Mengenal sejarah dan perkembangan sepeda

Latar belakang

Sepeda adalah salah satu moda trasportasi paling populer di dunia, sekitar 1 milyar juta sepeda telah digunakan orang orang di seluruh dunia melebihi pengguna mobil dengan perbandingan 2 banding 1, sepeda juga merupakan kendaraan yang hemat energi, dengan bersepeda kita dapat membakar sekitar 35 kalori per mil atau 22 kalori per Km, sedangkan mobil membakar 186m kalori per mil atau 1156 kalori per Km, sepeda digunakan tidak hanya untuk transportasi, tetapi juga untuk kebugaran, kompetisi dan tour, mereka datang dalam bentuk dan gaya, digunakan di segala medan.

Sejarah

Sejak tahun 1940 Leonardo da Vinci telah membayangkan sebuah mesin yang sangat mirip dengan sepeda modern, sayangnya da Vinci tidak berusaha untuk membuat kendaraan tersebut, dan sketsa sketsa nya juga tidak ditemukan sampai tahun 1960 an, pada akhir tahun 1700 an seorang prancis bernama Comte de Sivrac menemukan Celerifere, berbentuk kuda kayu yang terbuat dari dua roda yang disambung dengan balok, pengendara duduk diatas balok dan mendorong alat tesebut dengan mendorong kakinya ke tanah.

Pada tahun 1816, Baron Karl von drais dari Jerman menciptakan kendaraan bentuk kuda yang yang bisa dikemudikan, beberapa tahun setelah itu banyak hobi berkuda dan menjadi modis di Eropa, penunggang menemukan bahwa mereka dapat mengendarai kendaraan tersebut dengan kaki diatas tanah tanpa kehilangan keseimbangan, pada tahun 1840 seorang pandai besi kulit hitam Skotlandia bernama Kirkpatrick Macmillan membuat alat roda dua yang di operasikan dengan pedal. Dua tahun kemudian ia melakukan perjalanan sejauh 40 mil (64 km) pada bentangan selama rekor perjalanan sejauh 140 mil (225 kilometer) ke glasgow. Beberapa dekade kemudian, seorang Perancis, Ernest Michaux, merancang kuda hobi yang menggunakan engkol dan pedal berputar yang terhubung ke roda depan. Volicipede, dibuat dengan roda kayu dan besi rangka dan ban, memenangkan julukan “pembuat tulang”.

Tahun 1860-an terbukti menjadi dekade yang penting untuk memperbaiki sepeda dengan penemuan hub bantalan roda, roda berpintu logam, ban karet padat, dan perpindahan gigi empat kecepatan yang di operasikan dengan tuas. Sekitar tahun 1866, versi Volocipede yang tidak bisa di buat di Inggris oleh James Stanley. Itu di sebut biasa, atau penny farthing, dan itu memiliki roda depan besar dan roda belakang kecil. Ordinaries segera diekspor ke AS dimana sebuah perusahaan mulai memproduksinya juga. Sepeda sepeda ini memiliki berat 70 pon (32 kg) dan harganya $ 300 _ jumlah yang cukup besar pada saat itu.

Pada tahun 1889, seorang inggris lainnya, John Kemp Starley, disebut demikian karena lebih aman dari pada Ordinary yang cenderug menggiring pengendara diatas roda besar saat berhenti mendadak. Safety memiliki roda berukuran sama yang terbuat dari karet padat, roda belakang yang degerakkan rantai, dan rangka berbentuk berlian. Perkembangan penting lainnya di tahun 1800-an termasuk penggunaan ban pneumatik John Boyd Dunlop, yang memiliki ban dalam berisi udara yang memberikan peredam kejut. Rem coaster dikembangkan pada tahun 1898, dan tak lama kemudian freewheeling membuat pesepeda lebih mudah dengen membiarkan roda terus berputar tanpa mengayuh.

