Causa de radios rotos (imágenes incluidas)

Nunca he tenido este problema antes. Dos radios del lado de la transmisión de la rueda trasera de mi bicicleta de carretera se rompieron en la curva en J y estoy tratando de identificar la causa. La rueda tiene 32 radios en total, hechos de acero , entrelazados en un patrón de 3 cruces , y cada radio tiene un ancho de 2 mm en toda su longitud.

El primero se rompió cuando aceleré mucho en un semáforo en verde, y el segundo cuando llegué a casa y apreté los radios con las manos para comprobar su tensión. Supongo que estaban fatigados/dañados de antemano, y el resto de ellos también, que seguirán rompiéndose si sigo montando la rueda.

No hice ningún salto y peso 68 kg (150 libras). Pero hice muchas escaladas (lo que transfiere más peso a la rueda trasera), descensos (lo que ejerce una tensión lateral sobre los radios cuando se inclina en las curvas), aceleraciones y algunos paseos ocasionales en grava . Los neumáticos de 35 mm de ancho siempre estaban inflados a 65-85 psi .

Hace 1000 km, la rueda se desvió un poco (2 mm como máximo) después de andar unos 1500 km. Así que alineé la rueda, agregando un poco más de tensión a los radios al mismo tiempo. No tengo un medidor de tensión, pero parecía bastante tensado , similar a las otras ruedas que tengo ahora o que tuve en el pasado (no todas construidas por mí) que nunca tuvieron problemas. La rueda se mantuvo fiel hasta que se rompieron los radios.

No estoy seguro de si los radios son de mala calidad, el eje es de mala calidad o ambos . Los radios parecen haber mordido / agrandado los agujeros en el buje de aluminio , y no sé si eso es normal.

¿Está bien cambiar todos los radios o el buje está defectuoso y es mejor comprar una rueda nueva completa?

Aquí hay algunas fotos:ingrese la descripción de la imagen aquí ingrese la descripción de la imagen aquí ingrese la descripción de la imagen aquí ingrese la descripción de la imagen aquí

Solo una tangente, pero un descenso no ejerce ninguna fuerza lateral sobre sus ruedas, sin importar cuánto se incline en las esquinas: su centro de gravedad permanece en el plano definido por sus ruedas, y la fuerza que actúa sobre él va. a los puntos de contacto con la carretera, que también se encuentran en este plano. Sin embargo, salirse del sillín ejerce fuertes fuerzas laterales sobre las ruedas, al menos si balancea la bicicleta de lado a lado. Su centro de gravedad permanece por encima de los puntos de contacto con la carretera, pero las ruedas están inclinadas, eliminando el centro de gravedad del plano de sus ruedas.
Esto a menudo se debe a los radios que se utilizan para las ruedas "fabricadas a máquina". Estos tienen una curva más suave en el extremo J y, por lo tanto, están más sujetos a la flexión.
Aparte, esas imágenes son como tomadas de un libro de ciencia de materiales sobre fractura por fatiga, probablemente debido a cargas cíclicas. Las partes claras y oscuras de la superficie de la fractura muestran el progreso de la propagación lenta de grietas por tensión -> formación rápida de grietas catastróficas. Diría que los radios restantes al menos deben ser reemplazados.
@ cmaster-reinstatemonica Su punto de descender tiene sentido. Creo que los baches e imperfecciones en la superficie de la carretera producen una fuerza lateral en la rueda cuando los pasas con la bicicleta inclinada en ángulo.
@RobertLee No realmente. Si pasa por encima de un bache que aplica una fuerza lateral significativa en la llanta, la llanta se levantará de la carretera, perderá tracción y provocará que se estrelle. Simplemente no hay suficiente inercia lateral presente en el volante para detener este tipo de choque. En cambio, lo que sucede con la mayoría de los baches pequeños es que el neumático entra en contacto con el bache temprano y luego lo empuja hacia abajo según lo dicta su rotación. Esto da una fuerza que está mayormente en el mismo plano que el neumático. Si este no fuera el caso, las curvas serían extremadamente peligrosas.

