Ròda

La ròda (var. arròda, cercle, ceucle, roa, roá) es una pèça mecanica de forma circulara virant a l'entorn d'un aisse passant per son centre. Probablament inventada durant lo millenari IV avC, d'un biais independent, dins plusors regions d'Euròpa e de Mesopotamia, son aparicion sembla liada a aquelei dau torn de terralhaire e dau carri. Se difusèt dins lo rèsta d'Euròpa, dins lo nòrd d'Africa e en Asia. Puei, arribèt dins lo mond entier pendent lo periòde coloniau.

Fotografia de la ròda d'un carri.

Fins a la Revolucion Industriala, la ròda evolucionèt gaire qu'èra facha de fusta ò de pèira e aviá d'aplicacions conegudas dempuei l'Antiquitat ò l'Edat Mejana (carris, torns, ròda de palas). Aquò cambièt totalament amb lei transformacions dau sègle XIX qu'entraïnèron l'aparicion de ròdas novèlas coma la ròda ferroviària ò la ròda automobila e l'adopcion de materiaus novèus per la fabricacion coma l'acier ò l'alumini. Uei, la ròda, que fa partida dei maquinas simplas, conoís d'utilizacions variadas e fòrça frequentas dins la vida vidanta.

Istòria

Sistèmas precursors

Utilizacion de bilhons per desplaçar una carga pesuca durant la construccion d'un megalit.

Lo principi de desplaçar un objècte pesuc amb un sistèma rotlant es probablament aparegut tre lo Neolitic durant lo periòde megalitic. D'efiech, segon leis ipotèsis actualas deis arqueològs, lo transpòrt dei blòts de pèira necessaris a la construccion d'aquelei monuments foguèt realizat gràcias a de camins de bilhons. Pasmens, aqueu metòde pausa de problemas importants, coma la dificultat de mantenir alinhats lei bilhons, que limitan son eficacitat.

En Mesopotamia e en Elam, lo torn de terralhaire foguèt tanben un sistèma precursor probable de la ròda. D'efiech, aparegut entre 5 200 e 3 300 avC, aquel otís permetiá de mecanizar la fabricacion de terralhas gràcias a una pèira en rotacion.

De l'Antiquitat a la Revolucion Industriala

L'invencion e lo desvolopament dau carri

Fotografia dau pòt de Bronocice amb la pus anciana representacion d'un carri de quatre ròdas.

Representacion d'un carri sumerian realizada vèrs 2500 avC.

L'invencion de la ròda aguèt luòc d'un biais independent dins plusors regions. Segon lei conoissenças actualas, la pus precòça foguèt l'òbra d'una cultura agricòla installada dins lo sud de Polonha a proximitat dau vilatge de Bronocice. Es atestada per una gravadura descubèrta sus un pòt, datat de 3 635 a 3 370 avC, que representa un carri de quatre ròdas estilizat. Pasmens, dins lei fachs, l'invencion de la ròda sembla quasi simultanèa dins lei Balcans, en Euròpa Orientala (cultura de Cucuteni), en Sumèr e en Caucàs (culturas de Maikop e dei kurgans). Ansin, de descubèrtas novèlas podrián modificar l'endrech de premiera aparicion de la ròda.

En fòra d'aquelei quatre regions, la ròda foguèt benlèu descubèrta d'un biais independent en China onte lo carri apareguèt vèrs 1200 avC, dins leis Illas Britanicas vèrs 1100-800 avC e en Nubia vèrs 400 avC. Pasmens, aqueleis usatges pus tardius pòdon tanben s'explicar per d'importacions de l'invencion. En revènge, foguèt pas lo cas en Mesoamerica onte la ròda èra coneguda tre 1500 avC. Dins aquò, i foguèt solament utilizada per fabricar de joguets car lei Mesoamericans dispausavan pas d'animaus capables de tirar un carri. Ansin, dins aquela zòna, lo transpòrt demorèt essencialament uman fins a l'arribada deis Europèus au sègle XVI.

