HATÁSFOK-SÚRLÓDÁS-ÁTTÉTEL

Az előadások a következő témára: "HATÁSFOK-SÚRLÓDÁS-ÁTTÉTEL"— Előadás másolata:

1 HATÁSFOK-SÚRLÓDÁS-ÁTTÉTEL

2 A gép energetikai modellje
Pbe GÉP Pki A súrlódási hő időegységre eső hányada

3 A hatásfok (általában)
A súrlódási veszteség fedezéséhez szükséges teljesítmény A hatásfok mindig kisebb mint 100%, mivel a súrlódás soha sem zérus!

4 A „hasznos munkát” végző gép energetikai modellje
Pbe GÉP A hasznos teljesítménynek megfelelő hőteljesítmény A súrlódási hő időegységre eső hányada

5 A hatásfok („hasznos munkát” végző gép esetében)

6 Sorba kapcsolt rendszer eredő hatásfoka
Po P1 P2 P3 GÉP 1. GÉP 2. GÉP 3. Pv1 Pv2 Pv3 a részhatásfokok szorzata

7 Az energiafolyam ábra P3 P2 P1 Po Pv2 Pv3 Pv1
Hasznos teljesítmény Összes teljesítmény Pv2 Pv3 Pv1 Az egyes sávok szélessége arányos az adott teljesítménnyel.

8 A mechanikai súrlódás oka
Az érintkező felületek egyenetlensége

9 A súrlódás csökkentése
kenőanyag (olaj, zsír) Kenőanyag alkalmazásával a mechanikai súrlódást a sokkal kisebb értékű folyadéksúrlódással váltjuk fel

10 Mindig egy anyagpárra érvényes!
A súrlódási tényező Nyugalmi (µo) v=0 esetén! Mozgásbeli (µs) Mindig egy anyagpárra érvényes! µo> µs

11 A nyugalmi súrlódási tényező meghatározása
(egy lehetséges módszer) Változtatható hajlásszögű lejtő, a kérdéses egyik anyagból készült felülettel. Ráhelyezett hasáb formájú test a másik anyagból készült felülettel. A lejtés fokozatos növelése, addig az értékig, amikor a test éppen megindul. Ekkor éppen Fs=µo· G ·cos=G ·sin=Gt, azaz µo=tg .

12 A lejtővel párhuzamos komponens Súrlódási erő
A lejtőre merőleges komponens Súlyerő

13 A mozgásbeli súrlódási tényező meghatározása
(egy lehetséges módszer) Adott hajlásszögű lejtő a kérdéses egyik anyagból készült felülettel és hozzá törésmentesen csatlakozó, azonos anyagú vízszintes pályaszakasszal. Ráhelyezett hasáb formájú test a másik anyagból készült felülettel. Mérni kell a test súlypontjának helyzetét a vízszintes szakasz felett az indulás pillanatában, valamint a lejtőn és a vízszintes szakaszon megtett út hosszát.

14 Teljesítményátvitel súrlódással (dörzshajtások)
2 Fk=Fs=·FN 1 (1) FN FN (2)

15 Teljesítményátvitel súrlódással (dörzshajtások)
Fk=Fs=·FN (1) (2) u1=u2 ideális esetben u2<u1 valóságos esetben

16 Teljesítményátvitel súrlódással (dörzshajtások)
Fk=Fs=·FN (1) (2) valóságos esetben

17 Teljesítményátvitel súrlódással (dörzshajtások)
Fk=Fs=·FN (1) (2)

18 Teljesítményátvitel súrlódással (szíj- és kötélhajtások)
2 FN T1 FN 1 To Feszes ág Laza ág Hajtott kerék Hajtó kerék

19 Teljesítményátvitel súrlódással (szíj- és kötélhajtások)
1 T1 FN FN 1 Feszes ág To Laza ág

20 Dörzshajtások Előnyök Hátrányok Egyszerű Olcsó Kevés karbantartás
Kis zaj Nincs túlterhelés Nem sebességtartó Korlátozott teljesítmény Általában kis áttétel Nagy hajlító igénybe-vétel a tengelyen

21 Kényszerhajtások Fogaskerék Lánc Csiga-csigakerék

22 Kényszerhajtásoknál A kerületi sebesség a kényszerkapcsolat miatt azonos. Az áttétel a geometriai méretekkel egyértelműen adott. A fogazott elemek egymáson csúszással gördülnek le, a csúszás közben keletkező súrlódási hő a veszteség.

