromado. Un radio típico está hecho de acero cincado. También pueden estar hechos de acero inoxidable o acero cromado.

Otros componentes del monociclo están hechos con varios materiales. Los pedales están hechos de goma o plástico. Un pedal básico tiene una construcción de bloque de goma sólida sin ajuste del eje. Los mejores pedales están hechos de un plástico sólido con un dispositivo de ajuste para adaptarse a ciclistas de diferentes tamaños. Los asientos pueden estar hechos de varios materiales como cuero o vinilo. También pueden tener un acolchado de poliestireno o polipropileno.

El
proceso de fabricación

La producción de un monociclo se realiza normalmente en dos fases. En la primera fase el individuo Un monociclo. Se fabrican componentes. Los fabricantes independientes que se especializan en un componente específico suelen hacer esto. En la segunda fase, el fabricante de monociclos compra los componentes y los ensambla.

Creando el marco

• 1 Los tubos sin costura para el marco están hechos de bloques sólidos de acero. El acero se calienta y se moldea en forma de cilindro. Este cilindro se pone en un horno para que esté al rojo vivo. Luego se lamina a alta presión. El rodillo estira o extrae el acero y se forma un agujero en el centro. Una punta perforadora en forma de bala se empuja a través del centro del acero mientras se rueda. Después de la etapa de perforación, el tubo se pasa por una serie de laminadores para corregir cualquier forma o grosor irregular.
• 2 Para dar forma a los tubos en un marco de monociclo, primero se calientan hasta que se ablanden. Esto permite que los tubos se doblen y se formen en la estructura adecuada. En un tipo de diseño de monociclo, las horquillas se aplanan y se doblan en el extremo para sellarlas. Este extremo también está soldado para brindar mayor estabilidad y resistencia. Se perfora un orificio en el extremo engarzado para proporcionar un lugar para que el marco se sujete al eje de la rueda. Este proceso se puede realizar a máquina o manualmente. La pieza del marco que se fija a la tija del sillín se extrae con el grosor apropiado con rodillos y luego se corta. Luego, las tres piezas del marco se unen en un acoplador de metal que tiene dos orificios que se unen a las horquillas y un orificio en el lado opuesto en el medio que se une a la tercera pieza. Estos eslabones están soldados cerrados.
• 3 El marco se coloca en una plantilla y se verifica para asegurarse de que esté alineado y con la forma adecuada. Como todavía está caliente, se pueden realizar ajustes sutiles. El exceso de fundente y metal de soldadura se limpia y las soldaduras se muelen suavemente. Una vez que se enfría el metal, se pueden realizar otros ajustes.
• 4 Para proteger el marco de metal y darle un aspecto más atractivo, generalmente está recubierto. El recubrimiento se puede realizar pintando a mano o pasando el marco a través de una sala de pulverización electrostática automática. En esta sala, los marcos reciben una carga negativa y se rocían con pintura con carga positiva. El marco se gira para obtener una cobertura completa. Luego se aplica una laca de acabado. Algunos monociclos están recubiertos con cromado en lugar de pintura.
• 5 El asiento normalmente lo fabrica un contratista externo y se envía a la planta. La tija del asiento está atornillada a la base del asiento. Luego, la tija del sillín se inserta en el marco del monociclo y se fija con un perno o abrazadera.

Ruedas, llantas y radios

• 6 Las llantas se producen en máquinas que enrollan tiras de acero en aros circulares. A continuación, los aros se sueldan y se les da forma adicional. Se perforan agujeros en la llanta a intervalos y ángulos establecidos. También se perfora un orificio más grande en la llanta para permitir que la boquilla de aire del neumático sea accesible.
• 7 radios están unidos a la llanta en estos orificios. En un extremo del radio hay una boquilla que se atornilla en los orificios de la llanta. El otro extremo del radio está unido al cubo de la rueda, que es un dispositivo con forma de disco de metal. Los radios se colocan en los orificios de la llanta y los bujes en un patrón específico. Los radios se aprietan en una dirección uniforme para enderezar la rueda. Se coloca un revestimiento en el interior de la llanta para proteger la cámara de los daños causados ​​por los radios.
• 8 Se coloca un tubo interior de goma alrededor de la llanta y luego se coloca el neumático exterior. La boquilla de aire se tira a través del marco de la llanta y el tubo interior se infla a una presión de aire adecuada.

Montaje final

9 Para completar el monociclo, se conectan las distintas piezas. El marco está unido a la rueda a través de un tubo de metal sólido. Los cojinetes están unidos a la misma área, junto con las bielas de los pedales. Todo el conjunto está bloqueado en su lugar con tuercas y pernos. Se infla el neumático del monociclo y se realizan los ajustes finales.

Control de calidad

Se realizan diversas pruebas para garantizar que cada parte del monociclo cumpla con las especificaciones. La primera fase del control de calidad la proporcionan los proveedores de las piezas del monociclo. Las inspecciones visuales se realizan durante la mayoría de los procesos de fabricación. Para los fabricantes de piezas de plástico, la inspección visual puede encontrar cosas como piezas deformadas y piezas mal ajustadas. Además, se toman otras medidas de control de calidad. Por ejemplo, los fabricantes de tubos de acero deben formar tubos con un espesor específico. Para hacer esto, utilizan un dispositivo conocido como medidor de rayos X. Este instrumento se conecta directamente a la línea de producción y controla los rodillos para cambiar el tamaño del tubo de acero si se determina un cambio en el espesor.

La segunda fase de control de calidad se realiza en la planta de fabricación de monociclo. Las piezas de los componentes entrantes se comprueban físicamente para garantizar que cumplan con las especificaciones. Por ejemplo, se mide el diámetro del neumático o se verifica el color del marco. Después de ensamblar el monociclo, un especialista en control de calidad lo prueba para detectar defectos obvios. Por ejemplo, se hace girar la rueda para asegurarse de que esté recta o se comprueba el apriete de los pernos.

El futuro

Si bien los diseños de monociclo han cambiado poco a lo largo de los años, los inventores no han dejado de intentar producir un ciclo mejor. La mayoría de estos intentos se han relacionado con hacer que el monociclo sea más seguro y más fácil de conducir. Por ejemplo, una patente emitida en los Estados Unidos durante 1994 describe un monociclo que está diseñado para tener una inclinación limitada. Esta invención utiliza un contacto con el suelo unido a los pedales para limitar la cantidad de inclinación que experimenta el ciclista. Otra patente emitida en 1999 describe un monociclo que está equipado con manillares que pueden ayudar a los ciclistas principiantes. Además de estos nuevos diseños, es probable que otras mejoras en los monociclos se den en forma de nuevos materiales compuestos que hagan que los vehículos sean más fuertes, más duraderos y más livianos.

Dónde obtener más información

Libros

Enciclopedia de tecnología química de Kirk-Othmer. Nueva York:John Wiley &Sons, 1994.

Publicaciones periódicas

Johnson, R. C. "Monociclos y bifurcaciones". Revista estadounidense de física (Julio de 1998).

Martin, S. "Monociclo Miyata./ Andar en bicicleta (Abril de 1993).

Otro

La página web del monociclo. Diciembre de 2001. .

Perry Romanowski