Lei premierei ròdas èran de ròdas plenas de fusta que podián agantar de dimensions relativament importantas. Per exemple, sus lo site arqueologic anglés de Must Farm, de ròdas d'un mètre de diamètre foguèron descubèrtas. Pasmens, en causa dau pes de la fusta, aquò necessitava l'usatge d'animaus poderós. Ansin, dins lo corrent dau milleni II avC, apareguèron, probablament dins l'estèpa eurasiatica de ròdas de raions (cultura d'Andronovo). Pus leugieras, permetèron d'utilizar d'animaus mens poderós ò de concebre de carris pus leugiers e pus manejables coma lei carris de guèrra utilizats en Egipte ò en Mesopotamia durant l'Antiquitat Auta. Enfin, vèrs 750 avC, lei Cèltas inventèron la ròda ceuclada de fèrre que permetiá de melhorar la resisténcia de la ròda.

Leis aplicacions productivas

Fotografia d'un rodet de la fin dau sègle XIX.

Après l'invencion de la ròda ceuclada de fèrre, la ròda evolucionèt gaire fins au sègle XIX e a l'aparicion de tecnologias novèlas eissidas de la Revolucion Industriala. Dins aquò, seis aplicacions productivas se diversiquèron pauc a pauc. En particular, entre lei sègles IV e III avC, lei Grècs, leis Egipcians e lei Pèrses comencèron de desvolopar de ròdas de palas. Permetent de captar l'energia d'un riu ò d'una cascada, aquela invencion se difusèt rapidament e, au sègle I apC, son usatge èra ben atestat dins l'Empèri Roman e en China. Modernizada mai d'un còp, especialament durant lo sègle XIX amb l'adopcion de l'acier, es encara utilizada coma basa de certanei turbinas electricas coma la turbina Pelton.

La ròda e lei progrès de l'engenhariá mecanica permetèron egalament l'invencion de l'engranatge en China au sègle IV acC e en Grècia dos sègles pus tard. Totjorn en China, foguèt concebuda la bariòta entre lei sègles I avC e I apC. Dins aquò, per de rasons mau conegudas, se lo principi de la bariòta se difusèt vèrs l'oèst e se son usatge s'impausèt largament en Euròpa, es un otís demorat pauc popular en Africa e dins una partida importanta d'Asia (especialament dins la peninsula indiana). Enfin, durant l'Edat Mejana, la ròda permetèt l'aparicion dau rodet que foguèt probablament inventat dins lo mond musulman au sègle XI. Permetent de fielar la lana, lo lin ò lo coton, se difusèt rapidament rapidament vèrs Euròpa e China.

Lei transformacions de l'industrializacion

Article detalhat: Revolucion Industriala.

Començada a la fin dau sègle XVIII, la Revolucion Industriala entraïnèt pauc a pauc l'aparicion de ròdas novèlas basadas sus de concepcions ò de materiaus novèus. Aquò foguèt a l'origina de l'aparicion dei ròdas modèrnas que son uei largament utilizadas per leis equipaments modèrnes. Pasmens, en parallèl, de concèptes pus ancians, coma la ròda de palas, contunièron d'èsser modernizats car tròban totjorn d'aplicacions importantas.

La ròda ferroviària

Fotografia d'un ensems de ròdas Mansell.

Fotografia de ròdas ferroviàrias modèrnas.

Article detalhat: Ròda ferroviària.

Conegut dempuei lo sègle XV, lo ralh se desvolopèt fòrtament amb l'aparicion dau transpòrt ferroviari au sègle XIX. Aquò necessitèt donc de crear de ròdas novèlas adaptadas ai camins de fèrre e capablas de resistir ai constrenchas exercidas per l'aumentacion de la velocitat e de la massa dei trens. La particularitat principala d'aqueu tipe de ròda es son perfieu de tres partidas (bodin, caucle e benda de rotlament) que li permet de seguir lo ralh. S'impausèt pauc a pauc amb la generalizacion dei ralhs salhents.

Desvolopada dins lo corrent deis ans 1840, la ròda Mansell aguèt una influéncia importanta dins aqueu procès. Èra formada d'una estructura interiora plena constituida de 16 pèças de tèc renfòrçadas per d'elements d'acier. A una epòca onte l'industria siderurgica èra pas totjorn capable de produrre de ròdas metallicas regularas, l'utilizacion de fusta, mens subjècte a d'errors de fabricacion, permetèt de redurre lo risc de desralhament. Ansin, après dos accidents grèus en 1870, lei camins de fèrre britanics decidèron d'adoptar la ròda Mansell per lo transpòrt de passatgiers.

Amb l'aumentacion dau pes e de la velocitat dei trens, la ròda plena s'impausèt lentament e eliminèt lei ròdas ferroviàrias de raions que foguèron fòrças utilizadas fins a la premiera mitat dau sègle XX. En parallèl, amb l'electrificacion dei linhas, la fusta foguèt remplaçada per l'acier. Uei, una ròda ferroviària classica es generalament facha d'acier motlat, çò que li permet d'aquistar la resisténcia necessària.