Selama tahun 1890-an sepeda menjadi sangat populer, dan elemen sepeda dasar modern sudah ada. Pada paruh pertama abad ke-20, paduan baja yang lebih kuat memungkinkan tabug rangka yang lebih tipis yang membuat sepeda lebih ringan dan lebih cepat. Roda gigi derailleur juga dikembangkan, memungkinkan pengendara yang lebih mulus. Setelah perang dunia kedua, popularitas sepeda merosot karena mobil berkembang pesat, tetapi pulih kembali pada tahun 1970-an selama krisis minyak. Sekitar waktu itu, sepeda gunung di temukan oleh dua orang California, Charlie Kelly dan Gary Fisher, yang menggabungkan ban lebar sepeda balloontire tua dengan teknologi ringan sepada balap. Dalam waktu 20 tahun, sepada gunung menjadi lebih populer dari pada sepeda balap. Segera hibrida dari dua gaya tersebut menggabungkan keunggulan masing masing.

Bahan baku

Bagian terpenting dari sepeda adalah rangka berbentuk berlian, yang menghubungkan berbagai komponen bersama sama dalam konfigurasi geometris yang tepat. Rangka memberikan kekuatan dan kekakuan pada sepeda dan sangat menentukan penanganan sepeda. Rangkanya terdiri dari segitiga dan belakang, bagian depan benar benar membentuk lebih banyak segiempat dari empat tabung: tabung atas, dudukan, bawah, dan kepala. Segitiga belakang terdiri dari chainstays, seatstays, dan roda belakang dropout. Garpu dan tabung kemudi dipasang pada tabung kepala dibagian depan rangka.

Untuk sebagian besar sejarah sepeda, rangka dibuat dari baja panduan dan baja yang berat tetapi kuat. Material rangka terus ditingkatkan untuk meningkatkan kekuatan, kekakuan, ringan, dan daya tahan. Tahun 1970-an mengantarkan generasi baru baja panduan yang lebih serbaguana yang dapat dilas secara mekanis, sehingga meningkatkan ketersediaan rangka yang ringan dan murah. Dalam dekade berikutnya,bingkai aluminium ringan menjadi pilihan populer. Logam terkuat, bagaimanapun, adalah baja dan titanium dengan usia harapan hidup selama beberapa dekade, sedangkan aluminium dapat kelelahan dalam tiga sampai lima tahun.

Kemajuan teknologi pada tahun 1990-an menyebabkan penggunaan bingkai yang lebih ringan dan lebih kuat yang terbuat  dari komposit serat struktural seperti karbon. Bahan komposit, tidak seperti logam, bersifat anisotropik; yaitu, mereka terkuat dari sepanjang sumbu serat. Dengan demikian, komposit dapat dibentuk menjadi bingkai satu bagian, memberikan kekuatan jika diperlukan.

Komponen seperti roda, pemindah gigi, rem, dan rantai, biasanya terbuat dari baja tahan karet. Komponen ini umumnya dibuat di tempat lain dan dibeli oleh produsen sepeda.

Proses manufaktur

Tabung rangka mulus di buat dari balok baja padat yang ditusuk dan “ditarik” ke dalam tabung melalui beberapa tahap. Ini biasanya lebih baik dari tabung yang dilapisi, yang dibuat dengan menggambar stok strip baja datar, membungkusnya menjadi tabung, dan mengelasnya bersama sepanjang tabung. Tabung yang mulus dapat dimanipulasi lebih lanjut untuk meningkatkan kekuatannya dan menurunkan beratnya dengan pemotongan, atau mengubah ketebakan dinding tabung, penopang melibatkan peningkatan ketebalan dinding pada sambungan atau pada ujung tabung, tempat yang paling banyak mendapatkan tekanan diberikan, dan menipiskan didnding ditengah tabung, dimana tekanan relatif kecil. Pipa sela juga meningkatkan ketahanan rangka.tabung sela mungkin satu sela dengan satu ujung lebih tebal, double butted, dengan kedua ujung lebih tebal dari tengah, triple butted, dengan ketebalan berbeda dikedua ujungnya, dan quad butted, mirip dengan triple tetapi bagian tengah menipis ke arah tengah, namun tabung dengan ketebalan yang konstan juga cocok untuk sepeda tertentu.

