保龄球

背景

在美国，每年有 6500 万人以高达每小时 20 英里的速度向保龄球道投掷重球。除了指孔和醒目的颜色外，这些球看起来很简单——看似如此。价格从不到 50 美元到 300 美元左右不等，这些球不仅仅是实心球体。

保龄球旨在在各种类型的表面上表现最佳（球道也并不像看起来那么简单），并与单个保龄球手的风格和力量相得益彰。木制保龄球道每天都用矿物油处理，以保护它们免受球的影响。通常，车道的前三分之二上油相当严重（具体程度因企业而异），而最后三分之一上油较轻。因此，正确投掷的球会沿球道直线滑下，直到遇到油污较少的表面，然后在获得更好的牵引力时向销弯曲。将球的旋转特性与单个投球手的出手风格和力量相匹配，可以获得最佳效果。

历史

草地保龄球（球在目标球上滚动）和保龄球保龄球已经玩了数千年。 5200 年前埋葬的埃及儿童的挖掘坟墓出土了一套石针，显然用于保龄球。

草地保龄球在中世纪在欧洲非常流行。 1366 年，爱德华三世国王宣布这项运动为非法，因此他的军队将更加重视他们的射箭练习。同样，在 1800 年代初期，在康涅狄格州和纽约，九针保龄球（以菱形图案排列的保龄球）被禁止，因为它与赌博有关。这导致增加了第十个引脚（以现在常见的三角形图案排列）来规避法律。

草地保龄球要么是加重的，要么是不对称形状的，这样它们在滚动时就会弯曲。保龄球中使用的球必须完全是圆形的，但它们包含影响其平衡和旋转的隐藏重量。它们与草地保龄球的区别还在于有指孔。他们可能有两个（拇指和中指），或者更常见的是三个（拇指和中指和无名指）。当投球手购买球时，会钻出适合他或她的手的孔。

结构演化

从历史上看，大多数保龄球都是由 Lignum vitae， 一种非常坚硬的木头。 1905 年，第一个橡胶保龄球（Evertrue）问世，九年后，Brunswick Corporation 的橡胶 Mineralite 球紧随其后。直到 1970 年代聚酯球被开发出来之前，硬橡胶球一直占据市场主导地位。在 1980 年代，聚氨酯保龄球被引入。大约在 1990 年，球芯的设计发生了巨大变化（球内的致密块可以改变球的平衡）。此后不久，反应性聚氨酯被引入作为新的覆盖层（球的表面层）选项。

也称为树脂，新的反应性聚氨酯覆盖物与创新的核心设计相结合，彻底改变了这项运动。在第一个使用反应球的完整冬季赛季中，完美比赛的数量（连续 12 次投球，所有 10 个球都被击倒）增加了近 20%——美国保龄球大会在 1991-92 年报告了 14,889 次和 17,654 次下一年。

核心形状的一些示例是灯泡形、球形和椭圆形。组合芯是通过将一种形状和密度的芯封闭在另一种形状和密度的第二芯中而制成的。主核心可以通过在核心上添加一个轴环或配重块或通过在球内部单独嵌入小的配重来补充。

大约自 1993 年以来，保龄球制造商一直在使用计算机设计软件来频繁改进核心设计。设计变得如此复杂，以至于即使对于一种型号的球，不同的核心设计也可能用于不同的球重量（例如，一个用于 12 磅和 13 磅的球，另一个用于 14 磅的球，第三个用于 15 磅的球）。和 16 磅重的球）。 1996 年 设计新闻 引用了为一家主要制造商工作的开发化学家 文章说：“不久前，一家公司可以推出一个好球，并在两年内保持市场。现在产品出来得如此之快，您需要随时准备新的设计。”

原材料

制造商目前使用三种类型的塑料作为覆盖材料。涤纶是最便宜的，在泳道后三分之一处产生的钩子量最少，因为它相对不受泳道表面油量变化的影响。在价格范围的中间，聚氨酯球比聚酯球提供更多的钩住动作，但比反应性聚氨酯球更耐用且需要更少的维护。在价格范围的顶部，反应性聚氨酯（树脂）球提供最大的钩住能力，并在撞击时为销钉提供更多的动力。各种球制造商与化学品供应商结成联盟，通过将各种树脂与聚氨酯混合来配制专有材料。