Lo desvolopament dau pneu

Article detalhat: Pneumatic.

L'idèa de cubrir lei bendas de rotlament d'un materiau leugier permetent de melhorar l'aderéncia es fòrça anciana. Per exemple, en Mesopotamia Anciana, i aguèt de temptativas per utilizar de bendas de cuer. Pus tard, foguèron tanben utilizadas de ròdas cubèrtas de fèrre ò d'acier. Pasmens, aqueleis innovacions tecnicas avián pauc d'avantatges a respèct de sa complexitat de realizacion per leis artesans dau periòde.

Lo pneu de cauchó

Bicicleta de 1891 amb de pneumatics de cauchó.

La possibilitat de crear lo premier pneumatic vertadier foguèt permesa per la descubèrta, en 1839, de la vulcanizacion per lo quimista estatsunidenc Charles Goodyear (1800-1860). Aqueu procès permet d'apondre un agent vulcanizant, generalament un compausat sofrat, dins un elastomèr per crear de pònts entre lei cadenas molecularas. Aquò demenís la plasticitat de l'elastomèr mai aumenta fòrtament sa resisténcia. Melhorada per lo Britanic Thomas Hancock (1786-1865), la vulcanizacion permetèt rapidament de trobar d'aplicacions industrialas au cauchó.

Dins lo domeni de la ròda, la pus importanta foguèt l'invencion dau pneumatic a la fin deis ans 1840 per l'Escocés Robert Thomson (1822-1873) que depausèt un brevet en 1847. Lo pneumatic de cauchó permetiá de concebre de ròdas pus leugieras. Dins aquò, Thomson trobèt ges de mercat. Ansin, en 1888, un autre Escocés, John Boyd Dunlop (1840-1921), tornèt descubrir lo pneu d'un biais independent. Au contrari de son predecessor, capitèt de l'adaptar ai velocipèdes e, rapidament, a totei lei veïculs leugiers. En particular, l'utilizacion dau pneu venguèt rapidament la nòrma per leis automobilas de la fin dau sègle XIX.

La ròda automobila

Fotografia d'una ròda d'acier modèrna sus una Dacia Sandero.

Au començament dau sègle XX, lo domeni automobil adoptèt de ròdas d'artilhariá, qu'èran de ròdas de dotze raions fachas de fusta aparegudas au sègle XVII, inspiradas dei ròdas equipant lei veïculs ipomobiles dau sègle XIX. Per exemple, equipavan la Ford T de 1908 que foguèt la premiera veitura producha d'un biais industriau. Pasmens, aquelei ròdas èran mau adaptadas a la circulacion automobila. En particular, podián aisament se desintegrar dins lo cas d'un tuert tròp violent amb un trepador.

Per reglar aqueu problema, foguèt premier, a la fin deis ans 1910, inventada lo concèpte de ròda levadissa que permetiá de remplaçar rapidament una ròda destrucha. Foguèt pasmens pas sufisent car aquò empachava pas d'accidents causadas per la manca de fisabilitat dei ròdas d'artilhariá. A la fin dau decenni 1920, apareguèt donc la ròda suspenduda qu'èra una ròda metallica (acier ò alumini) constituida de plusors desenaus de raions e d'una genta. Dominèt fins ais ans 1970.

D'efiech, en despiech d'avantatges coma una massa febla e una soplesa importanta, la ròda suspenduda es costosa e son usatge es desenant limitat ai motòs, ai veituras de colleccion ò a certanei veïculs tot-terren. A partir deis ans 1970, foguèt donc pauc a pauc remplaçada per la ròda de brancas, generalament facha d'acier motlat per formar un blòt unic, que sa produccion es pus aisada e qu'es venguda l'estandard actuau dau transpòrt rotier.

Lo pneu radiau

Fotografia d'un pneumatic automobil modèrne.

Article detalhat: Pneu de carcassa radiala.

