Transcript I. előadás - DE Műszaki Kar

ÁLTALÁNOS GÉPTAN
Előadó: Dr. Fazekas Lajos
Debreceni Egyetem
Műszaki Kar
1. Előadás
Mértékegységek
Energiaforrások
Gépek, gépelemek
Debreceni Egyetem Műszaki Kar
SI mértékegységek és jelölésük
Alapmennyiségek
Jele
Mértékegysége
Jele
hosszúság
l
méter
m
tömeg
m
kilogramm
kg
idő
t
másodperc
s
elektromos
áramerősség
i
amper
A
hőmérséklet
T,t
kelvin
K
fényerősség
i
kandela
cd
anyagmennyiség
n
mol
mol
síkszög,szög
Α,β,φ
radián
rad
térszög
Ω,ω
szteradián
sr
Kiegészítő mennyiségek
Debreceni Egyetem Műszaki Kar
SI = „System International” 
Nemzetközi mértékegység-
SI- prefixumok
0
10 -tól
-
24
10 -ig
Szorzó
Előtag
Jele
hatvánnyal
számnévvel
yottazetta
exa
peta
tera
giga
mega
kilo
-
Y
Z
E
P
T
G
M
k
1024
1021
1018
1015
1012
109
106
103
100
kvadrillió
trilliárd
trillió
billiárd
billió
milliárd
millió
ezer
egy
-
Debreceni Egyetem Műszaki Kar
Prefixum = előtag
SI- prefixumok 10-3-tól – 103-ig
Szorzó
Előtag
Jele
hatvánnyal számnévvel
kilo
k
103
hekto
h
102
deka
da
101
-
-
100
deci
d
10-1
centi
c
10-2
milli
m
10-3
Debreceni Egyetem Műszaki Kar
ezer
száz
tíz
egy
tized
század
ezred
SI- prefixumok
0
10 -tól
–
-24-ig
10
Előtag
Jele
Szorzó
hatvánnyal számnévvel
milli
mikro
m
μ
100
10-3
10-6
egy
ezred
milliomod
nano
piko
n
p
10-9
10-12
milliárdod
billiomod
femto
f
10-15
billiárdod
atto
a
10-18
trilliomod
zetto
z
10-21
trilliárdod
yokto
y
1024
kvadrilliomod
Debreceni Egyetem Műszaki Kar
Példák:
•
•
•
•
9 THz (9 terahertz) = 9·1012 Hz
7 km (7 kilométer) = 7·103 m
5 ns (5 nanoszekundum) = 5·10-9 s
2 pF (2 pikofarad) = 2·10-12 F
Debreceni Egyetem Műszaki Kar
Hárommal nem osztható
hatványkitevőjű prefixumok
Előtag
Jele
Szorzó
Hekto
h
102
Deka
da
101
d
10-1
dl deciliter; dm
deciméter;dg decigramm
c
10-2
cm centiméter; cl
centiliter;cg centigramm
Deci
Centi
Használat
hl hektoliter ; hPa
hektopascal
dag (dkg hétköznapi
változat) dekagramm
Debreceni Egyetem Műszaki Kar
Ezek nem minden
alapegységhez tehetők
hozzá!
További (javaslat szintjén megfogalmazott, nem
hivatalos) prefixumok nagyon nagy és nagyon
kicsi mennyiségek kifejezésére:
Előtag
Jele
Szorzó
Előtag
Jele
Szorzó
yototta
Ya
1048
milocto
mo
10-27
zetotta
Za
1045
micocto
mo
10-30
exotta
Ea
1042
nanocto
no
10-33
petotta
Pa
1039
picocto
po
10-36
terotta
Ta
1036
femocto
fo
10-39
gigotta
Ga
1033
attocto
ao
10-42
megotta
Ma
1030
zepocto
zo
10-45
kilotta
Ka
1027
yocotto
yo
10-48
Debreceni Egyetem Műszaki Kar
SI származtatott egységek
A származtatott egységek az alap és kiegészítő egységek
szorzása,illetve osztása útján létrehozott egységek. Több
származtatott egységnek külön nevet adtak,hogy írásuk
egyszerűbb legyen.
Mennyiség
Neve
Jele
terület
négyzetméter
m2
térfogat
köbméter
m3
frekvencia
hertz
Hz,sec-1
sűrűség
kilogramm / köbméter
kg/ m3
sebesség
méter / másodperc
m/s
gyorsulás
méter /másodperc2
m/s2
erő
newton
N
Debreceni Egyetem Műszaki Kar
Debreceni Egyetem Műszaki Kar
Néhány nem SI mértékegység
Név
Jelölés
SI egységekben kifejezett
értéke
perc
min
1 perc= 60 s
óra
h
1óra = 60 perc = 3600 s
nap
d
1 d = 24óra= 86400 s
fok
°
1° = (π/180)rad
ívperc
'
1' = (1/60)°= (π/10800) rad
ívmásodperc
'‘
1'‘ = (1/60)‘ = (π/648000) rad
liter
l
1l =1 dm3 = 10-3 m3
tonna
t
1 t =103 kg
Debreceni Egyetem Műszaki Kar
A gépek fogalma
A gép fogalmának több meghatározása is létezik, de egyik sem tökéletes:
a) A gép olyan, ember által készített munkaeszköz, amelynek segítségével az
ember életszükségleteit, az anyag, a természeti erők és jelek átalakításával
könnyen kielégítheti. (Dr. Terplán Zénó és Dr. Lendvay Pál meghatározása).
