Prenos Pohybu Koleso: Kruhový predmet, ktorý otáčaním okolo svojej osi umožňuje pohyb iných predmetov

V cestnej a železničnej doprave je to významná časť vozidla. Časti kolesa v cestnej a železničnej doprave sú:

• náboj nasadený otočne na náprave
• ramená (ktoré sú niekedy nahradené plným kotúčom, diskom, drôtmi)
• veniec s obručou.

V lodnej doprave sa používa na pohon niektorých lodí lopatkové koleso. Koleso sa používa aj na prenášanie zeminy či uhlia v tzv. lopatkovom nakladači.

V strojárstve je to súčasť strojov buď voľne otočná na čape, alebo pevne spojená s hriadeľom (napr. koleso na hriadeli). Ak slúži na prenos krútiaceho momentu, má po obvode treciu plochu (trecie koleso), ozubenie (ozubené koleso, reťazové koleso), drážku (kladka, remenica na klinový remeň), veniec na uchopenie (ručné ovládacie koleso) alebo lopatky (lopatkové koleso, t. j. hlavná časť turbíny, čerpadla a pod.).

 

Predpokladá sa, že koleso bolo vynájdené v Mezopotámii ale najstaršie nálezy pochádzajú z Európy. Ílový model býka zapriahnutého za štyrmi kolesami, ktorý sa našiel na západe Ukrajiny sa datuje do obdobia asi 3950 až 3650 pred Kr. Na juhu Poľska (Bronocice) sa našiel štvorkolesový prostriedok vyrytý na keramike starej 3630 až 3380 pred Kr. V Nemecku (Flintbek) sa našli paralelné koľaje z obdobia 3400 pred Kr. Najstaršie nájdené koleso, bolo objavené v Slovinsku neďaleko Ľubľany v roku 2002. Rádiokarbónove datovanie určilo jeho vek na približne 5 150 rokov. Koleso je z jaseňového dreva, má priemer 70 cm a je hrubé 5 cm.

 

Charakteristika

Koleso stálo na počiatku pokročilej ľudskej technológie (pokročilej v porovnaní so skoršími mechanickými inováciami ako kamenné/kostené nože a sekery, napäťové projektily, lopatky a lopaty).

Ak sú kolesá použité spolu s hriadeľmi, tak sa koleso otáča buď na hriadeli alebo sa hriadeľ otáča vo vozidle (ako vo vozíku) alebo v kryte (ako v mlyne). Mechanika je rovnaká v každom prípade.

Nízky odpor pri pohybe (v porovnaní s ťahaním) sa vysvetľuje nasledovne (referencia na trenie):

• normálna sila pri klznom rozhraní je rovnaká.
• klzná vzdialenosť je redukovaná pre danú vzdialenosť cesty.
• koeficient trenia na rozhraní je obvykle nižší.

Ložiská sa používajú na redukciu trenia na rozhraní. Príklad:

• Na ťahanie 100 kg ťažkého objektu na 10 m po povrchu s koeficientom trenia μ = 0,5 treba normálnu silu 981 N a vykonaná práca (požadovaná energia) je (práca=sila x vzdialenosť) 981 × 0,5 ×10 = 4905 joulov.
• Teraz dajte objektu 4 kolesá. Normálna sila medzi 4 kolesami a hriadeľmi je rovnaká (sumárne) 981 N, predpokladajúc, že μ = 0,1 a nech kolesový priemer je 1 000 mm a priemer hriadeľa je 50 mm. Teda aj keď objekt tiež prejde 10 m, klzné trecie povrchy kĺžu po sebe na vzdialenosť 0,5 m. Vykonaná práca je 981 x 0,1 x 0,5 = 49 joulov.

Ďalšia energia sa stráca na rozhraní kolesa a cesty. To sa nazýva valivý odpor, ktorým je dominantne deformačná strata.

Druhy kolies v cestnej doprave

Podľa účelu použitia

• bicyklové koleso
• koleso automobilu

Podľa konštrukcie kolesa

• Koleso s drôteným výpletom
• diskové koleso

Alternatívy ku kolesám v doprave

Hoci sa kolesá používajú na pozemnú dopravu veľmi často, sú alternatívy, z ktorých niektoré sú vhodné pre terén, kde kolesá sú neefektívne. Alternatívne metódy pre pozemný transport bez kolies:

• Ťahanie bežcami (sane)
• Prenášanie v (sedačkových nosítkach a nosidlách pre zranených)
• Nadnášanie tlakom vzduchu (vznášadlo)
• Nadnášanie elektromagnetickou energiou (magnetický vlak)
• Jazda na zvierati ako kôň
• Chôdza na vlastných nohách
• Chodiaci stroj