Inventat en 1915 per l'Estatsunidenc Arthur W. Savage (1857-1938), lo pneu radiau aguèt una influéncia majora sus lo desvolopament dei ròdas modèrnas. Pasmens, coma per lo pneumatic concebut per Robert Thomson, passèt per malha fins a sa reinvencion per la companhiá francesa Michelin en 1946. Integrat tre 1948 sus la Citroën 2CV, lo pneu radiau demostrèt rapidament seis avantatges (reduccion de la consumacion de carburant, resisténcia superiora...). Venguèt ansin la nòrma dins l'automobila avans de se difusar vèrs d'autrei sectors coma lo transpòrt aerian (ont es majoritari per leis avions de linha).

Lei ròdas modèrnas

Veïcul leugier equipat de ròdas mecanum.

Dempuei l'invencion dau pneu radiau, la ròda contunièt d'evolucionar. Un premier ensems d'avançadas regarda ansin lei materiaus utilizats per la fabricacion amb un melhorament deis aliatges d'alumini qu'èran sovent tocats per la corrosion durant la premiera mitat dau sègle XX e amb l'adopcion de compausats novèus pus leugiers coma lo titani ò lei fibras de carbòni.

Un segond ensems de progrès pertoca lo desvolopament de concèptes novèus coma lei ròdas olonòmas e lei ròdas mecanum, respectivament inventadas en 1919 e en 1972. Permetent d'articular la ròda ela meteissa, aquelei sistèmas permèton de desplaçar un veïcul dins totei lei direccions dins un espaci reduch gràcias a de rotacions. En 1990, foguèt egalament brevetada una ròda sensa boton per la companhiá soïssa Sbarro. Pasmens, aqueu tipe de ròda, costós e malaisat de produrre, presentan encara tròp d'inconvenients e son usatge es donc fòrça rar.

Enfin, dempuei la fin dau sègle XX, aparéis una tendància novèla qu'es la possibilitat, en certanei domenis tecnics, d'abandonar l'utilizacion de la ròda. Per exemple, es lo cas dei turbinas basadas sus lo concèpte de la ròda de palas que son uei concurrenciadas per de turbinas d'eliça. Pasmens, la tecnologia pus impressionanta es probablament aquela dau tren de sustentacion magnetica que permet de desplaçar un tren sensa utilizar un ralh.

Principis de foncionament

Descripcion

Fotografia d'una ròda de carri amb un boton centrau d'acier, una estructura intermediària de raions de fusta e una genta de fusta cubèrta d'una benda de rotlament de cauchó.

Una ròda es generalament constituida de tres partidas principalas. Lo centre es lo boton qu'assegura lo guidatge en rotacion a respèct dau supòrt (chassís, braç...). Son diamètre es sovent fòrça pichon en comparason d'aqueu de la ròda, çò que permet de redurre lei fretaments entre lo boton e lo palièr de l'aisse.

La periferia es sovent dicha genta. Es l'endrech ont es fixat la benda de rotlament qu'es en contact amb lo sòu. Dins lo cas d'una ròda de palas, la periferia es l'endrech onte se tròban lei palas e se parla pas de genta. La benda de rotlament es tanben dicha bendatge es una pèça de gausidura que se fixa a l'entorn de la genta. Uei, per lei veïculs automobilas, lei velòs, lei motòs e leis avions, es sovent remplaçada per un pneumatic.

Enfin, l'estructura intermediària de la ròda ocupa l'espaci entre lo boton e la periferia. Son ròtle es d'assegurar lo liame entre lei doas partidas precedentas. Plusors tipes diferents d'estructuras intermediàrias existisson mai lei pus frequents son leis estructuras plenas e de raions. De centenaus de variantas existisson segon lo materiau e l'organizacion dei partidas plenas ò dei raions.

Ròda e friccion

Principi de foncionament de la ròda aplicat au desplaçament d'una carga.

La ròda permet de demenir considerablament la fòrça necessària per desplaçar una carga. D'efiech, sensa ròda, possar una carga pesuca es un trabalh malaisat e alassant car lo contacte entre la carga e lo sòu engendra una importanta fòrça de fretament que s'opausa au movement. Rapidament, especialament se lo sòu es pauc lisc, aquò va enedir tot desplaçament de la carga.

L'utilizacion de la ròda permet de resòuvre aqueu problema car, a un instant donat, unicament una pichona partida de la ròda es en contacte dirèct amb lo sòu : lo rèsta es totjorn liure de se desplaçar e la fraccion de fretament que demòra permet l'aderéncia de la ròda au sòu. Puei, lei ròdas son fixadas, gràcias au boton, a un aisse que permet de transmetre la fòrça de traccion au veïcul. Per eliminar tota pèrda inutila d'energia, la joncion entre la ròda e l'aisse es sovent assegurada per de coissinets de bòlas que permèton de transmetre la fòrça sensa congrear un fretament important.

