ซี่ล้อคือแท่งโลหะจำนวนหนึ่งที่แผ่ออกมาจากจุดศูนย์กลางของล้อ ( ดุมล้อซึ่งเป็น จุดที่ เพลาเชื่อมต่ออยู่) โดยเชื่อมต่อดุมล้อกับพื้นผิวสัมผัสทรงกลมของล้อ

เดิมทีคำนี้หมายถึงส่วนของท่อนไม้ที่ถูกผ่า (แยกตามยาว) ออกเป็นสี่หรือหกส่วน ส่วนประกอบแนวรัศมีของล้อเกวียนทำขึ้นโดยการแกะสลักซี่ล้อ (จากท่อนไม้) ให้เป็นรูปทรงที่สมบูรณ์ เครื่องมือที่เรียกว่า "เครื่องแกะสลักซี่ล้อ" นั้นถูกพัฒนาขึ้นมาเพื่อจุดประสงค์นี้โดยเฉพาะ ในที่สุด คำว่า "ซี่ล้อ" ก็ถูกนำมาใช้เรียกผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปของช่างทำล้อมากกว่าวัสดุที่พวกเขาใช้

ล้อซี่ลวดถูกประดิษฐ์ขึ้นเพื่อให้สามารถสร้าง ยานพาหนะ ที่เบาและเร็วขึ้นได้ หลักฐานทางกายภาพที่เก่าแก่ที่สุดของล้อซี่ลวดพบในวัฒนธรรมซินทาชตาซึ่งมีอายุราว 2000 ปีก่อนคริสตกาล^{[ 1 ]}หลังจากนั้นไม่นาน วัฒนธรรมม้าใน ภูมิภาค คอเคซัส ได้ใช้ รถม้าศึกที่มีล้อซี่ลวดลากจูงด้วยม้าเป็นเวลากว่าสามศตวรรษ พวกเขาเคลื่อนตัวลึกเข้าไปในคาบสมุทรกรีกซึ่งพวกเขาได้รวมตัวกับชนชาติเมดิเตอร์เรเนียนที่มีอยู่เดิม จนในที่สุดก็ก่อให้เกิดกรีกคลาสสิกขึ้นหลังจากที่การปกครองของมิโนอัน ล่มสลาย และการรวมอำนาจที่นำโดยสปาร์ตาและเอเธนส์ ในยุคก่อนคลาสสิ ก

ชาวไฮก์โซสแห่งเลแวนต์ได้รับการยกย่องว่านำล้อซี่รถม้า ม้า และอาวุธสำริดมาสู่แอฟริกา ระหว่างการพิชิตอียิปต์ตอนล่างและต่อมาได้ก่อตั้งราชวงศ์ที่สิบห้าของอียิปต์ตั้งแต่ปี 1650 ถึง 1550 ก่อนคริสตกาล^{[ 2 ] [ 3 ]}

ยุคนีโอ- ชาลโคลิธิก /ยุคก่อนประวัติศาสตร์ (1800-1200 ปีก่อนคริสตกาล) ^{[หมายเหตุ 1 ]}ภาพวาดในภูมิภาคต่างๆ ของอินเดีย เช่น Chibbar Nulla, Chhatur Bhoj Nath Nulla, Kathotia เป็นต้น แสดงให้เห็นถึงการใช้รถม้าที่มีล้อซี่^{[ 6 ] [ 7 ]}

รถม้าของชาวเซลติก มีการนำ ขอบเหล็ก มา ใช้กับล้อในช่วงสหัสวรรษที่ 1 ก่อนคริสต์ศักราช ล้อซี่ลวดยังคงใช้งานต่อไปโดยไม่มีการดัดแปลงครั้งใหญ่จนกระทั่งถึงช่วงปี 1870 เมื่อมีการคิดค้นล้อซี่ลวดและยาง ล้อ ^{[ 8 ]}

ซี่ล้อสามารถทำจากไม้ โลหะ หรือเส้นใยสังเคราะห์ได้ ขึ้นอยู่กับว่าจะรับแรงดึงหรือแรง อัด

ล้อซี่แบบดั้งเดิมที่มีซี่ล้อไม้ถูกใช้กับรถม้าและเกวียนในรถยนต์ยุคแรกๆมักใช้ล้อซี่ไม้แบบเดียว กับที่ใช้ ในปืนใหญ่

