جهت تکامل دوچرخه فعلی ما روز به روز بیشتر و بیشتر تکنولوژیکی شده است و حتی می توان گفت که محصول اولیه دوچرخه آینده است. به عنوان مثال، اکنون می توان یک پایه صندلی را به صورت بی سیم با استفاده از بلوتوث برای بلند کردن کنترل کرد. بسیاری از اجزای غیر الکترونیکی نیز دارای طراحی ظریف و ظاهری فانتزی هستند. به عنوان مثال، کف کفش های قفلی ما زمانی از لاستیک ساخته شده بود، اما اکنون بیشتر کفی های قفل کننده از فیبر کربن یا فایبرگلاس ساخته شده اند، که باعث می شود کف کفش بسیار سفت تر شود و امکان انتقال نیرو عالی و انتقال بسیار کارآمدتر را فراهم کند. اما یکی وجود دارد، با وجود بسیاری از مهندسان تلاش کرده اند برای تغییر، اما هنوز هم نمی تواند قطعات موقعیت خود را تکان دهد: نوک سینه دوچرخه. برنج هنوز هم نقش بسیار مهمی درتولید دوچرخهفرآیند نوک سینه های دوچرخه
البته، برخی از برندهای چرخ ست، نسخه های منحصر به فرد و سفارشی نوک سینه های خود را دارند که می تواند بهتر با ست چرخ های آنها سازگار شود. بیشتر نوک سینه ها با چسب پیچی که روی رزوه های پره ها اعمال می شود حمل می شوند که از شل شدن پره ها در اثر لرزش در طول عمر دوچرخه جلوگیری می کند و ماده واقعی سازنده این درپوش ها آلومینیوم یا برنج است. برای بیش از 50 سال، برنج ماده اصلی مورد استفاده برای ساختن نوک سینه ها بوده است. در واقع، برنج یک ماده بسیار رایج در اطراف ما است، مانند دستگیره درها، ترومبون ها و سگستنت های دریایی که بیشتر آنها از برنج ساخته شده اند.
پس چرا نوک پره نمی تواند مانند پره ها از فولاد ضد زنگ ساخته شود؟ جادوی برنج چیست که استفاده از آن را برای نوک پستان ممکن می کند؟
از طریق مطالعه، ما برخی از دانش های کلیدی را آموختیم: برنج در واقع آلیاژی از مس است که عمدتاً از مس و نیکل تشکیل شده است، دارای استحکام بالا و انعطاف پذیری خوبی است، اما همچنین می تواند به خوبی در برابر استفاده سرد و گرم از محیط مقاومت کند. البته کلاهک پره ها از برنج 100% خالص ساخته نشده است، روی سطح آن لایه ای از اکسید سفید یا سیاه وجود خواهد داشت که البته پس از ساییدن سطح پوشش، رنگ اصلی برنج نمایان می شود.
بسیاری از چرخها برای جلوگیری از خطراتی مانند سرطان، نقایص مادرزادی یا نقصهای تولید مثلی ناشی از این مواد کلاهک، به نوک سینههای کم سرب، بهویژه آنهایی که در دوچرخههای کودکان استفاده میشوند، روی آوردهاند.
برنج به طور طبیعی ماده نرم تری نسبت به فولاد ضد زنگ است، بنابراین زمانی که بار بر روی آن اعمال می شود، امکان کشش بیشتر را فراهم می کند. هنگامی که یک اسپیکر کار می کند، همیشه در درجات مختلف تندی است. چه در حال دوچرخهسواری باشید و چه در حال ساخت چرخ باشید، مهرهها و پیچها در کنار هم قرار میگیرند، زیرا در هنگام سفت شدن رزوهها تغییر شکل بسیار جزئی ایجاد میشود. موادی که در برابر این تغییر شکل به عقب رانده میشوند، چیزی است که پیچها را محکم نگه میدارد، و چرا گاهی اوقات به واشرهای قفلی برای کمک نیاز است. به خصوص هنگامی که پره ها در سطوح تنش غیرقابل پیش بینی قرار دارند، انحراف اضافی که توسط برنج ایجاد می شود، اصطکاک را کمی پایدارتر نگه می دارد.
