Konstrukce kladkostroje. Výpočet výkonu kladkostroje.

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Konstrukce kladkostroje. Výpočet výkonu kladkostroje."

Jindřiška Benešová
před 8 lety
Počet zobrazení:

1 Název: Konstrukce kladkostroje. Výpočet výkonu kladkostroje. Tematický celek: Mechanická práce a energie. Úkol: 1. Kladkostroj druhy a využití. 2. Navrhněte konstrukci robota - jeřábu s kladkostrojem. 3. Spočítejte, jakou práci vykonal při zvedání tělesa a jak se změnila potenciální energie tělesa. 4. Spočítejte výkon robota - jeřábu. 5. Analyzujte výhody a nevýhody kladkostroje. Robotické vnímání světa II. /17 1

Navrhněte konstrukci robota - jeřábu s kladkostrojem. 3.

2 1. Kladkostroj kombinace pevné a volné kladky, resp. kladek ty jsou uložené většinou nad sebou, ve společném úchytu kombinuje výhody volné a pevné kladky, znásobuje působící sílu při použití více volných kladek platí pro velikost síly potřebné ke zvednutí břemena: kde: m... hmotnost břemena n... mg F 2n počet volných kladek musíme ale počítat s tím, že skutečná nutná síla bude větší o ztráty způsobené třením účinnost kladkostroje je vždy menší než 1 (η < 1) Robotické vnímání světa II. /17 2

sílu při použití více volných kladek platí pro velikost síly potřebné ke zvednutí břemena: kde: m... hmotnost břemena n.

3 Pevná kladka: Volná kladka: Robotické vnímání světa II. /17 3

4 Kladkostroj: Popis: 1) Volná kladka 2) Pevná kladka 3) Zvedané břemeno Robotické vnímání světa II. /17 4

5 Ověření vztahu pro výpočet potřebné síly: hmotnost tělesa počet volných kladek: n = 1 působící síla m = 102 g = 0,102 kg F = 0,102.10/2 = 0,51 N Ve skutečnosti působíme silou 0,6 N; rozdíl je způsobený třením v osách kladek a mezi lanem a kladkami. Robotické vnímání světa II. /17 5

10/2 = 0,51 N Ve skutečnosti působíme silou 0,6 N; rozdíl je způsobený

6 2. Konstrukce robota s vícestupňovou kladkou Celkový pohled na robota jeřáb: Robotické vnímání světa II. /17 6

7 Detail kladkostroje: Popis: 1) Uchycení tažného lana 2, 2 ) První pár kladek 3, 3 ) Druhý pár kladek Robotické vnímání světa II. /17 7

8 3. Síla a práce při zvedání tělesa hmotnost tělesa počet volných kladek: n = 2 působící síla m = 102 g = 0,102 kg F = 0,102.10/(2.2) = 0,25 N Ve skutečnosti působíme silou 0,35 N; rozdíl je jako v předchozím případě způsobený třením v osách kladek a mezi lanem a kladkami. Práce W: kladka pokusně zvedla těleso o 2,5 cm vykonaná práce W = Fs W= 0,35.0,025 J W = 0,0088 J o stejnou hodnotu vzrostla potenciální energie tělesa Ep ΔEp = W = 0,0088 J Robotické vnímání světa II. /17 8

2) = 0,25 N Ve skutečnosti působíme silou 0,35 N; rozdíl je jako v předchozím případě způsobený třením v osách kladek a

9 4. Výkon a účinnost kladkostroje Pro výkon obecně platí: W P t Označíme: P1 výkon motoru pohánějícího kladkostroj P2 výkon celého kladkostroje Pro účinnost platí: P2 P 1 Výpočet: W = 0,0088 J t = 0,44 s W P t 0,0088 0,55 2 P2 W 0,016 W Pro určení výkonu motoru využijeme vztah Pro nastavený tah motoru (Power) 20, měříme: P1 M k 2,6 rad.s 1 M k 0,022 Nm Takže P1 2,6.0,022 W 0,05 W Účinnost: P2 P 1 0,016 0,32 32% 0,05 Robotické vnímání světa II. /17 9

0,0088 0,55 2 P2 W 0,016 W Pro určení výkonu motoru využijeme vztah Pro nastavený tah motoru (Power) 20, měříme:

10 Poznámky: Měřením kroutícího momentu jsme se zabývali v materiálu rvs_ii_09. Úhlovou rychlost ω určíme pomocí rotačního senzoru (viz. materiál rvs_ii_12). Vztah 5. Závěr P M k je vysvětlený v materiálu rvs_ii_20 Kladkostroj sníží velikost síly, potřebné k vyzvednutí břemene, a to v závislosti na počtu použitých kladek i mnohonásobně. Nevýhoda je, že u vícestupňových kladkostrojů dochází k větším ztrátám způsobeným třením. Účinnost konstrukce 32% je pro daný typ strojů odpovídající. Robotické vnímání světa II. /17 10

Závěr P M k je vysvětlený v materiálu rvs_ii_20 Kladkostroj sníží velikost síly, potřebné k vyzvednutí břemene, a to v závislosti

Podobné dokumenty

Archimédův kladkostroj. Tematický celek: Jednoduché stroje. Úkol:

Název: Archimédův kladkostroj. Tematický celek: Jednoduché stroje. Úkol: 1. Archimédův kladkostroj charakteristika stroje. 2. Navrhněte konstrukci robota zvedáku s Archimédovým kladkostrojem. 3. Určete