b) Gépnek nevezhető minden mechanikai elven működő eszköz, amely az
anyag vagy energia alakjának vagy helyzetének tervszerű megváltoztatására
alkalmas. (Dr. Pattantyús Ábrahám Géza professzor meghatározása).
c) A gép olyan mesterséges szerkezet,amelyet az ember a természeti
jelenségek felhasználásával hoz létre saját fizikai, szellemi és fiziológiai
műveletek részleges vagy teljes helyettesítésével . (Dr . Terplán Zénó és Dr.
Lendvay Pál meghatározása).
Debreceni Egyetem Műszaki Kar
A gépek fogalma
anyagveszteség
ANYAG
anyag
GÉP
(alak-és energiaváltozás)
ENERGIA
energia
energiaveszteség
Ha a gépet egyelőre egy fekete doboznak tekintjük,
akkor ez egy olyan rendszer, amelynek belső
szerkezetét, tartalmát nem ismerjük, csak a bemenő és
kimenő hatások összefüggése ismert.
Debreceni Egyetem Műszaki Kar
Gépek csoportosítása
• Rendeltetés szerint
• Feladat szerint
• Szerkezet szerint
• Erőforrás szerint
• Mechanikai munka szerint
Debreceni Egyetem Műszaki Kar
Gépek csoportosítása rendeltetés
szerint
• Mezőgazdasági gépek
• Élelmiszeripari gépek
Forgóállványos kemence
Debreceni Egyetem Műszaki Kar
Gépek csoportosítása rendeltetés
szerint
• Építőipari gépek
• Építő-anyagipari gépek
Debreceni Egyetem Műszaki Kar
Gépek csoportosítása rendeltetés
szerint
• Bányászati gépek
• Faipari gépek
Debreceni Egyetem Műszaki Kar
Gépek csoportosítása rendeltetés
szerint
• Konfekcióipari gépek
• Háztartási gépek
Debreceni Egyetem Műszaki Kar
Gépek csoportosítása rendeltetés
szerint
• Hírszolgálat gépei
(pl. távbeszélő szolgálat gépei, médiaszolgálat
gépei, stb)
Debreceni Egyetem Műszaki Kar
Gépek csoportosítása feladatuk szerint
• Anyagok és energiák (térbeli és időbeli) helyzetét
változtató gépek
• Anyagok és energiák alakját átalakító gépek
– Energia: olyan fizikai mennyiség, amelyre szigorú
megmaradási törvény érvényes.
Debreceni Egyetem Műszaki Kar
A gépek felosztása feladatuk szerint
Munkagépek
Debreceni Egyetem Műszaki Kar
Gépek csoportosítása szerkezetük
szerint
Nem az egész gépet, hanem csak annak
szerkezeti részeit, az ún. gépelemeket
csoportosítják rendeltetésük alapján
Debreceni Egyetem Műszaki Kar
Gépek csoportosítása erőforrás szerint
Emberi vagy állati izomerő
Debreceni Egyetem Műszaki Kar
Gépek csoportosítása erőforrás szerint
Természeti energiával hatott (erőgépek)
Vízerőgépek
Debreceni Egyetem Műszaki Kar
Gépek csoportosítása erőforrás szerint
Szélerőgépek
Debreceni Egyetem Műszaki Kar
Gépek csoportosítása erőforrás szerint
Hőerőgépek
Debreceni Egyetem Műszaki Kar
Gépek csoportosítása erőforrás szerint
Villamos gépek
Háromfázisú Siemens®
villanymotor
Frekvenciaváltóval és
motorfékkel szerelt
DEMAG villanymotor
Debreceni Egyetem Műszaki Kar
Legfontosabb energiafajták
• Mechanikai energia (helyzeti, mozgási forgási
és rugalmas energia)
• Hőenergia
• Kémiai energia
• Atomenergia
• Elektromágneses sugárzási energia
• Elektromos és gravitációs tér energiája stb.
Debreceni Egyetem Műszaki Kar
Elsődleges (természeti)
energiaforrások
A természetben előforduló szilárd, folyékony és
gáznemű tüzelőanyagok
Fa
Debreceni Egyetem Műszaki Kar
Kőszén
Elsődleges (természeti)
energiaforrások
Hasítható anyagok atommagjai
Az urán 235-ös
tömegszámú
izotópja
természetes
hasadóanyag, a
plutónium 239es tömegszámú
izotópja
mesterséges
hasadóanyag.
