Rotační pohyb – kinematika a dynamika
Výkon pro rotaci P = Mk . ω úhlová rychlost ω = π . n / 30 [ s-1 ]
frekvence otáčení n [ min-1 ]
výkon P [ W ]
pro stanovení krouticího momentu Mk = 9550 . P / n P [ kW ] n [ min-1] Mk [ N . m ]
kinetická energie rotujících částí Ek = 0,5 . J . ω2
hmotový osový moment setrvačnosti J = m . rstř2 pro kotouč bez otvoru J = 0,5 . m . R2
R je vnější průměr kotouče rstř je střední průměr prstence
rozběh konstantním krouticím momentem (podobně brždění)
při konstantním zrychlení
Mk = J . ω / t
vložená kinetická energie při rozběhu (konst. zrychlení)
analogicky uvolněná energie při brždění
Ek = 0,5 . Mk . ω . t
při brždění se energie mění v teplo rozptýlené do okolí – nutnost zajistit chlazení třecích brzd
Funkce setrvačníku v pohonu
kinetická energie setrvačníku doplňuje energii při změnách hnacího nebo odebíraného krouticího
momentu J . ( ω1 – ω2 ) = ΔMk . t
Motory
Motory slouží jako pohonné jednotky pro mechanismy. Charakteristika motoru udává závislost krouticího
momentu Mk na frekvenci otáčení n. Tato závislost je podle typu motoru strmá, plochá apod. S ohledem
na charakter odebíraného krouticího momentu musí být pohon vybaven např. spojkou, převodem aj.
Motory pohonů
• elektromotory
• spalovací motory
• rotační hydromotory
Elektromotory (nejčastější)
indukční (asynchronní)
stejnosměrné sériové
momentová
charakteristika
asynchronní motor
indukční elektromotor
s je skluz, tj. s = n / nsyn
nsyn jsou synchronní otáčky
často je skluz s vyjadřován v %
nsyn
n
Charakteristika rotačního hydromotoru
závislost krouticího momentu Mk [ N . m ] na frekvenci otáčení n [ min-1 ]
je velmi plochá – krouticí moment se nemění s otáčkami, což je výhodné
průtočné množství
výkon
účinnost
krouticí moment a tlak
Motory
Charakteristika spalovacího motoru Charakteristika sériového elektromotoru
Charakteristiky motorů v provozní oblasti Mk, n - porovnání
asynchronní – strmá (malý pokles otáček pro zvětšení odporu Mk)
sériový elektromotor – plochá (velký pokles otáček pro zvětšení odporu Mk)
spalovací motor – plochá (velký pokles otáček pro zvětšení odporu Mk)
rotační hydromotor – naprosto plochá (jiný způsob regulace Mk změnou tlaku p)
Charakteristika (momentová) je závislost krouticího momentu na frekvenci otáčení
Hřídelové spojky
Spojení souosých hřídelů – s nepřesnostmi (různoběžnost, mimoběžnost podle možností
výroby a montáže)
Spojky podle možností trvalého
nebo přerušovaného spojení
• pevné
• výsuvné
• pojistné (omezující)
Spojky podle možnosti vzájemného natočení ve
směru rotace hřídelů
nulové zkroucení
zkroucení podle zatížení Mk
Spojky dávající trvalé spojení
pevné
pružné
poddajné
klouby
Spojky výsuvné
zubové axiální a radiální
třecí (s plochou rovina, válec, kužel)
rozběhové třecí rozběhové a hydrodynamické
volnoběžky
pružné spojky umožňují zkroucení hřídelů navzájem, poddajné větší úchylky vzájemné polohy
Pružné spojky
hydrodynamická spojka
Spojky pružné a poddajné
Pružné spojky dovolují vzájemné pootočení hřídelů
podle jejich osy rotace (pružné deformace)
vyrovnávají skoky hodnoty přenášeného krouticího
momentu Mk
Poddajné spojky dovolují spojení hřídelů s osami
různoběžnými a mimoběžnými (vyrovnávací s.).
Klouby jsou určeny pro velké rozdíly v polohách os
hřídelů.
Pružné elementy pružných a poddajných spojek jsou z pružinové oceli, pryžové nebo kombinované.
Pružná Hardy spojka
Pružné spojky (tlumící)
• s čepy a silentbloky
• Hardy spojka
• spojky s vlnovcem
Poddajné spojky (vyrovnávací)
Oldhamova spojka
spojky zubové
klouby a kloubové hřídele
Pružné spojky často fungují i jako poddajné (vyrovnávací).
S
p
o
j
k
a
O
l
d
h
a
m
o
v
a
Spojka Oldhamova
Spojka zubová radiální
Spojka vlnovcová
Spojka s pryžovou
obručí Periflex
Homokinetické klouby
přední náhon řiditelných kol automobilu
Hookův kloub – nerovnoměrná rychlost otáčení výstupu
proto se používá ve dvojici (zrcadlové uspořádání), rychlost se vyrovnává
Homokinetické klouby (stejnoběžné) se rozšířily s používáním předního náhonu u osobních automobilů
Homokinetický kloub s kuličkami
princip stejnoběžných kloubů
opření v rovině souměrnosti
homokinet. kloub Aero
(2x Hookův zrcadlově)
čepy uložené v jehlových ložiskách, použití tzv. „kamenů“
H. kloub s kameny
kuličkové homokinetické klouby
Výsuvné spojky
Výsuvné spojky jsou zubové (axiální, radiální) nebo třecí (s třecími plochami válec, kužel, rovina).