Dins lo cas d'una ròda de palas, lo principi es similar mai l'objectiu es diferent. La friccion entre la pala e l'aiga permet a la ròda de captar d'energia qu'es alora transmesa a l'aisse. Un mecanisme fixat a l'aisse permet alora de recuperar aquela energia per desplaçar lei pèças d'una installacion mecanica (pèira de molin...).

Alternativas a la ròda

Dins lei regions polaras onte la nèu es frequent, lo tirassèu demòra una bòna alternativa ai veïculs de ròdas per se desplaçar.

D'alternativas a la ròda existisson segon lei regions e leis utilizacions. Durant l'Antiquitat, èra ansin possible d'utilizar un tirassèu per se desplaçar sus de sòus onte lei fòrças de fretament son feblas coma la nèu ò l'arena. Ansin, aqueu metòde foguèt probablament utilizat per desplaçar lei cargas pesucas necessàrias a la construccion dei monuments de l'Egipte Antica. D'autra part, en l'abséncia de carri, èra possible de desplaçar de cargas dins de sacs portats per d'animaus ò d'èssers umans. Per exemple, foguèt lo cas lòng de la Rota de la Seda ò en Mesoamerica onte lo comèrci èra fòrça actiu maugrat l'abséncia de bèstia de tira.

La Revolucion Industriala multipliquèt lo nombre d'alternativas amb l'aparicion de tecnologias novèlas. La premiera foguèt probable l'aeroeslissaire que foguèt imaginat tre lo sègle XVIII. Puei, au sègle seguent, apareguèron lei veïculs d'eliça e lei veïculs de canilha. Dins aquò, lei premiers conoguèron un succès feble en causa de sa complexitat e lei segonds utilizan de ròdas au sen de son mecanisme. Enfin, au sègle XX, foguèron concebuts lei veïculs marchaires que permèton de desplaçar de cargas importantas sus de distàncias feblas. Enfin, foguèt desvolopat lo tren de sustencion magnetica que permet d'agantar de velocitats superioras ai trens de ròdas classicas. Totjorn en desvolopament, podriá coneisser una creissença importanta dins lo corrent de la segonda mitat dau sègle XXI.

Simbolisme

La ròda es un simbòl frequent dins lei religions que simboliza lei cicles, lei recomençaments e lei renovelaments. Dins la màger part dei tradicions, es ansin associada amb lo Soleu. Pasmens, coma en Grècia, podiá tanben èsser l'atribut dei divinitats de la fortuna. Dins lo bodisme, la « Ròda de la Lèi » (Dharmachakra) representa l'ensenhament de Boda.

Galariá e tipes de ròda

• 
  Ròda plena primitiva (vèrs 3 150 avC)
• 
  Ròda de raions iraniana antica similara a una ròda d'artilhariá (milleni II avC)
• 
  Ròda de raions antica renfòrçada de bronze (vèrs 1000 avC)
• 
  Ròda de palas d'un molin d'aiga medievau (sègle XII)
• 
  Locomotiva equipada de ròdas Mansell (sègle XIX)
• 
  Ròda Paper, ròda ferroviària d'acier estatsunidenca (fin dau sègle XIX)
• 
  Locomotiva de vapor amb de ròdas ferroviàrias de raions (començament dau sègle XX)
• 
  Ròda d'artilhariá d'acier (començament dau sègle XX)
• 
  Ròda suspenduda (començament dau sègle XX)
• 
  Turbina Pelton (sègle XX)
• 
  Ròda automobila d'acier motlat (ròda de brancas ò ròda motlada, segonda mitat dau sègle XX)
• 
  Ròdas dau tren d'aterrissatge d'un avion de linha (segonda mitat dau sègle XX)
• 
  Ròda olonòma (fin dau sègle XX)
• 
  Bogie de metrò automatic amb de ròdas acobladas (fin dau sègle XX)
• 
  Ròda mecanum (fin dau sègle XX)
• 
  Ròda sensa boton (fin dau sègle XX)
• 
  Prototip de veïcul leugier equipat de ròdas carradas

Liames intèrnes

• Maquina simpla.
• Ròda de raions (ròda d'artilhariá, ròda suspenduda...).
• Ròda ferroviària (ròda Mansell).
• Pneumatic.