Tavarapolkupyörän rakentaminen – Millaisia asioita tulee ottaa huomioon?
Polkupyöräily tarjoaa erinomaisen vaihtoehdon autoilulle. Pienet käyttökustannukset ja ajamisen tuomat terveyshyödyt ovat houkuttelevia seikkoja arjen liikkumistapoja pohtivalle. Yhteiskunnan kannalta polkupyörä on etulyöntiasemassa päästöttömyydellään etenkin kaupunkialueilla, joilla autoliikenne huonontaa ilmanlaatua eikä aina välttämättä ole käytännöllisin vaihtoehto. Polkupyörällä tavarankuljetus voi kuitenkin olla haasteellista. Millainen polkupyörä voisi olla, jos sillä pystyisi kuljettamaan suurempia kuormia?
Opinnäytetyön tavoitteena on tavarapyörän suunnittelu ja valmistus. Tavarapyörällä tarkoitetaan polkuvoimalla kulkevaa pyörää, jonka runkorakenteessa on suuri alue tavaranlastausta varten. Millaisia tavarapyöriä on olemassa? Miten polkupyörän ohjausgeometria toimii ja millaisia seikkoja on otettava huomioon tavarapyörää suunnitellessa? Työ sisältää myös tavarapyörän rakentamisen osittain kierrätettyjä materiaaleja hyödyntäen.
Tavarapyörän suunnittelu on tasapainottelua
Suunnittelu on monipuolista työtä, jossa yhdistyvät käytännön tarpeet ja teoria. Polkupyörältä halutaan tiettyjä asioita, ja nämä tekijät tulee rajata tarkkaan. Opinnäytetyön polkupyörän haluttiin olevan melko siro ja kevyt. Sirompirakenteinen polkupyörä tuntuisi melko tavalliselta, eikä sen ajamisen tulisi olla juurikaan tavanomaisen pyörän ajamista raskaampaa. Pyörän halutaan kuitenkin kyetä kuljettamaan melko suuria lasteja. Jotta tavoitteisiin päästään, tulee pyörän tyyppi valita tarkasti.
Tämän työn tapauksessa päädyttiin kaksipyöräiseen tavarapyörätyyppiin, jonka lastausalue on etukiekon yläpuolella. Etukiekko on 20-tuumainen, mikä mahdollistaa matalan painopisteen pyörän ollessa lastattuna. Painopiste saataisiin vielä matalammalle, jos lastaustaso olisi kiekkojen välissä lähellä maata. Näin pyörästä tulisi kuitenkin melko suuri, mikä olisi epätoivottua. Suunnittelukriteerien rajaaminen on kompromissien tekemistä.
Pyörän valmistus
Polkupyörän rungon rakentaminen on melko monimutkainen prosessi. Geometrian suunnittelu ja putkien pituuksien selvittäminen vaatii hahmottelua, johon 3D CAD-mallinnus on erinomainen työkalu. Jotta putket saadaan liitettyä toisiinsa halutulla tavalla, on eduksi käyttää jonkinlaista runkojigiä. Jigin rakentaminen oli olennainen osa rungon valmistusta, ja parantaa mahdollisuuksia vastaaviin projekteihin tulevaisuudessa.
Tavarapyörän runkorakenteessa käytettiin aihiona jo olemassa olevaa polkupyörän runkoa. Projekti onkin kiinnostava kierrätysnäkökulmasta. Huonoon kuntoon päätyneitä teräsrunkoisia polkupyöriä on paljon. Runkoputket ovat erinomaista rakennusmateriaalia esimerkiksi tavarapyörän rakentamiseen. Projektissa hyödynnettiin aihiopyörästä rungon takaosa. Tällä tavoin rungon valmistaminen on huomattavasti yksinkertaisempi projekti, jossa voidaan keskittyä pääasiassa tavarapyörälle ominaisiin asioihin.
Valmistus pyrittiin toteuttamaan yksinkertaisilla työkaluilla. Näin projektin vaatimustaso ei tee siitä vaikeasti lähestyttävää. Tällainen toimintatapa teki työstä mielenkiintoisen ongelmanratkaisutehtävän. Rungon valmistaminen asetettujen rajoitteiden sisällä opetti paljon metallintyöstöstä, ja antoi osviittaa työmenetelmien parantamiseen. Valmistus kuitenkin todisti tällaisen projektin olevan mahdollinen ilman valtavaa investointia työkalustoon heti alussa.
Testaaminen antaa ajatuksia tulevaisuuden varalle
Viimeisenä valmista polkupyörää kokeiltiin. Pyörää ajettiin niin lastilla, kuin ilman. Lopputulos on varsin hyvä ja se koettiin onnistuneeksi. Tarkan suunnitelman tekeminen on äärimmäisen tärkeää ja valmis polkupyörä vahvistaa väitteen. Mitä enemmän suunnitteluvaiheessa voidaan sulkea pois ongelmatekijöitä, sen parempi lopullisesta pyörästä tulee. Polkupyörä yksinkertaisuudessaan on melko monimutkainen kokonaisuus, sillä mitä vähemmän vaikuttavia tekijöitä on, sitä suurempi vaikutus on pienillä asioilla.
Valmiissa tavarapyörässä on vielä parannettavaa. Runkoon tehdään joitakin lisäyksiä tulevaisuudessa. Pyörän testaaminen käytännössä on hyvä tapa selvittää asioita, joita tulee muuttaa. Lastinkuljetusta tullaan jatkossa testaamaan enemmän. On mielenkiintoista nähdä, kuinka suurta kuormaa pyörällä lopulta voi kuljettaa niin, että pyörä on vielä hallittavissa. Pyörän valmistuminen herättää myös ideoita mahdollisista tulevista tavarapyöräprojekteista. Olisi mielenkiintoista rakentaa erityyppisiä tavarapyöriä, ja vertailla niiden käyttäytymistä ajaessa.
Lähde:
Ström, O. 2025 Tavarapyörän suunnittelu ja valmistus – Theseus, Turun Ammattikorkeakoulun opinnäytetyö.
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2025122938981