Tabung dirakit menjadi bingkai dengan mematri tangan atau mengelas dengan mesin, yang pertama merupakan proses yang lebih padat karya dan oleh karenan itu lebih mahal. Komposit dapat digabungkan dengan lem yang kuat atau pengikat plastik. Komponen umumnya dibuat dengan mesin dan dapat dipasang ke rangka dengan tangan atau mesin. Penyesuaian akhir dilakukan oleh pembuat sepeda yang terampil.

Merakit bingkai

Merakit tabung

• Logam dianil atau dilunakan dengan pemanasan, dan dilubangi untuk membentuk cekungan atau mekar, ini dipanaskan lagi, diasamkan dalam asam untuk menghilangkan kerakkemudian di lumasi.
• Lubang diukur, dipotong dan presisi disatukan dengan dimensi yang sesuai. Ukuran rangka untuk sepeda dewasa berkisar antara 19 sampai 25 inci (48 – 63 cm) dari bagian atas tabung tiang jok ketengah gantungan engkol.
• Selanjutnya cekungan dipasang diatas mandrel atau batang, yang dipasang pada meja tarik. Untuk mendapatkan ukuran yang tepat, cekungan melalui cetakan yang meregangkannya menjadi tabung yang lebih tipis dan lebih panjang, proses yang disebut penarikan dingin.
• Tabung dapat dibentuk dan diruncingkan menjadi berbagai desain dan panjang. Bilah garpu pengukur lancip mungkin harus melewati lebih dari selusin operasi untuk mendapatkan kekuatan bobot,dan kekuatan yang stabil.

Mematri, mengelas dan merekatkan

• Tabung dapat digabungkan menjadi bingkai baik dengan tangan atau mesin, bingkai dapat di brazing, dilas, atau di lem dengan atau tanpa lugs, yang merupakan selongsong logam yang menghubungkan dua atau lebih tabung pada suatu sambungan, brazing pada dasarnya adalah pengelasan pada suhu sekitar 1600°F atau 871°C atau lebih rendah,pembakar gas diatur secara  merata di sekitar lugs yang di panaskan, membentuk, fluks putih yang meleleh dan membersihkan permukaan,mempersiapkan untuk mematri. Pengisi mematri umumnya kuningan (paduan tembaga-seng) atau perak, yang meleleh pada suhu yang lebih rendah dari pada tabung yang di sambung. Pengisi diterapkan dan saat meleleh, ia mengalir di sekitar sambungan, menyegelnya.

Menyejajarkan dan membersihkan

• rangka yang telah dirakit ditempatkan menjadi jig dan diperiksa keselarasannya. Penyesuaian dilakukan saat bingkai masih panas dan dapat ditempa.
• fluks berlebih dan logam brazing dibersihkan dengan pengawetan dalam larutan asam dan dengan mencuci dan menggiling brazing sampai halus.
• setelah logam mendingin, dilalukan penyelarasan presisi lebih lanjut.

Penyelesaian

• bingkai dicat, tidak hanya untuk menciptakan tampilan yang lebih sempurna, tetapi juga untuk melindungi bingkai. Bingkai pertama kali di lapisi dengan lapisan bawah dan kemudian dicat dengan enamel berwarna. Cat dapat diaplikasikan dengan penyemrotan tangan atau dengan melewatkan bingkai melalui ruang penyemrotan elektrostatis otomatis. Bingkai bermuatan negatif menarik semrotan cat bermuatan fositif pada bingkai berputar untuk cakupan penuh. Akhirnya, transfer dan pernis diterapkan ke bingkai. Pelapisan krom juga dapat digunakan sebagai pengganti cat pada komponen seperti bilah garpu