Respuestas (4)

Las ranuras/ampliaciones que se muestran en el cubo son todas normales.

El camino hacia una rueda que no rompa los radios es usar radios de primera calidad (DT, Sapim y Wheelsmith son los niños del cartel habituales), establecer su línea correctamente en la llanta y el cubo, y aliviarlos adecuadamente durante la construcción. Las roturas por fatiga son casi universalmente el resultado de una o más de esas cosas que no suceden.

Establecer la línea de radios es cuando en las primeras fases de la construcción de una rueda, las curvas se manipulan para envolver cuidadosamente las pestañas del cubo, de modo que el área de la curva en sí no flote sin soporte. El alivio de tensión es cuando los radios se sobrecargan intencionalmente en tensión para eliminar las tensiones residuales en las curvas que quedan de formarlos. Si esas tensiones se dejan en su lugar, el límite de fatiga del material se puede cruzar en esas áreas con la carga cíclica de la rueda por la conducción, lo que conduce a la falla. De lo contrario, los radios funcionan por debajo del límite de fatiga del material, por lo que una rueda bien construida rara vez o nunca puede romper los radios por fatiga. (Esta es una paráfrasis de la explicación ofrecida en "La rueda de la bicicleta" de Jobst Brandt. Se ha comprobado que es cierto para mí y para muchos otros.

Es probable que lo que sucedió aquí sea que sus radios estuvieran fatigados en las curvas en J todo el tiempo por no aliviar el estrés y/o no tener su línea establecida, y luego aumentar la tensión exacerbó el problema, por lo tanto, las roturas poco después. Aumentar la tensión en una rueda que lo necesita no es una mala idea per se, pero sí corre este riesgo, especialmente porque las ruedas con poca tensión tienen muchas posibilidades de tener también los problemas anteriores. Aliviar el estrés una vez que una rueda se ha usado mucho no necesariamente funciona porque la fatiga acumulada habrá debilitado los radios en cierta medida.

Es posible que no funcione arreglar la rueda con sus radios existentes, porque tiene motivos para sospechar que se han fatigado mucho. Los caminos principales para hacerlo confiable son reconstruirlo con radios nuevos o reemplazarlo por completo.

Podría ser posible reemplazar solo los radios del lado de la transmisión, ya que están bajo más tensión, pero eso sería una economía falsa si se le paga a alguien para que reconstruya la rueda. La sustitución de toda la rueda suele ser más económica.
La falla por fatiga a menudo golpea el lado izquierdo, porque ya está más suelto y los radios de empuje pueden aflojarse por completo en algunos puntos. Mejor simplemente reemplace ambos lados.
@ojs buen punto, aunque las ruedas que he construido, rectificado o reconstruido nunca han estado tan sueltas

Otra causa común de rotura de radios en la curva en J es la baja tensión o precarga de los radios.

A medida que conduce, la bicicleta se "cuelga" momentáneamente de los radios superiores de la llanta. Debido a que es un sistema de cambio dinámico, esta carga se transfiere rápidamente a los siguientes radios.

Entonces, cada revolución de la rueda, un radio se tensa más y luego se relaja.

Si el radio no está lo suficientemente apretado, se estirará más cuando esté cargado, por lo que la deformación total será mayor. Cuando el radio está más apretado, el radio sufre menos cambio total en cada giro de la rueda debido a que la precarga absorbe algo de eso.

En resumen , los radios se fatigan en la curva en J y este movimiento contribuye a la erosión en la pestaña del buje.

Soluciones Necesita dos radios nuevos como mínimo. Recomiendo apretar bien cada par de radios y ver si se rompen más. También esperaría que se rompieran más con el tiempo, así que compre al menos 6 radios. En su caso, esta rueda nunca se tensó correctamente, por lo que también sugiero agregar un cuarto de vuelta en cada boquilla de radio.

Es posible colocar una arandela pequeña/delgada debajo de la cabeza del radio para distribuir la carga, y esto sería conveniente al reemplazar los radios.