علاوه بر این، برنج یک روان کننده طبیعی است. اگر پره ها و نوک سینه ها هر دو از جنس استنلس استیل باشند، به احتمال زیاد سایش مشکل ساز خواهد شد. سایش به این معنی است که مقدار مشخصی از یک ماده خراشیده شده و سپس به دیگری میچسبد که سپس یک دهانه کوچک در ماده اصلی و یک برآمدگی کوچک در ماده دیگر باقی میماند. این شبیه به اثر جوشکاری اصطکاکی است که در آن نیروهای شدید با حرکت لغزشی یا چرخشی بین دو سطح ترکیب میشوند و باعث به هم چسبیدن آنها میشوند.
وقتی صحبت از اتصال به میان میآید، برنج و فولاد مواد مختلفی هستند که اگر میخواهید از خوردگی جلوگیری کنید، باید تابو باشد. اما همه مواد دارای کیفیت یکسان نیستند و قرار دادن دو فلز مختلف در کنار هم احتمال "خوردگی گالوانیکی" را افزایش می دهد، این همان چیزی است که وقتی از فلزات مختلف در کنار هم قرار می گیرند، بسته به "شاخص آندی" هر یک از خوردگی صحبت می کنیم. مواد هرچه شاخص آندی دو فلز شبیهتر باشد، کنار هم قرار دادن آنها ایمنتر است. و به طور هوشمندانه، تفاوت شاخص آندی بین برنج و فولاد بسیار کمتر است. از سوی دیگر، موادی مانند آلومینیوم دارای اختلاف شاخص آندی بیشتر از فولاد هستند، بنابراین برای استفاده به عنوان نوک پستان برای پره های فولادی ضد زنگ مناسب نیستند. البته، برخی از سواران کنجکاو خواهند بود که آیا برخی از تولیدکنندگان از پره های آلومینیومی با نوک سینه های آلومینیومی استفاده می کنند؟ البته، این مشکلی ندارد، مانند چرخهای R{0}} Fulcrum که از پرههای آلومینیومی با درپوش پرههای آلومینیومی استفاده میکند تا مقاومت در برابر خوردگی بهتر و ویژگیهای سبکتر بیشتری داشته باشد.
بعد از صحبت در مورد فولاد ضد زنگ و آلومینیوم، البته باید به آلیاژ تیتانیوم نیز اشاره کرد. در واقع، تفاوت شاخص آندی بین پره های آلیاژ تیتانیوم و فولاد ضد زنگ زیاد نیست، همچنین به عنوان کلاهک پره نصب شده روی دوچرخه کاملاً مناسب است. برخلاف کلاهک پرهای آلیاژ آلومینیوم که میتواند وزن کلاهک پرهای برنجی را به میزان قابل توجهی کاهش دهد، کلاهک پرهای آلیاژ تیتانیوم در مقایسه با برنج اساساً ناچیز است. دلیل مهم دیگر این است که هزینه تیتانیوم بسیار بالاتر از برنج است، به خصوص زمانی که به یک جزء خوب مانند کلاهک پره اضافه شود، که می تواند هزینه چرخ دوچرخه را حتی بیشتر کند. البته، مزایای کلاه های تیتانیوم نیز بسیار زیاد است، مانند مقاومت در برابر خوردگی بهتر است، و درخشش زیبا، بسیار دلپذیر است. این نوک سینه های تیتانیومی را می توان به راحتی در پلتفرم هایی مانند علی بابا پیدا کرد.
طرحهای تکنولوژیکی که روی دوچرخههای خود میبینیم واقعاً با طراوت هستند، با این حال، قوانین فیزیک برای همه چیز، حتی دوچرخههای "آینده" که امروز سوار میشویم، اعمال میشود. بنابراین، مگر اینکه و تا زمانی که مواد مناسبتری در آینده کشف شود، یا تا زمانی که کسی واقعاً یک چرخ دوچرخه تمام کربنی ارزانتر که شامل رینگها، توپیها، پرهها و نوک سینهها از فیبر کربن است بسازد. فقط در این صورت است که نوک سینه های برنجی شکست خواهند خورد.