磁芯是通过在树脂中添加重物质（如铋石墨或钡）制成的，制成非常致密的塑料，或添加到陶瓷材料中。球制造商 Track Inc. 撰写的一篇文章断言，烧制的陶瓷芯会产生更难击打的球，因为芯的陶瓷部分没有吸收能量。它还解释了在指孔钻孔过程中不能改变烧制的陶瓷芯，而由可铣削的陶瓷合金制成的芯可以。可磨陶瓷合金是通过将陶瓷粉末与粘合剂混合制成的。与烧制陶瓷相比，这些类型的陶瓷芯更柔软且粘性更低，并且它们在与销钉碰撞时确实会吸收能量。

在某些球中，使用 2-4 盎司（56.7-113.4 克）氧化铁作为配重块，将球的重心移向球芯的一侧。一家制造商将锆用于配重。

制造
过程

在 1800 年代初和 1990 年代初之间，大多数保龄球都是由三片式结构制成的。将少量致密材料倒入球形芯模中，制成薄饼状芯。然后用密度较小的芯材料填充芯模的其余部分。最后，将核心置于模具的中心，并在其周围浇上一层约 1 英寸（2.54 厘米）厚的覆盖材料。自从 1990 年代初期制造商 Faball Inc. 率先采用两件式施工方法以来，它变得越来越流行。

制作核心

• 1 对于正在制造的特定型号的球，会根据计算机设计过程中开发的核心形状形成模具。将合适的材料倒入型芯模具中并使其硬化。实心芯从其模具中取出。
• 2 可能需要第二步来完成核心。例如，一些陶瓷芯在窑中烧制。复合型芯可以通过将第一型芯插入第二模具并在其全部或部分周围浇注不同密度的材料来形成。

形成外壳

• 3 完成的芯被放置在一个称为覆盖层的球形模具内 保龄球碗芯形状的一些例子是灯泡、球形和椭圆形。组合芯是通过将一种形状和密度的芯封闭在另一种形状和密度的第二芯中而制成的。主型芯可以通过向型芯添加轴环或配重块或通过在球模内部单独嵌入小的配重来补充。型芯连接到从模具壳向内突出的销钉上。销将核心固定在正确的位置。如果销指向模具的中心，则称型芯已销入；如果它远离中心倾斜，则核心被引出。
• 4 将覆盖材料倒入模具中，包裹芯材，使其硬化。取决于特定球的设计，覆盖物的厚度可以小至 1 英寸（2.54 厘米）或大至 2 英寸（5.08 厘米）。

填补空白

• 5 当球从覆盖物模具中取出时，在原来的芯固定销处有一个孔。将塑料销钉插入孔中并固定到位。销钉的颜色与覆盖物的颜色不同。购买球后，销将用作定位指孔的指南，以利用核心设计。
• 6 填充材料被添加到模制到球中的徽标印记中。这可能与别针的颜色相同，也可能是不同的颜色。标志位于球的顶部，即重心上方。

整理

• 7 通过在车床上转动球体并削去足够的覆盖层以获得正确的形状，将球加工成合适的尺寸规格，或者可以在无心研磨机上将球磨成所需的尺寸和圆度。
• 8 最后，将球表面加工成所需的纹理。它被打磨成哑光表面或适当的抛光程度，由打磨材料的粗糙度（通常在 240-600 粒度范围内）表示。
• 9 球被装箱并运送到公司的经销商处。

质量控制

当美国保龄球大会 (ABC) 于 1894 年成立时，其主要任务之一是通过制定设备规格来标准化这项运动。当前规则要求球的直径在 8.500-8.595 英寸（约 21.6-21.8 厘米）之间，重量不超过 16 磅（约 7.3 千克）。没有规定最小重量，有些球的重量只有 6 磅（约 2.7 公斤）。为了获得 ABC/WIBC（女子国际保龄球大会）的批准印章，必须将每个型号的样品球送到 ABC 进行测试和验证，以确认是否符合官方标准。

为应对 1990 年代初开始的球设计的巨大变化，ABC 在 1994 年发布了附加规定。例如，新规则对球的回转半径（即球的旋转轴与其旋转轴之间的距离）进行了限制。重心。该规则将此值限制为 2.430-2.800 英寸（6.2-7.1 厘米）。其他 ABC 规范管理诸如球的恢复系数（从球传递到球销的能量的量度）、表面硬度和勾手潜力等技术特性。

未来

自 1990 年代初以来，保龄球设计和材料方面的巨大创新被认为为各种体型和力量的保龄球手提供了公平的比赛场地。写在流行力学 杂志，John G. Falcioni 指出，一些投球手不高兴地将新一代球称为作弊者。他通过写道：“这项运动变得如此复杂，以至于工程学和物理学知识可能比用哑铃做弯举更有助于击球。”