También hay alguna sugerencia de que una vez que una rueda tiene X radios rotos, está muerta y necesita ser reemplazada. A menudo, 3 es un valor cotizado. Personalmente, he reparado un par de ruedas que necesitan hasta una docena de radios con el tiempo, y ha funcionado bien. YMMV

Esto es casi correcto y más útil que la publicación de Nathan Knutson que pasa por alto el tema de la tensión insuficiente que causa fatiga. Pero el buje no "cuelga" de los radios superiores, sino que "se apoya" en los inferiores. Como uno no puede empujar una cuerda, este hecho ilustra por qué es fundamental que la fuerza dinámica nunca exceda la tensión de precarga de esos radios inferiores. Solo pueden funcionar como miembros de "compresión" cuando la fuerza de compresión es menor que la tensión de precarga.
¿No deberían los radios momentáneamente horizontales también experimentar carga, ya que la rueda intenta adquirir forma de huevo, con un diámetro horizontal más ancho, bajo carga? Esto se evita porque los radios horizontales toman tensión. Supongo que la tensión insuficiente en todos los radios impone la carga en muy pocos radios, sobreesforzándolos; en una rueda correctamente construida, los que miran hacia arriba llevan la carga mientras que los horizontales mantienen la forma de la rueda, y ningún radio nunca está sin tensión, por lo que la llanta se "trabaja" (deforma cíclicamente) menos y la diferencia de carga cíclica en cada radio es más pequeño.
No entiendes cómo funciona una rueda de radios de alambre. Una rueda de radios de alambre no cuelga del radio superior. Se apoya en el radio más bajo y, por esta razón, la tensión de los radios debe ser alta: el radio más bajo solo puede soportar una posición igual a su precarga. El radio superior no experimenta un aumento significativo de tensión. Para obtener más información sobre cómo funciona la rueda de radios de alambre, lea "La rueda de bicicleta" de Jobst Brandt.
Los que dicen que la rueda se apoya en el radio inferior no se equivocan, ya que aclaran que se trata de una reducción de la tensión, más que de la compresión, pero no es una imagen útil. Todos los radios están en tensión todo el tiempo si no hay ningún problema con la rueda.
wrt el último párrafo, la causa es importante. Es posible que más de 3 o 4 fallas inexplicables necesiten una reconstrucción en radios nuevos, pero perdí 3 radios externos del lado de la transmisión y reemplacé los 9 debido a una causa conocida: pelearon con la cadena. La reconstrucción duró hasta que el centro se desgastó sin más problemas.
@Peter-ReinstateMonica si busca el análisis FEM de las ruedas de una bicicleta o lo mide usted mismo, verá que la llanta está deformada, por lo que la tensión se reduce en los cuatro radios inferiores y aumenta ligeramente en todos los demás, incluidos los que apuntan en diagonal hacia abajo. .

Los orificios del cubo están un poco alargados, pero no me preocuparía. Me parece una cantidad bastante típica de deformación. Reutilizaría el centro pero volvería a atar el centro con el mismo patrón.

Es difícil decir por qué fallaron los radios, pero a menos que suceda repetidamente, lo atribuiría a radios defectuosos o de mala calidad, o radios que se tensaron o estresaron de manera desigual en algún momento en el pasado. Reconstruiría la rueda con todos los radios nuevos de marca como DT, Wheelsmith o Sapim. Si vuelve a suceder, es posible que algo más esté sucediendo. Normalmente, un ciclista de 150 lb debería estar bien con una rueda de 32 radios si está bien construida con buenos radios.

La rueda tiene 32 radios en total, fabricada en acero.

¡Bien! Aunque para obtener mejores resultados, 36 radios serían óptimos para ruedas de 700C (diámetro del asiento del talón de 622 mm). Sin embargo, el uso de 36 radios requeriría un cubo y una llanta nuevos.

Espero que sea de acero inoxidable. De lo contrario, tiene la oportunidad de reemplazar los radios por unos de acero inoxidable.

cada radio tiene un ancho de 2 mm en toda su longitud.