Merakit komponen

Pemindah gigi atau tuas pemindah gigi

• bergantug pada gaya sepeda, tuas pemindah gigi di pasang pada ban bawah - populer pada sepeda balap – dibatang, atau di ujung setang. Sebuah kabel terpasang, yang memanjang kedapan dan pemindah gigi belakang. Pemindah gigi depan, yang memindahkan rantai dari satu sproket drive ke sproket lainnya dapat dijepit atau dibrazing ke tabung kursi. Pemindah gigi belakang dapat dipasang dengan gantungan baut atau gantungan integral

Setang, batang dan headset

• Setang bisa dinaikkan, rata bengkok ke bawah, dibaut ke batang sepeda yang dipasang ke head tube, komponen headset, termasuk bantalan, cup, dan mur pengunci, dipasang ke tabung kepala, headet memungkinkan garpu untuk berputar didalam tabung kepala, dengan demikian membuat kemudi lebih mudah dikendalikan.

Rem

• Tuas rem dipasang ke setang, kabel diperpanjang ke rem dan diikat ke kaliper, selotip terbuat dari plastik atau kain, kemudian dipasang ke setang dan ujungnya dipasang.

Pelana dan tiang kursi

• Tiang kursi umumnya terbuat dari baja atau paduan alumunium dan dibaut atau dijepit pada posisinya. Pelana umumnya terbuat dari bantalan yang dicetak dan ditutup dengan bahan nilon atau plastik. Meskipun kulit sudah menjadi kebiasaan sejak lama, namun sekarang kurang umum digunakan.

Crankset

• Crankset mendukung pedal dan mentransfer daya dari pedal ke rantai dan roda belakang. Crankset terdiri dari lengan engkol baja atau paduan alumunium, cincin rantai, dan rakitan braket bawah dari gandar, mangkuk, dan bantalan, mereka dipasang dengan baut dan ditutup ke braket bawah rangka sepeda. Pedal kemudian disekrup ke ujung lengan engkol.

Roda, ban dan hub.

• Pembuat roda mematuhi sistem AJ internationa Standards Organisation (ISO) untuk diameter roda dan ukuran ban, roda dapat dibuat dengan mesin yang menggulung strip baja menjadi lingkaran yang dilas menjadi pelek,pelek dibor untuk menerima jeruji, yang diikat satu persatu antara pelek dan flensa hub.
• Roda harus diluruskan dalam arah radial dan lateral untuk mencapai tegangan yang seragam, selanjutnya rim liner, ban dan ban dalam dipasang, rantai juga dipasang ke sepeda
• Roda belakang dilengkapi dengan free-wheel, terdiri dari beberapa roda dan spacer, yang membebaskan roda belakang dari mekanisme engkol saat pengendara berhenti mengayuh.
• Roda dipasang ke rangka sepeda dengan menggunakan poros yang melewati pusat roda, gandar dapat dikencangkan dengan baut diujungnya.

Masa depan

-       Dimasa depan sepeda tampaknya menjanjikan saat kita mendekati abad ke 21, perkembangan teknologi sepeda tahun 1990 an telah menghasilkan kemajuan dalam dsain kendaraan bertenaga manusia (HPV). Kebanyakan HPV adalah recumbents dengan sandaran rendah, yang lebih aerodinamis dari pada sepeda konvesional dan oleh karena itu mengurangi hambatan dan meningkatkan kecepatan. Telentang juga lebih aman, dan banyak yang menyediakan ruang kargo dan perlindungan cuaca. Hibrida sepeda dan mobil yang disebut ecocar mulai muncul di jalan jalan eropa pada tahun 1990-an. Dirancang oleh seorang ahli bedah belanda, Wim Van Wijnen, alat ii memberikan perlindugan cuaca, keamanan, ruang bagasi, perawatan mudah, kenyamanan, dan kecepatan.

Penggunaan teknologi komputer sangat meningkatkan kemampuan desain produsen dan desainer. Desainer dapat mensimulasikan berbagai gaya yang berkerja pada sepeda, seperti mengayuh dan kejutan jalan. Program yang di hasilkan komputer membuat pengujian lebih sederhana, dan variasi desain dimodifikasi dengan lebih mudah dan cepat.