ในล้อไม้ธรรมดา แรงกดที่ดุมล้อจะทำให้ขอบล้อแบนราบลงเล็กน้อยแนบกับพื้น เนื่องจากซี่ล้อไม้ล่างสุดจะสั้นลงและยุบตัวลง ส่วนซี่ล้อไม้ซี่อื่นๆ จะไม่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญ

ซี่ล้อไม้จะถูกติดตั้งในแนวรัศมีนอกจากนี้ ซี่ล้อยังโค้งเว้า โดยปกติจะโค้งไปทางด้านนอกของตัวรถ เพื่อป้องกันการโยกเยก นอกจากนี้ การโค้งเว้ายังช่วยให้ล้อสามารถชดเชยการขยายตัวของซี่ล้อเนื่องจากความชื้นที่ดูดซับเข้าไปได้ด้วยการโค้งเว้ามากขึ้น^{[ 9 ]}

สำหรับการใช้งานในจักรยานล้อที่มีซี่ไม้หนักๆ ถูกแทนที่ด้วยล้อที่มีซี่เบากว่าซึ่งทำจากลวดโลหะที่ปรับความตึงได้ เรียกว่าล้อลวด ล้อประเภทนี้ยังใช้ในรถเข็นคนพิการรถจักรยานยนต์ รถยนต์และเครื่องบินรุ่นแรกๆด้วย

ล้อบางประเภทมีซี่ล้อที่ถอดเปลี่ยนได้ หากซี่ล้อหักหรือบิดงอ เช่น ล้อจักรยานและล้อรถเข็น จักรยานคุณภาพสูงที่มีล้อแบบทั่วไปจะใช้ซี่ล้อสแตนเลสในขณะที่จักรยานราคาถูกกว่าอาจใช้ ซี่ล้อ ชุบสังกะสี (หรือที่เรียกว่า "ไม่เป็นสนิม") หรือชุบโครเมียมแม้ว่าซี่ล้อคุณภาพดีจะสามารถรับแรงดึงได้ประมาณ 225 kgf (ประมาณ 500 ปอนด์-แรงหรือ 2,200 นิวตัน ) แต่ก็ใช้เพียงเศษส่วนของแรงนี้เพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายจากความล้า เนื่องจากซี่ล้อจักรยานและล้อรถเข็นรับแรงดึงเท่านั้น จึงมีการใช้วัสดุที่ยืดหยุ่นและแข็งแรง เช่น เส้นใยสังเคราะห์บ้างเป็นครั้งคราว^{[ 10 ]}ซี่ล้อโลหะยังสามารถทำเป็นรูปวงรีหรือเป็นรูปใบมีดเพื่อลดแรงต้านอากาศ และทำเป็นแบบบัตต์ (สองชั้นหรือสามชั้น) เพื่อลดน้ำหนักในขณะที่ยังคงความแข็งแรง

ล้อแบบซี่ลวดอีกรูปแบบหนึ่งคือ "Tension Disk" ของ Tioga ซึ่งดูเผินๆ เหมือนเป็นแผ่นดิสก์ทึบ แต่จริงๆ แล้วสร้างขึ้นโดยใช้หลักการเดียวกับล้อซี่ลวดทั่วไป เพียงแต่แทนที่จะใช้ซี่ลวดแต่ละซี่ ใช้เส้นใยเคฟลาร์ ( อะรามิด ) ต่อเนื่องกันร้อยเชื่อมดุมกับขอบล้อภายใต้แรงดึงสูง เส้นใยเหล่านี้ถูกหุ้มด้วยแผ่นดิสก์โปร่งแสงเพื่อป้องกันและช่วยเรื่องหลักอากาศพลศาสตร์บ้าง แต่ไม่ใช่ส่วนประกอบโครงสร้างหลัก

ซี่ล้ออาจติดตั้งในแนวรัศมีกับดุมล้อ แต่ส่วนใหญ่มักติดตั้งในแนวสัมผัสกับดุมล้อ การติดตั้งซี่ล้อในแนวสัมผัสช่วยให้สามารถถ่ายทอดแรงบิดระหว่างขอบล้อและดุมล้อได้ ดังนั้นซี่ล้อในแนวสัมผัสจึงจำเป็นสำหรับล้อขับเคลื่อน ซึ่งมีแรงบิดที่ดุมล้อจากการปั่น และล้อใดๆ ที่ใช้เบรกที่ติดตั้งบนดุมล้อ เช่น ดิสก์เบรกหรือเบรกแบบแถบ ซึ่งจะถ่ายทอดแรงบิดจากขอบล้อไปยังเบรกในทิศทางตรงกันข้าม (ผ่านดุมล้อ) เมื่อทำการเบรก