Si decide reemplazar los radios, reemplácelos con radios de triple conificado de 2,34 mm - 1,8 mm - 2,0 mm como DT Swiss Alpine III (tenga en cuenta que tiene que ser Alpine III ya que el Alpine normal tiene 2,34 mm en la sección media, lo cual es realmente pobre elección).

La idea es que la curvatura de 2,34 mm sea muy fuerte para que los radios no se rompan allí y la curvatura de 2,34 mm pueda sostenerse mejor en los bujes de aluminio. La sección media de 1,8 mm es elástica y distribuye el peso del ciclista sobre una mayor cantidad de radios debido a la elasticidad. Las roscas de 2,0 mm son compatibles con las tetinas normales.

Al mismo tiempo, utilice niples DT Swiss Pro Head. Tienen un asiento esférico en lugar de un asiento cónico, soportando mejor la carga de los radios que están en ángulo.

Peso 68 kg (150 libras).

Para ti, 32 radios pueden ser apenas suficientes si la rueda está bien construida. Para mí (110 kg), realmente necesito 36 radios.

No tengo tensiómetro, pero parecía bastante tenso,

Si tienes pensado cambiar los radios, un tensiómetro parece una buena idea, pero ten en cuenta que no todos los tensiómetros vienen con una tabla de tensión válida para los radios Alpine III. Por lo general, configuro la lectura del tensiómetro a la mitad de lo que es óptimo para radios de sección media de 2,0 mm y radios de sección media de 1,8 mm. La lectura del tensiómetro es un número que no tiene significado sin la tabla. Así que esencialmente miro la tabla para 1200 N para ver cuál sería la lectura para radios de 2,0 mm (ejemplo: 45) y para radios de 1,8 mm (ejemplo: 55) y luego uso la lectura a mitad de camino entre esos (en este ejemplo: 50 ). Entiendo que un tensiómetro DT Swiss vendría con una tabla válida para Alpine III también, pero podría costar mucho.

No estoy seguro de si los radios son de mala calidad, el eje es de mala calidad o ambos. Los radios parecen haber mordido / agrandado los agujeros en el buje de aluminio, y no sé si eso es normal.

Es completamente normal. Para reducir este efecto, debe hacer coincidir mejor los radios con los orificios del buje. Los agujeros del cubo suelen ser de 2,6 mm. Un radio de 2,0 mm es un ajuste muy pobre. El radio Alpine III de 2,34 mm / 1,8 mm / 2,0 mm encaja mucho mejor.

Estos agujeros de los radios son, por cierto, la razón por la que no se recomiendan los radios de 1,8 mm / 1,6 mm / 1,8 mm, aunque serían claramente superiores a todos los demás radios si solo se tiene en cuenta su elasticidad. Los radios de 1,8 mm / 1,6 mm / 1,8 mm requerirían un orificio de radio muy pequeño en el buje, tan pequeño que sería difícil instalar un radio de 2,0 mm (en su curva) en el orificio. Debido a que no tenemos estos pequeños orificios para radios en el buje, la opción superior (1,8 mm / 1,6 mm / 1,8 mm) debe reemplazarse por 2,34 mm / 1,8 mm / 2,0 mm.

¿Está bien cambiar todos los radios o el buje está defectuoso y es mejor comprar una rueda nueva completa?

Creo que es factible reemplazar los radios. Debido a que los radios han modificado los orificios de los radios en el cubo de aluminio, asegúrese de instalar los nuevos radios exactamente en la misma orientación que los viejos. De lo contrario, el cubo se debilitará aún más.

Y antes de hacer nada, compre "La rueda de bicicleta" de Jobst Brandt. Debe aliviar adecuadamente la tensión en los radios de la rueda para obtener una rueda duradera.

Ya que le gusta citar a Jobst Brandt, tal vez le interese su recomendación de radios. yarchive.net/bike/spokes.html
@ojs ¿Puede reformular aquí cuál es la recomendación de Jobst Brandt, en caso de que el enlace se rompa alguna vez?
@RobertLee Fácilmente podría haberlo hecho usted mismo, pero es 1.8/1.6/1.8.
Causa de radios rotos (imágenes incluidas)
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