VÁLTOZÓ SEBESSÉGŰ ÜZEM

Az előadások a következő témára: "VÁLTOZÓ SEBESSÉGŰ ÜZEM"— Előadás másolata:

1 VÁLTOZÓ SEBESSÉGŰ ÜZEM

2 A következőkben mozgó illetve mozgó alkatrészeket tartalmazó gépek változó sebességű üzemét vizsgáljuk!

3 Az egyenletes sebességű üzem modellje
Phajtóerő Pellenállás =

4 A változó sebességű üzem modellje
> Phajtóerő Pellenállás < vagy > Fhajtó Fellenállási <

5 A változó sebességű üzem energetikai modellje
Ptárolt Pbe GÉP Pki

6 A tárolt energia csaknem minden esetben mozgási energia!

7 A teljes üzemi folyamat az indítástól a megállásig

8 SEBESSÉG - IDŐ MENETÁBRA
v (m/sec) t (sec) egyenletes sebességű üzem fékezéses megállás indítás szabadkifutás

9 GYORSULÁS - IDŐ MENETÁBRA
a (m/sec2) szabadkifutás egyenletes sebességű üzem indítás fékezéses megállás t (sec)

10 PÁLYAMENTI ERŐK - IDŐ MENETÁBRA
F (N) Gördülési ellenállás szabadkifutás egyenletes sebességű üzem indítás fékezéses megállás t (sec)

11 TELJESÍTMÉNY - IDŐ MENETÁBRA
P (W) A gördülési ellenállás teljesítményének változása fékezéses megállás szabadkifutás egyenletes sebességű üzem indítás A gyorsító erő munkája t (sec)

12 TELJESÍTMÉNY - IDŐ MENETÁBRA
P (W) A gördülési ellenállás munkája (Wg) fékezéses megállás szabadkifutás egyenletes sebességű üzem indítás A gyorsító erő munkája (Wgy) t (sec) A fékezési hő (Qf)

13 Az indítás és a megállás szakaszára

14 Az indítási teljesítménycsúcs
P (kW) Teljesítményigény az indítási szakasz végén Az indítási szakasz végén a teljesítményigény az egyenletes sebességű üzemben szükségesnek a többszöröse is lehet és az indítási szakasz hosszával fordított arányban változik Az egyenletes üzem teljesítményigénye t (sec)

15 Az indítási teljesítménycsúcs csökkentése
P (kW) Pmax1 (kW) Pmax4 (kW) t (sec)

16 A többfokozatú indítás teljesítményszükséglete
Az egy fokozatban végzett indítás munkaszükséglete

17 A több fokozatban végzett indítás munkaszükséglete

18 A több fokozatban végzett indítás munkaszükséglete az n-dik fokozatban
Kiemelve a közös tényezőket

19 Az n fokozatban összesen végzett munka
Átalakítások elvégzése a zárójelen belül

20 Az egy és a többfokozatú indítás munkaszükséglete azonos

21 A többfokozatú indítás teljesítményszükséglete

22 Végtelen sok fokozatú indítás teljesítményszükséglete
A sorozat minden tagja kisebb, mint 2, de egyre közelebb esik ehhez az értékhez. Végtelen sok tag esetén tehát a sorozat összege 2n

23 Az indítás teljesítményszükségletének jelentősége egy mintapéldán keresztül

24 Egy (felső gépházas) felvonó járószékének tömege 1600 kg, teherbírása 4000 N.
Az alkalmazott ellensúly a járószék súlyán kívül a maximális hasznos teher felét is kiegyensúlyozza. Határozzuk meg az egyenletes sebességű teheremelés teljesítmény-szükségletét és a felvonó-berendezés teljes hatásfokát, ha feltételezzük, hogy a teheremelés sebessége 0,6 m/sec, a súrlódási veszteségek és a kötél merevségének leküzdéséhez rendelt hatásfok 45%, a motor és a kötéldob közé épített lassító áttétel hatásfoka 65%, a villamos motor hatásfoka 80%.

