Machine elementen lesoverzicht
1 Inleiding
De fiets:
- Aandrijving en last
vermogen vermogen
P = F1 · v1 P = F2 · v2
fiets = mechanisch overbrengen van vermogen
De mobiele torenkraan:
- Overbrengen vermogen: assen, koppelingen, riemen, kettingen
- Verbindingen: schroefverbindingen, krimpverbinding (passingen)
- Wrijvingsonderdelen: afdichtingen, lagers
Spiering AT6
> 10.000 onderdelen
Pagina | 1
,2 Aandrijving en last
Een torenkraan gebruikt energie om een last in een bepaalde tijd te verplaatsen.
- Hoeveel vermogen is er nodig?
- Wat is het verband tussen koppel en snelheid van de motoren?
- Wat is de invloed van de massa van het op te tillen object?
Elektrische batterij Tillen van een
of generator massa
Elektrische motor Tandwielkast
kabelhaspel
2.1 Vermogen
2.1.1 Lineaire beweging
W
Vermogen = energie (arbeid) per tijdseenheid 𝑃 = ∆t
Fxh
Vermogen = kracht x snelheid 𝑃= =𝐹𝑥𝑣
∆t
Rekenvoorbeeld: heffen van een last
Gegeven: Gevraagd:
Last M = 2200 kg P=?
Hefhoogte h = 20 m
Heftijd Δt = 1min = 60s
Oplossing: (P = 7194W)
Pagina | 2
,2.1.2 Roterende beweging
Koppel = kracht x straal T=Fxr
Snelheid = hoeksnelheid x straal v=ωxr
Vermogen = koppel x hoeksnelheid P=Txω
Rekenvoorbeeld: koppel van elektrische motor
T
Gegeven: Gevraagd:
Vermogen P = 0,75 kW T=?
Draaisnelheid n = 1450 rpm
Oplossing: (T = 4,9 Nm)
2.2 Motoren
Motor = zet energie (elektrische energie, verbrandingsenergie, stoom) om in mechanische energie.
Motorkarakteristiek = verband tussen snelheid en koppel.
2.2.1 PMDC-MOTOR
Werkingsprincipe:
- Een geleider bevindt zich in een permanent magnetisch veld.
- De stroom door de geleider wekt een Lorentzkracht op de geleider.
- Doordat er een Lorentzkracht ontstaat beweegt de geleider.
Karakteristiek:
aanloopkoppel bij w = 0
vrijloopsnelheid bij T = 0
Pagina | 3
, Vermogen:
Vermogen = koppel x hoeksnelheid
P=Txω
Bij een geblokkeerde motor: ω = 0
T is maximaal als Puit = 0
Maar wel elektrisch vermogen verbruikt → verbranden
Rendement:
Is de verhouding van het uitgaand mechanisch vermogen ten opzichte van het ingaand
elektrisch vermogen.
ontwerppunt
Energieverbruik is belangrijk!
→ motor laten draaien bij maximaal rendement
= minimaal energieverlies
Sturing van een PMDC:
Het is de spanning die de motorkarakteristiek bepaalt.
De spanningsregeling gebeurt door pulsbreedtemodulatie.
(snel af- en aanschakelen van spanningsbron)
Pagina | 4
1 Inleiding
De fiets:
- Aandrijving en last
vermogen vermogen
P = F1 · v1 P = F2 · v2
fiets = mechanisch overbrengen van vermogen
De mobiele torenkraan:
- Overbrengen vermogen: assen, koppelingen, riemen, kettingen
- Verbindingen: schroefverbindingen, krimpverbinding (passingen)
- Wrijvingsonderdelen: afdichtingen, lagers
Spiering AT6
> 10.000 onderdelen
Pagina | 1
,2 Aandrijving en last
Een torenkraan gebruikt energie om een last in een bepaalde tijd te verplaatsen.
- Hoeveel vermogen is er nodig?
- Wat is het verband tussen koppel en snelheid van de motoren?
- Wat is de invloed van de massa van het op te tillen object?
Elektrische batterij Tillen van een
of generator massa
Elektrische motor Tandwielkast
kabelhaspel
2.1 Vermogen
2.1.1 Lineaire beweging
W
Vermogen = energie (arbeid) per tijdseenheid 𝑃 = ∆t
Fxh
Vermogen = kracht x snelheid 𝑃= =𝐹𝑥𝑣
∆t
Rekenvoorbeeld: heffen van een last
Gegeven: Gevraagd:
Last M = 2200 kg P=?
Hefhoogte h = 20 m
Heftijd Δt = 1min = 60s
Oplossing: (P = 7194W)
Pagina | 2
,2.1.2 Roterende beweging
Koppel = kracht x straal T=Fxr
Snelheid = hoeksnelheid x straal v=ωxr
Vermogen = koppel x hoeksnelheid P=Txω
Rekenvoorbeeld: koppel van elektrische motor
T
Gegeven: Gevraagd:
Vermogen P = 0,75 kW T=?
Draaisnelheid n = 1450 rpm
Oplossing: (T = 4,9 Nm)
2.2 Motoren
Motor = zet energie (elektrische energie, verbrandingsenergie, stoom) om in mechanische energie.
Motorkarakteristiek = verband tussen snelheid en koppel.
2.2.1 PMDC-MOTOR
Werkingsprincipe:
- Een geleider bevindt zich in een permanent magnetisch veld.
- De stroom door de geleider wekt een Lorentzkracht op de geleider.
- Doordat er een Lorentzkracht ontstaat beweegt de geleider.
Karakteristiek:
aanloopkoppel bij w = 0
vrijloopsnelheid bij T = 0
Pagina | 3
, Vermogen:
Vermogen = koppel x hoeksnelheid
P=Txω
Bij een geblokkeerde motor: ω = 0
T is maximaal als Puit = 0
Maar wel elektrisch vermogen verbruikt → verbranden
Rendement:
Is de verhouding van het uitgaand mechanisch vermogen ten opzichte van het ingaand
elektrisch vermogen.
ontwerppunt
Energieverbruik is belangrijk!
→ motor laten draaien bij maximaal rendement
= minimaal energieverlies
Sturing van een PMDC:
Het is de spanning die de motorkarakteristiek bepaalt.
De spanningsregeling gebeurt door pulsbreedtemodulatie.
(snel af- en aanschakelen van spanningsbron)
Pagina | 4