Krouticí moment přenášejí třením – třecí síla F je dána součinem přítlačné síly N a součinitele tření f.
Krouticí moment spojkou přenášený Mk je součinem třecí síly F a poloměru R, na kterém leží.
Ovládání výsuvných spojek je mechanické, hydraulické, elektromagnetické.
Třecí spojky výsuvné mohou pracovat i jako třecí brzdy nebo jako spojky pojistné (omezující).
Mk = N . f . R
Lamelová spojka Ortlinghaus Elektromagnetická spojka Zubová elektromagnetická spojka
Spojky výsuvné třecí spojky výsuvné zubové
Třecí spojky
• suché
• mokré (s mazivem)
spojky elektromagnetické kroužkové
bezkroužkové
motocyklová spojka – tzv. mokrá – třecí plochy
v olejové lázni
Lamely jsou tzv. vnější hnací a vnitřní hnané
(vnější spojené drážkováním se setrvačníkem,
vnitřní drážkováním s nábojem)
Pružiny jsou trvale stlačeny a uvolňují se působením hydr.
válce s pístem (ovládán pedálem) přes spojkové ložisko.
Motocykl. spojka – pružiny šroubově vinuté tlačné, osobní
automobil – pružiny talířové.
Automobilní suchá
třecí jednolamelová
spojka
přítlačný kotouč
lamela
talířová pružina
kryt (rám) spojený se setr-
vačníkem
spojkové ložisko
1 – kryt
2 – obložení lamely
3 – přítlačný talíř
4 – opření pružiny
5 – uchycení pružiny
6 – pružina - jazýčky
hydrodynamické spojky
zubová spojka
Spojky rozběhové automaticky spojí hřídele po dosažení určité frekvence otáčení – jsou třecí nebo obsahují
tekuté, případně práškové médium, směs apod.
Volnoběh – spojka pro pouze jeden smysl otáčení (třecí nebo západkové).
rozběhová spojka
odstředivá spojka C = m . r . ω2 = N
Mk = N . f . d / 2
Brzdy
Brzdy podle principu
• mechanické třecí
• hydrodynamické
• elektrické indukční
Mechanické brzdy třecí (dle plochy)
• čelisťové bubnové vnější
• čelisťové bubnové vnitřní
• kuželové
• kotoučové
• lamelové
• pásové
Materiál třecích ploch
obložení obsahující asbest
obložení neobsahující asbest
litina, ocel
Elektrické brzdy
umožňují rekuperaci (návrat)
elektrické energie do sítě
Třecí a hydrodynamické brzdy
mění pohybovou energii v teplo,
které se rozptyluje do okolí
Schéma jeřábové brzdy čelisťové se 2 vnějšími čelistmi
hřídel bubnu není zatěžován
radiálními silami
v klidu zabržděno silou
pružiny
buben kovový, čelisti
s obložením
Mk = Fn . f . R
Fn = F2 .b . c / ( a . d )
F2 = F . l / e
Konstrukční řešení jeřábové brzdy čelisťové se 2 vnějšími čelistmi, ovládání elektrohydraulické
ovládání brzdy hydraulické
třecí plochy rovinné
kotouč kovový, čelist s obložením
při brždění působí na ložiska
kotouče radiální síla
Kotoučová brzda vozidla
Pásová brzda
G
ocelový pás s přinýtovanými destičkami s obložením (f = 0,35)
litinový brzdový buben
přítlačná síla vyvolána závažím nebo pružinou (síla G)
silou je zatěžován i hřídel bubnu a jeho ložiska
brzdy zvedacích zařízení i vozidel (na hřídeli náhonu)
silný brzdný účinek, až blokování
Brzdný účinek (moment)
záleží na smyslu otáčení bubnu
Brzdy výtahů, zdrže, omezovače rychlosti
Zdrže brzdí na přímočarém vedení výtahové kabiny, okamžitý účinek při překročení přípustné rychlosti.
Spojeno se značným rázem – silný třecí účinek (třecí západka, drážkové tření).
Omezovače rychlosti – obdoba odstředivé rozběhové spojky.
Pokud jsou lana, na kterých je zavěšena kabina výtahu, zatížena, je zdrž uvolněna. V případě uvolnění
lan je zdrž automaticky uvedena v činnost – pružiny tlačí na čelist, která je přitlačena klínem
k přímočarému svislému vedení kabiny (podobně jako v upnutí ploché zkušební tyčky v trhačce).
Výtahová zdrž
třecí západka
klínová zdrž
pružina tlačí západku do kontaktu
při tahu v lanech aretována západka
Volnoběžné spojky (volnoběžky)
Přenos krouticího momentu je možný jen pro jeden směr otáčení.
Hnaný hřídel může předbíhat hnací hřídel.
• kuličky
• západky
• válečky a jehly
• třecí západky
• šroubové třecí
axiální
radiální
Volnoběh :
Volnoběhy
Top Related