Ο τροχός είναι μια κυκλική κατασκευή που περιστρέφεται γύρω από έναν άξονα,  είναι δε  μία από τις πρώτες απλές μηχανές και έχει αναρίθμητες χρήσεις σε διάφορους τομείς.



 Ιστορική Αναδρομή στην εξέλιξη του τροχού

Ο τροχός θεωρείται μία από τις πιο σημαντικές εφευρέσεις της ανθρωπότητας. Η αρχή του δεν ήταν για μετακίνηση ανθρώπων ή αγαθών, αλλά κυρίως για κεραμική.

Πρώιμη χρήση (περ. 3500 π.Χ.):
Στην Μεσοποταμία, οι πρώτοι τροχοί ήταν κυρίως τροχοί κεραμικής. Οι αγγειοπλάστες τους χρησιμοποιούσαν για να σχηματίζουν δοχεία και αγγεία.

Ο τροχός δεν ήταν ακόμα συνδεδεμένος με όχημα, αλλά ήταν ένα εργαλείο για κατασκευή.

Ο τροχός ως μέσο μετακίνησης

Η μετάβαση από τον τροχό κεραμικής στον τροχό οχήματος έγινε περίπου το 3500-3000 π.Χ. στη Μεσοποταμία και την κεντρική Ευρώπη.

Αρχικοί τροχοί οχημάτων: Αποτελούνταν από σκληρό ξύλο, ολόκληρο κομμάτι ή ενώσεις ξύλων (πλάκες ή ακτίνες).

Χρησιμοποιούνταν για άρματα ή κάρα, κυρίως για τη μεταφορά αγαθών ή στρατιωτικών δυνάμεων.

Σημαντικό επίτευγμα: Η τοποθέτηση του τροχού σε άξονα, που επέτρεπε την περιστροφή και όχι απλώς την κύλιση του τροχού πάνω στο έδαφος.

Με την πάροδο των αιώνων, ο τροχός γνώρισε σημαντικές βελτιώσεις:

Ξύλινοι τροχοί με ακτίνες (περ. 2000 π.Χ.): Μειώθηκε το βάρος, αυξήθηκε η αντοχή.

Μεταλλικά στεφάνια (περ. 1000 π.Χ.): Στην Ευρώπη και στην Ασία, για προστασία του ξύλου και μεγαλύτερη ανθεκτικότητα.

Τροχός στην εποχή της βιομηχανικής επανάστασης

Η βιομηχανική επανάσταση (18ος-19ος αιώνας) έφερε επαναστατικές αλλαγές:

Μεταλλικοί τροχοί και ράουλα: Χρησιμοποιούνται σε τρένα και εργοστάσια.

Ρόδες με ελαστικά: Η ανακάλυψη του καουτσούκ επέτρεψε πιο άνετη και ταχύτερη μετακίνηση.

Μηχανικός τροχός (gear/wheel): Χρησιμοποιείται για μετάδοση κίνησης σε μηχανές, ανεβάζοντας την παραγωγικότητα.


 Υλικά Κατασκευής  του τροχού

Ας δούμε αναλυτικά τα υλικά κατασκευής του τροχού ανάλογα με την εποχή και τη χρήση του:

1. Πρωτόγονοι τροχοί (Περίπου 3500–3000 π.Χ.)

  • Ξύλο: Ο πρώτος τροχός ήταν ολόκληρο κομμάτι ξύλου ή από κομμάτια ξύλου ενωμένα.

    • Συνήθως χρησιμοποιούσαν σκληρά ξύλα όπως βελανιδιά, καστανιά, ή σφενδάμι.

  • Χρήση: κυρίως για άρματα ή κάρα, αλλά και ως τροχός κεραμικής (αγγειοπλαστική).

2. Τροχοί με ακτίνες

  • Ξύλο: Παραμένει το βασικό υλικό, αλλά ο τροχός χωρίζεται σε κέντρο, ακτίνες και στεφάνι.

