Rotační pohyb – kinematika a dynamika

1. Výkon pro rotaci P = Mk . ω úhlová rychlost ω = π . n / 30 [ s-1 ] Rotační pohyb – kinematika a dynamika 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 rstř je střední průměr prstence R je vnější průměr kotouče 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

2. 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 momentová charakteristika Elektromotory (nejčastější) • indukční (asynchronní) • stejnosměrné sériové asynchronní motor

3. Charakteristika rotačního hydromotoru krouticí moment a tlak účinnost výkon průtočné množství závislost krouticího momentu Mk [ N . m ] na frekvenci otáčení n [ min-1 ]

4. Motory Charakteristika (momentová) je závislost krouticího momentu na frekvenci otáčení Charakteristika spalovacího motoru Charakteristika sériového elektromotoru Charakteristiky motorů v provozní oblasti Mk, n • 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)

5. Hřídelovéspojky Spojení souosých hřídelů – s nepřesnostmi (různoběžnost, mimoběžnost podle možností výroby a montáže) Spojky podle možností trvalého nebo přerušovaného spojení Spojky podle možnosti vzájemného natočení ve směru rotace hřídelů • pevné • výsuvné • pojistné (omezující) • nulové zkroucení • zkroucení podle zatížení Mk Spojky výsuvné Spojky dávající trvalé spojení • pevné • pružné • poddajné • klouby • 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

6. Pružné spojky hydrodynamická spojka

7. Spojky pružné a poddajné Pružné spojky (tlumící) • s čepy a silentbloky • Hardy spojka • spojky s vlnovcem 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. Klouby jsou určeny pro velké rozdíly v polohách os hřídelů. Poddajné spojky (vyrovnávací) • Oldhamova spojka • spojky zubové • klouby a kloubové hřídele Pružné spojky často fungují i jako poddajné (vyrovnávací). Pružné elementy pružných a poddajných spojek jsou z pružinové oceli, pryžové nebo kombinované. Pružná Hardy spojka

8. Spojka Oldhamova Spojka zubová radiální Spojka Oldhamova Spojka s pryžovou obručí Periflex Spojka vlnovcová

9. Homokinetické klouby

10. Hookův kloub – nerovnoměrná rychlost otáčení výstupu proto se používá ve dvojici (zrcadlové uspořádání), rychlost se vyrovnává čepy uložené v jehlových ložiskách, použití tzv. „kamenů“ Homokinetický kloub s kuličkami homokinet. kloub Aero (2x Hookův zrcadlově) princip stejnoběžných kloubů opření v rovině souměrnosti Homokinetické klouby (stejnoběžné) se rozšířily s používáním předního náhonu u osobních automobilů

12. 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). Třecí spojky spojky elektromagnetické kroužkové bezkroužkové Mk = N . f . R • suché • mokré (s mazivem) Spojky výsuvné třecí spojky výsuvné zubové Lamelová spojka Ortlinghaus Elektromagnetická spojka Zubová elektromagnetická spojka

13. 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 zubováspojka hydrodynamické spojky

14. Brzdy Brzdy podle principu Mechanické brzdy třecí • mechanické třecí • hydrodynamické • elektrické indukční • čelisťové bubnové vnější • čelisťové bubnové vnitřní • kuželové • kotoučové • lamelové • pásové Materiál třecích ploch • obložení obsahující asbest • obložení neobsahující asbest • litina, ocel Třecí a hydrodynamické brzdy mění pohybovou energii v teplo, které se rozptyluje do okolí Elektrické brzdy umožňují rekuperaci (návrat) elektrické energie do sítě

15. Schéma jeřábové brzdy čelisťové se 2 vnějšími čelistmi Mk = Fn . f . R Fn = F2 .b . c / ( a . d ) F2 = F . l / e hřídel bubnu není zatěžován radiálními silami v klidu zabržděno silou pružiny buben kovový, čelisti s obložením

16. Konstrukční řešení jeřábové brzdy čelisťové se 2 vnějšími čelistmi, ovládání elektrohydraulické

17. Kotoučová brzda vozidla ovládání brzdy hydraulické třecí plochy rovinné kotouč kovový, čelist s obložením při brždění působí na ložiska kotouče radiální síla

18. Pásová brzda 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 G

19. 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. Výtahová zdrž 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). třecí západka klínová zdrž pružina tlačí západku do kontaktu při tahu v lanech aretována západka

20. Volnoběžné spojky (volnoběžky) • kuličky • západky • válečky a jehly • třecí západky • šroubové třecí Přenos krouticího momentu je možný jen pro jeden směr otáčení. Hnaný hřídel může předbíhat hnací hřídel. • axiální • radiální Volnoběh :

21. Volnoběhy