25 Veszteségmentes esetben a szükséges teljesítmény 1,2 kW
Veszteségek figyelembevételével a szükséges teljesítmény 5,2 kW

26 A teljesítmény-idő menetábra alapján
Határozzuk meg a teljesítményszükségletet, ha azt karjuk, hogy a felvonó 3 sec alatt érje el üzemi sebességét. A teljesítmény-idő menetábra alapján

27 Mivel Pü ismert, 5,2 kW, a liftberendezés teljes mozgási energiáját kell meghatározni a szükséges maximális teljesítmény kiszámításához. A mozgási energia összetevődik: az egyenes vonalú mozgást végző tömegek és a forgó mozgást végző tömegek mozgási energiájából

28 Az egyenes vonalú mozgást végző tömegek mozgási energiája

29 A forgó mozgást végző tömegek.
kötéldob, csiga – csigakerekes hajtómű, tengelykapcsoló, villamos motor forgórésze.

30 A tehetetlenségi nyomaték

31 A végtelenül vékony gyűrű tehetetlenségi nyomatéka

32 Tömör tárcsa ill. henger tehetetlenségi nyomatéka
dr r

33 Tömör tárcsa ill. henger tehetetlenségi nyomatéka

34 A tehetetlenségi nyomaték általánosságban
Ahol  a tömegredukciós tényező, értéke ½ és 1 között van a forgó tömeg kialakításától függően!

35 A forgó mozgást végző tömegek
(vissza a feladathoz!) kötéldob, csiga – csigakerekes hajtómű, tengelykapcsoló, villamos motor forgórésze.

36 Kötéldob Tömege: 20 kg Átmérője: 50 cm Redukcós tényező legyen: 0,9

37 A kötéldob

38 A csigakerék Tömege: 35 kg Átmérője: 750 mm
Szögsebessége azonos a kötéldobéval!

39 A csiga Tömege: 10 kg Átmérője: 100 mm
Szögsebessége azonos a villamosmotoréval, ami legyen 1500 ford/min azaz 157 rad/sec!

40 A tengelykapcsoló Tömege: 6 kg Átmérője: 150 mm

41 A villanymotor Tömege: 25 kg Átmérője: 30 cm

42 A teljes mozgási energia = gyorsítási munka
Járószék + ellensúly J Kötéldob ,24 J Csigakerék ,1 J Csiga J Tengelykapcsoló J Villanymotor J Összesen  J

43 A maximális teljesítmény

44 A rendszer redukált tehetetlenségi nyomatéka

45 A rendszer redukált tehetetlenségi nyomatéka
A motor kihajtó tengelyére végezve a redukciót!

46 Ellenőrző kérdések (1) Hasonlítsa össze az egyenletes és a változó sebességű üzem matematikai modelljét! Milyen szakaszai vannak az indulástól a leállásig tartó üzemnek? Melyek a legfontosabb menetábrák? Mi a szabadkifutás? Mi a gyorsító erő? Mire fordítódik a gyorsító erő munkája? Miért előnytelen az egy fokozatban, állandó gyorsulással történő indítás? Hogyan csökkenthető az egy fokozatban, állandó gyorsulással történő indításnál jelentkező teljesítménycsúcs?

47 Ellenőrző kérdések (2) Legfeljebb hányad részére csökkenthető az egy fokozatban, állandó gyorsulással történő indításhoz tartozó teljesítménycsúcs azonos idő alatt, azonos sebességre történő többfokozatú indítással? Igazolja szemléletes módon! Hogyan határozható meg a forgó mozgást végző tömegek felgyorsításához szükséges munka? Mi a tehetetlenségi nyomaték? Mi a tömegredukciós tényező? Milyen szélső értékei vannak? Mit értünk egy gépi berendezés redukált tehetetlenségi nyomatéka alatt?