การประกอบล้อจักรยานจากชิ้นส่วนต่างๆ เรียกว่าการสร้างล้อและต้องใช้ขั้นตอนการประกอบที่ถูกต้องเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่แข็งแรงและทนทาน ซี่ล้อที่ยึดด้วยแรงดึงมักจะติดกับขอบล้อ หรือบางครั้งก็ติดกับดุมล้อด้วยหัวน็อตซี่ล้อปลายอีกด้านหนึ่งมักจะตอกให้เป็นแผ่นกลม หรือบางครั้งก็ดัดเป็นรูปตัว "Z" เพื่อป้องกันไม่ให้หลุดออกจากรูในดุมล้อ แบบที่ดัดงอมีข้อดีคือสามารถเปลี่ยนซี่ล้อที่หักในล้อหลังของจักรยานได้โดยไม่ต้องถอดเฟืองหลังออก

ล้อซี่ลวด ด้วยอัตราส่วนน้ำหนักต่อความแข็งแรงที่ยอดเยี่ยม จึงได้รับความนิยมอย่างรวดเร็วสำหรับรถยนต์ขนาดเล็ก สำหรับรถยนต์ทั่วไป ล้อซี่ลวดถูกแทนที่ด้วยล้อโลหะแบบแผ่นที่ราคาถูกกว่าในเวลาต่อมา แต่ล้อซี่ลวดยังคงได้รับความนิยมในรถสปอร์ตจนถึงทศวรรษ 1960 ล้อซี่ลวดยังคงได้รับความนิยมใน รถจักรยานยนต์และจักรยาน

ในการประกอบล้อจักรยานซี่ล้อต้องมีความยาวที่ถูกต้อง มิเช่นนั้นอาจมีเกลียวไม่เพียงพอที่จะยึดซี่ล้อ ทำให้ล้ออ่อนแอลง หรือซี่ล้ออาจยื่นออกมาจากขอบล้อและอาจทำให้ยางในรั่วได้

สำหรับซี่ล้อจักรยาน ความยาวของซี่ล้อจะวัดจากจุดที่ขอบซี่ล้อสัมผัสกับปลายเกลียว สำหรับซี่ล้อที่มีปลายโค้งงอ ความยาวของซี่ล้อที่ระบุไว้จะไม่รวมความกว้างของซี่ล้อตรงปลายที่โค้งงอ

สำหรับล้อที่มีซี่ล้อไขว้ (ซึ่งเป็นแบบปกติ) ความยาวซี่ล้อที่ต้องการคือ

${\displaystyle l={\sqrt {d^{2}+{r_{1}}^{2}+{r_{2}}^{2}-2\,r_{1}r_{2}\cos(a)}}-r_{3}}$

ที่ไหน

• d = ระยะห่างจากจุดศูนย์กลางของดุม (ตามแนวแกน) ถึงหน้าแปลนตัวอย่างเช่น 30 มม.
• r ₁ = รัศมีวงกลมของรูซี่ล้อบนดุมล้อ เช่น 19.5 มม.
• r ₂ = ครึ่งหนึ่งของเส้นผ่านศูนย์กลางขอบล้อที่มีประสิทธิภาพ (ERD) หรือเส้นผ่านศูนย์กลางที่ปลายซี่ล้อทำกับขอบล้อที่ประกอบเสร็จแล้ว (ดู 'การอภิปราย' ที่แนบมากับบทความนี้สำหรับคำอธิบาย) ตัวอย่างเช่น 301 มม.
• r ₃ = รัศมีของรูซี่ล้อในหน้าแปลนเช่น 1.1 มม.
• m = จำนวนซี่ล้อที่จะใช้สำหรับด้านใดด้านหนึ่งของล้อ เช่น ⁠36/2= 18,
• k = จำนวนจุดตัดต่อซี่ล้อ เช่น 3 และ
• ตัวอย่างเช่น a = 360° k / m360° ⋅ 3/18= 60°