23 Kényszerhajtások Előnyök Hátrányok Sebességtartó Nagy teljesítmény
Nagy áttétel Változtatható áttétel Kis hajlító igénybevétel a tengelyen Költséges Bonyolult a gyártás Karbantartásigényes Zaj és rezgés

24 Csigasor (kinematikai törvények, súrlódás nélkül)
F=G/4 ill. G/n vG=vF/4 ill. vF/n a csigasor áttétele i=n F PF=F·vF=G·vG=PG G

25 Csigasor (kinematikai törvények, súrlódással)
F>G/4 ill. G/n vG=vF/4 ill. vF/n a csigasor áttétele i=n F PF=F·vF>G·vG=PG Oka: a csigakerekek csapsúrlódása és a kötél merevsége G

26 Csigasor (kinematikai törvények, súrlódással)
F·2 F·3 vG=vF/4 ill. vF/n a csigasor áttétele i=n  = feszültségi viszony (<1) F· F F·4 G=F··(1++2+3) G

27 Csigasor (hatásfoka) Ez a tényező elmarad, ha az állócsigák száma egyel kevesebb, mint a mozgó csigáké! ‘n’ a kötélágak száma.

28 Meddig érdemes növelni a csigasorban lévő csigák számát?
Végtelen sok mozgócsiga esetén az F erő egy határértékhez tart! Például =0,9 esetén ez 0,11!

29 Meddig érdemes növelni a csigasorban lévő csigák számát?
Végtelen sok mozgócsiga esetén a vF sebesség a végtelenhez, a teheremelés sebessége pedig zérushoz tart!

30 Meddig érdemes növelni a csigasorban lévő csigák számát?
Végtelen sok mozgócsiga esetén a hatásfok egyre romlik, zérushoz tart! Például =0,9 és n=6 (három mozgócsiga) esetén ez 0,7, n=10 (öt mozgócsiga) esetén 0,59!

31 EGYENLETES SEBESSÉGŰ MUNKAVÉGZÉS

32 Az emberi munkavégzés korlátai
Feltétel: ne legyen megerőltető a munkavégzés! Korlátozott erőkifejtés (tartós üzemben kb. 100N) Mindkét „irányban” korlátozott sebesség (járás esetén, tartós üzemben kb. 1 m/sec) Korlátozott teljesítmény (a fentiekből kb. 100 W) A testfelépítéssel és a testalkattal összefüggő korlátok. Pszichológiai korlátok.

33 Tehervontatás (vízszintes pályán) Fv Fs G

34 a „hajtóerő” legyen egyenlő az ellenállással!
Egyenletes sebességű haladás feltétele Általánosságban: a „hajtóerő” legyen egyenlő az ellenállással!

35 A súrlódási erő vízszintes pályánál!
A felületeket összeszorító erő és a két felület érintkezésére jellemző tényező szorzata vízszintes pályánál!

36 Ható erők ferde pályánál
(lefelé vontatás) Fs Fv Gn  G Gt Gn=G·cos Gt=G ·sin

37 Egyenletes sebességű haladás feltétele
(lejtős pályán lefelé) Ha Gt>Fs akkor a vonóerő negatív, azaz nincs szükség rá, helyette fékező erő kell!

38 Mindig ellentétes a haladás vagy a szándékolt haladás irányával!
A súrlódási erő iránya Mindig ellentétes a haladás vagy a szándékolt haladás irányával!

39 A gördülési ellenállás
Fg r FN G f

40 A kerék átmérőjének hatása a gördülési ellenállásra
R>>r fRfr fr fR

41 Kalorikus gépek (hőerőgépek) üzemének jellemzése
Fajlagos fogyasztás Fajlagos hőfogyasztás

42 Fajlagos fogyasztás A kalorikus gép által elfogyasztott üzemanyag tömege a szolgáltatott (hasznos) teljesítményre vonatkoztatva.