Mindkettőt
alkalmazzák
atomreaktorok
üzemanyagaként
.
Urán
Plutónium
Debreceni Egyetem Műszaki Kar
Elsődleges (természeti)
energiaforrások
A természeti vizek és légkör áramlása
Vízerőmű
Debreceni Egyetem Műszaki Kar
Szélerőmű
Másodlagos energiaforrások
A már kitermelt (és mechanikai munkává
alakítandó) energiát szállító anyagok, pl. vízgőz,
sűrített levegő
Debreceni Egyetem Műszaki Kar
Másodlagos energiaforrások
A további átalakításra váró energiák, pl. a nagy
távolságot áthidaló elektromos áram
Debreceni Egyetem Műszaki Kar
Gépelemek
A gépeknél közösen előforduló alkatrészeket
gépelemeknek nevezik, amelyek legtöbbször
egyszerű mechanikai funkciót töltenek be.
csapágy
csavar
Debreceni Egyetem Műszaki Kar
Főorsó tengely
Legfontosabb gépelemcsoportok
• kötőelemek
• Csövek, csőidomok
zárószerkezetek
Debreceni Egyetem Műszaki Kar
Kötőelemek
Debreceni Egyetem Műszaki Kar
Legfontosabb gépelemcsoportok
• Hengerek, dugattyúk
• Forgattyús hajtóművek,
mechanizmusok,
egyenesbe vezető
szerkezetek
Debreceni Egyetem Műszaki Kar
Legfontosabb gépelemcsoportok
• Tengelyek, csapágyak
• tengelykapcsolók
Kardántengely
Hardy-tengelykapcsoló
kúpos szorítóhüvellyel
Egysoros radiális
golyóscsapágy
Debreceni Egyetem Műszaki Kar
Legfontosabb gépelemcsoportok
• Fékek, kilincsművek,
szabadonfutók
Opel Astra F első
tárcsaféke.
• Súrlódókerék, fogaskerék
és csigahajtás
Kamion vagy busz automata
sebességváltójának
bolygóműves szerkezete
(fogaskerekes hajtás).
Debreceni Egyetem Műszaki Kar
Legfontosabb gépelemcsoportok
• Szíj-, kötél- és lánchajtás
Görgős lánc
• A gép járásának
egyenletességét biztosító
gépelemek
Sachs kettős tömegű
lendkerék
Kawasaki ZZR balansz
tengelye
Gépkocsi vezérmű-szíja
Debreceni Egyetem Műszaki Kar
Kétfajta erőgép sémája (1)
Valamilyen
energia
Mechanikai munka
MOTOR
Forgómozgás vagy
egyenes vonalú mozgás
MN, ω
FN, VN
Motor: Valamilyen energiafajtát hasznosít forgó vagy
egyenes vonalú mozgással, pl. villamos, hidraulikus,
belső égésű motor.
Debreceni Egyetem Műszaki Kar
Gáz-, gőz-,
folyadék- és
levegőenergia
TURBINA
Forgó járókerék
Mechanikai munka
MN, ω
FN, VN
Turbina: Gőz, gáz, mozgó folyadék vagy levegő
energiáját hasznosítja járókerekének
fogatásával, pl. hőz-, gáz-, víz- és szélturbina.
Gőzturbina felépítése
Debreceni Egyetem Műszaki Kar
Az erőgép és a munkagép névleges
jellemzői
1
2
1
M
K
2
E
munkagép
közlőmű
erőgép
Gépcsoport
1- energia
2- mechanikai munka
Mechanikai munka: a mozgás közben kifejtett erőt jelenti.
Debreceni Egyetem Műszaki Kar
Az erőgép és a munkagép funkciójának
összehasonlítása
E
erőgép
szolgáltatás
Mn
ωN
fogyasztás
Mn Pn
ωN
M
munkagép
Debreceni Egyetem Műszaki Kar
Pn η
max
P1
ηmax
Géplánc ábrázolása
Debreceni Egyetem Műszaki Kar
Az áramtermelő aggregátor, mint
gépcsoport
Debreceni Egyetem Műszaki Kar
Egy korabeli Honda® aggregátor
Tank
Levegőszűrő
dob
Kapcsoló és
szabályozó
panel
Kipufogó
Generátor
Belsőégésű
motor
Debreceni Egyetem Műszaki Kar
Gépi csörlő, mint gépcsoport, kinematikai vázlata
1- villamos motor (erőgép), 2- féktárcsás gumidugós tengelykapcsoló
kétpofás fékkel (közlőmű), 3, kétfokozatú fogaskerekes hatómű
(közlőmű), 4- gumidugós tengelykapcsoló (közlőmű), 5- menetes
kötéldob (munkagép főegység), 6- önbeálló csapágy (munkagép
Debreceni Egyetem Műszaki Kar
gépelem), 7- sodronykötél
(munkagép gépelem)
Köszönöm figyelmüket!
Viszont látásra!
Debreceni Egyetem Műszaki Kar