สำหรับค่าd นั้น : สำหรับล้อที่มีความสมมาตร เช่น ล้อหน้าไม่มีดิสก์เบรก ค่า d จะเท่ากับครึ่งหนึ่งของระยะห่างระหว่างขอบล้อ สำหรับล้อที่มีความไม่สมมาตร เช่น ล้อหน้ามีดิสก์เบรกหรือล้อหลังมีเกียร์โซ่ค่า d จะแตกต่างกันระหว่างด้านซ้ายและด้านขวา

aคือมุมระหว่าง (1) รัศมีของรูหัวนมในขอบล้อที่ซี่ล้อติดอยู่ และ (2) รัศมีของรูหน้าแปลนที่ยึดซี่ล้อ ซี่ล้อจะพาดผ่านซี่ล้อที่ชี้ไปในทิศทางตรงกันข้าม 1, 2 หรือ 3 ซี่ ขึ้นอยู่กับการออกแบบการร้อยซี่ล้อ บนหน้าแปลน มุมระหว่างรัศมีของรูที่อยู่ติดกันคือ 360°/ m (สำหรับรูที่มีระยะห่างเท่ากัน) สำหรับซี่ล้อแต่ละซี่ที่พาดผ่าน ดุมล้อจะหมุนเมื่อเทียบกับขอบล้อหนึ่ง "มุมระหว่างรูหน้าแปลนที่อยู่ติดกัน" ดังนั้น การคูณ "มุมระหว่างรูหน้าแปลนที่อยู่ติดกัน" ด้วย kจะได้มุม aตัวอย่างเช่น ล้อ 32 ซี่ล้อจะมี 16 ซี่ล้อต่อด้าน 360° หารด้วย 16 เท่ากับ 22.5° คูณ 22.5° ("มุมระหว่างรูหน้าแปลนที่อยู่ติดกัน") ด้วยจำนวนครั้งที่พาดผ่านเพื่อให้ได้มุม a —ถ้าพาดผ่าน 3 ครั้ง ล้อ 32 ซี่ล้อจะมีมุม aเท่ากับ 67.5° เกี่ยวกับ r ₃ : ขนาดของรูซี่ลวดในหน้าแปลนไม่มีผลต่อความยาวซี่ลวดที่ต้องการ เงื่อนไขนี้ตัดผลกระทบของขนาดรูออกไป เนื่องจากโดยทั่วไปรูจะมีขนาดเล็ก (เส้นผ่านศูนย์กลางเพียงกว่า 2 มม. เล็กน้อย) ผลกระทบจึงมีน้อยและในทางปฏิบัติแทบไม่มีผลอะไร

สำหรับ ล้อ _{ที่ มี} ซี่_{ล้อ เรียงตัว} ในแนวรัศมี (จุดตัดศูนย์) สูตรจะลดรูปเหลือเพียงทฤษฎีบทพีทาโกรัสโดยที่ความยาวซี่ล้อlบวกr³คือความชันr²ลบ_r¹คือฐาน และdคือความสูง:

${\displaystyle (l+r_{3})^{2}=(r_{2}-r_{1})^{2}+d^{2}}$หรือการหาความยาว

${\displaystyle l={\sqrt {d^{2}+(r_{2}-r_{1})^{2}}}-r_{3}.}$

สูตรความยาวซี่ล้อใช้คำนวณความยาวของเส้นทแยงมุมในอวกาศของกล่องสี่เหลี่ยมผืนผ้า สมมุติ ลองนึกภาพว่าคุณถือล้อไว้ข้างหน้าโดยให้หัวซี่ล้ออยู่ด้านบน มองดูล้อจากตามแนวแกน ซี่ล้อที่ลอดผ่านรูด้านบนจะเป็นเส้นทแยงมุมของกล่องสมมุติ กล่องนี้มีความลึกdความสูงr ₂ - r ₁ cos( α ) และความกว้างr ₁ sin( a )

ในทำนองเดียวกันอาจใช้กฎของโคไซน์ เพื่อคำนวณความยาวของซี่ล้อที่ฉายลงบนระนาบของล้อ (ดังแสดงในแผนภาพ) ก่อน จากนั้นจึงใช้ ทฤษฎีบทพีทาโกรัส

• ล้อจักรยาน
• หัวซี่ล้อ
• ประแจขันซี่ล้อ
• โฆษก
• การสร้างล้อ
• ล้อลวด

ลองค้นหาคำว่า "spoke"ใน Wiktionary ซึ่งเป็นพจนานุกรมออนไลน์ฟรี

• เครื่องคำนวณความยาวซี่ล้อออนไลน์ (ภาษาเยอรมัน) ใช้หน่วยวัดที่แตกต่างจากสูตรข้างต้นเล็กน้อย(ในภาษาเยอรมัน)