43 Fajlagos hőfogyasztás
Az egységnyi hasznos munkához szükséges hőmennyiség (bevezetett energia). ‘H’ az ún. alsó fűtőérték, az egységnyi tömegű üzemanyag elégetése során keletkező hőmennyiség A fajlagos hőfogyasztás mértékegység nélküli szám és egyenlő a kalorikus gép hatásfokának reciprokával!

44 Ellenőrző kérdések (1) Hogyan értelmezhető a gép energetikai modellje?
Mi a hatásfok? Hogyan igazolható, hogy 100% hatásfokú gép nem létezhet? Milyen különlegessége van a hasznos munkát végző gép energetikai modelljének? Hogyan lehet meghatározni az energetikailag sorbakapcsolt gépek eredő hatásfokát? Igazolja! Mi az energiafolyam ábra? Mi a mechanikai súrlódás oka? Mi a különbség a tapadási és a csúszási súrlódási tényező között?

45 Ellenőrző kérdések (2) Hogyan és miért csökken a súrlódás kenőanyag alkalmazása esetén? Hogyan határozható meg a tapadási súrlódási tényező kísérleti úton? Hogyan határozható meg a csúszási súrlódási tényező kísérleti úton? Hogyan valósul meg a teljesítményátvitel dörzshajtás alkalmazása esetén? Mi az áttétel? Mit értünk egy dörzshajtás esetén szlip alatt? Mi a veszteség forrása a súrlódó hajtásoknál? Miért?

46 Ellenőrző kérdések (3) Igazolja, hogy a súrlódó hajtás hatásfoka és a szlip közötti összefüggést? Van-e hatással a szlip a súrlódó hajtás áttételére? Miért? Mit kell érteni egy szíj- vagy kötélhajtás esetén laza és feszes ág alatt? Milyen előnyös tulajdonságai vannak a dörzshajtásoknak? Milyen kedvezőtlen tulajdonságai vannak a dörzshajtásoknak? Mik a jellemzői a kényszerkapcsolaton alapuló hajtásoknak? Mi a veszteség forrása a kényszerkapcsolaton alapuló hajtások esetén?

47 Ellenőrző kérdések (4) Milyen előnyös tulajdonságai vannak a kényszerhajtásoknak? Milyen kedvezőtlen tulajdonságai vannak a kényszerhajtásoknak? Mit értünk egy csigasor áttételén? Milyen kinematikai törvényei vannak az egyszerű csigasornak? Mi a veszteség forrása egy csigasor esetében? Hogyan értelmezhető a csigasor hatásfoka és hogyan határozható meg? Mi az oka annak, hogy a gyakorlatban 2-3 mozgócsigánál többet csak ritkán alkalmaznak egy csigasorban?

48 Ellenőrző kérdések (5) Milyen korlátokra kell tekintettel lenni, ha emberi munkavégzésről van szó? Mi határozza meg a súrlódási erő irányát? Mi az egyenletes sebességű munkavégzés általános feltétele? Vázlat alapján írja fel a lejtőn felfelé egyenletes sebességgel vontatott test erőjátékát! Vázlat alapján írja fel a lejtőn lefelé egyenletes sebességgel vontatott test erőjátékát? Mit értünk százalékban vagy ezrelékben megadott lejtés alatt? Milyen összefüggésben van ez a lejtő vízszintessel bezárt szögével? Vázlat alapján magyarázza el a gördülési ellenállás keletkezését?

49 Ellenőrző kérdések (6) Igaz-e és hogyan igazolható, hogy a gördülési ellenállás a kerék méreteinek növelésével csökken? Mi a fajlagos fogyasztás? Mi a fajlagos hőfogyasztás? Mi a fűtőérték? Mi a különbség az alsó és a felső fűtőérték? Igazolja, hogy a fajlagos hőfogyasztás a hatásfok reciproka!