  • Πλεονέκτημα: μείωση βάρους, μεγαλύτερη αντοχή, καλύτερη κύλιση.

  • Χρήση: Άρματα πολέμου, μεταφορικά οχήματα, κάρα.

3. Μεταλλικά στοιχεία

  • Σίδηρος ή μπρούτζος:

    • Χρησιμοποιείται για στεφάνια ή ενισχύσεις του ξύλου, για μεγαλύτερη αντοχή και μακροζωία.

  • Χρονική περίοδος: περίπου 1000 π.Χ. – 500 μ.Χ..

  • Χρήση: Άρματα, άμαξες, εργαλεία.

4. Ελαστικά και σύγχρονα υλικά

  • Καουτσούκ (φυσικό ή συνθετικό): Ελαστικά για αυτοκίνητα, ποδήλατα, μηχανήματα.

  • Ατσάλι και κράματα μετάλλων: Χρησιμοποιούνται για τους τροχούς των αυτοκινήτων, τρένων, βιομηχανικών μηχανών.

  • Αλουμίνιο και ανθρακόνημα: Στα σύγχρονα οχήματα υψηλής απόδοσης, ποδήλατα και αθλητικά αυτοκίνητα.

5. Τροχοί ειδικών εφαρμογών

  • Πλαστικά ή πολυμερή: Χρησιμοποιούνται σε ρομπότ, καροτσάκια, βιομηχανικούς ιμάντες.

  • Συνθετικά υλικά: Για ελαφρύ βάρος και αντοχή σε φθορά.

 Σημείωση: Η εξέλιξη των υλικών του τροχού δείχνει την προσαρμογή του στις ανάγκες της εποχής: από ξύλο για απλή μεταφορά έως κράματα και σύνθετα υλικά για ταχύτητα, αντοχή και βιομηχανική χρήση.

 Χρήσεις του Τροχού

1. Μεταφορά

  • Μειώνει σημαντικά τις τριβές κύλισης σε σχέση με τις τριβές ολίσθησης.
  • Παραδείγματα: τροχοί οχημάτων, ράουλα μεταφοράς αντικειμένων.

2. Αγγειοπλαστική και Σφόνδυλοι

  • Ο τροχός του αγγειοπλάστη περιστρέφει το πήλινο αντικείμενο.
  • Ο σφόνδυλος αποθηκεύει ενέργεια και χρησιμοποιείται σε μηχανές πχ.ο συμπλέκτης του αυτοκινήτου,οι τροχοί του τραίνου.

3. Μετατροπή Κίνησης

  • Αυτοκίνητα: Η παλινδρομική κίνηση του εμβόλου μετατρέπεται σε περιστροφική κίνηση του στροφαλοφόρου και τελικά σε γραμμική κίνηση του οχήματος.
  • Βαρούλκο: Περιστροφική κίνηση τυμπάνου → γραμμική κίνηση φορτίου.
  • Τιμόνι αυτοκινήτου: Περιστροφή τιμονιού → ευθύγραμμη κίνηση με οδοντωτό κανόνα (κρεμαγιέρα).

4. Μετάδοση Ροπής και Στροφών

  • Ζεύγη τροχών διαφορετικής διαμέτρου αυξάνουν ή μειώνουν ροπή και στροφές.
  • Παραδείγματα: ιμάντες παλιών ραπτομηχανών, οδοντωτοί τροχοί κιβωτίων ταχυτήτων αυτοκινήτων/ποδηλάτων.

5. Μετάδοση Κίνησης σε Άξονες

  • Κάθετοι άξονες: Ζεύγη ατέρμονα κοχλία και οδοντωτού τροχού.
  • Ασύμβατοι άξονες: Χρήση ελικοειδών οδοντωτών τροχών.

Συμπέρασμα

Ο τροχός έχει μεταμορφώσει την καθημερινή ζωή, τις μεταφορές, τη μηχανική και την παραγωγή ενέργειας, αποτελώντας έναν από τους θεμέλιους λίθους της τεχνολογικής προόδου.