Általános Géptan I. 1. Előadás Dr. Fazekas Lajos 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 Kiegészítő mennyiségek síkszög,szög Α,β,φ radián rad térszög Ω,ω szteradián sr 1
SI- prefixumok 10 0 -tól -- 10 24 -ig Szorzó Előtag Jele hatvánnyal számnévvel yotta- Y 10 24 kvadrillió zetta Z 10 21 trilliárd exa E 10 18 trillió peta P 10 15 billiárd tera T 10 12 billió giga G 10 9 milliárd mega M 10 6 millió kilo k 10 3 ezer - - 10 0 egy SI- prefixumok 10-3 -tól 10 3 -ig Előtag Jele Szorzó hatvánnyal számnévvel kilo k 10 3 ezer hekto h 10 2 száz deka da 10 1 tíz - - 10 0 egy deci d 10-1 tized centi c 10-2 század milli m 10-3 ezred 2
SI- prefixumok 10 0 -tól 10-24-ig Szorzó Előtag Jele hatvánnyal számnévvel - - 10 0 egy milli m 10-3 ezred mikro μ 10-6 milliomod nano n 10-9 milliárdod piko p 10-12 billiomod femto f 10-15 billiárdod atto a 10-18 trilliomod zetto z 10-21 trilliárdod yokto y 10 24 kvadrilliomod Példák: 9 THz (9 terahertz) = 9 10 12 Hz 7 km (7 kilométer) = 7 10 3 m 5 ns (5 nanoszekundum) = 5 10-9 s 2 pf (2 pikofarad) = 2 10-12 F Van néhány előtétszó, amely nem hárommal osztható hatványkitevőjű; ezek nem minden alapegységhez tehetők hozzá: 3
Előtag Jele Szorzó Használat Hekto h 10 2 hl hektoliter ; hpa hektopascal Deka da 10 1 dag (dkg hétköznapi változat) dekagramm Deci d 10-1 deciméter;dg dl deciliter; dm decigramm Centi c 10-2 cm centiméter; cl centiliter;cg centigramm További (javaslat szintjén megfogalmazott, nem hivatalos) prefixumok nagyon nagy és nagyon kicsi mennyiségek kifejezésére: Előtag Jele Szorzó Előtag Jele Szorzó yototta Ya 10 48 milocto mo 10-27 zetotta Za 10 45 micocto mo 10-30 exotta Ea 10 42 nanocto no 10-33 petotta Pa 10 39 picocto po 10-36 terotta Ta 10 36 femocto fo 10-39 gigotta Ga 10 33 attocto ao 10-42 megotta Ma 10 30 zepocto zo 10-45 kilotta Ka 10 27 yocotto yo 10-48 4
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 m 2 térfogat köbméter m 3 frekvencia hertz Hz,sec -1 sűrűség kilogramm / köbméter kg/ m 3 sebesség méter / másodperc m/s gyorsulás méter /másodperc 2 m/s 2 erő newton N 5
SI rendszerhez nem tartozó, használható mértékegységek Név Jelölés SI egységekben kifejezett értéke perc min 1 perc= 60 s óra h 1óra = 60 perc = 3600 s nap d 1 d = 24óra= 864oo s fok 1 = (π/180)rad ívperc ' 1' = (1/60) = (π/10800) rad ívmásodperc ' 1' = (1/60) = (π/648000) rad liter l 1l =1 dm 3 = 10-3 m 3 tonna t 1 t =10 3 kg 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 dm 3 = 10-3 m 3 tonna t 1 t =10 3 kg 6
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). anyagveszteség ANYAG anyag GÉP (alak-és energiaváltozás) ENERGIA energia energiaveszteség Ha a gépet egyenlőre fekete doboznak (black boksz) tekintjük, akkor ez olyan rendszer, amelynek belső szerkezetét, tartalmát nem ismerjük, csak a bemenő és kimenő hatások összefüggése ismert. 7
A gépeknél közösen előforduló alkatrészeket gépelemeknek nevezik, amelyek legtöbbször egyszerű mechanikai funkciót töltenek be. csapágy csavar Főorsó tengely 8
Gépek csoportosítása Rendeltetés szerint Feladat szerint Szerkezet szerint Erőforrás szerint Mechanikai munka szerint Rendeltetés szerint Mezőgazdasági gépek Élelmiszeripari gépek Forgóállványos kemence 9
Rendeltetés szerint Építőipari gépek Építő-anyagipari gépek Rendeltetés szerint Bányászati gépek Faipari gépek 10
Rendeltetés szerint Konfekcióipari gépek Háztartási gépek Hírszolgálat gépei Rendeltetés szerint (pl. távbeszélő szolgálat gépei, médiaszolgálat gépei, stb) 11
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 A gépek felosztása feladatuk szerint MUNKAGÉPEK 12
Legfontosabb energiafajták Mechanikai energia (helyzeti, mozgási forgási és rugalmas energia) Hőenergia Kémiai energia Atomenergia Elektromágneses sugárzási energia Elektromos és gravitációs tér energiája stb. Elsődleges (természeti) energiaforrások A természetben előforduló szilárd, folyékony és gáznemű tüzelőanyagok 13
Elsődleges (természeti) energiaforrások Hasítható anyagok atommagjai Elsődleges (természeti) energiaforrások A természeti vizek és légkör áramlása 14
Másodlagos energiaforrások A már kitermelt (és mechanikai munkává alakítandó) energiát szállító anyagok, pl. vízgőz, sűrített levegő Másodlagos energiaforrások A további átalakításra váró energiák, pl. a nagy távolságot áthidaló elektromos áram 15
Szerkezetük szerint Nem az egész gépet, hanem csak annak szerkezeti részeit, az ún. gépelemeket csoportosítják rendeltetésük alapján Legfontosabb gépelemcsoportok kötőelemek Csövek, csőidomok zárószerkezetek 16
Legfontosabb gépelemcsoportok Hengerek, dugattyúk Forgattyús hajtóművek, mechanizmusok, egyenesbe vezető szerkezetek Legfontosabb gépelemcsoportok Tengelyek, csapágyak tengelykapcsolók 17
Legfontosabb gépelemcsoportok Fékek, kilincsművek, szabadonfutók Súrlódókerék, fogaskerék és csigahajtás Legfontosabb gépelemcsoportok Szíj-, kötél- és lánchajtás A gép járásának egyenletességét biztosító gépelemek 18
Erőforrás szerint A. Emberi vagy állati izomerő Erőforrás szerint Természeti energiával hatott (erőgépek) Vízerőgépek 19
Erőforrás szerint Szélerőgépek Erőforrás szerint Hőerőgépek 20
Erőforrás szerint Villamos gépek Kétfajta erőgép sémája Valamilyen energia MOTOR Forgómozgás vagy egyenes vonalú mozgás Mechanikai munka M N, ω F N, V N Motor: Valamilyen energiafajtát hasznosít forgó vagy egyenes vonalú mozgással, pl. villamos, hidraulikus, belső égésű motor. 21
Gáz-, gőz-, folyadék- és levegőenergia TURBINA Forgó járókerék Mechanikai munka M N, ω F N, V N Turbina: Gőz, gáz, mozgó folyadék vagy levegő energiáját hasznosítja járókerekének fogatásával, pl. hőz-, gáz-, víz- és szélturbina. Az erőgép és a munkagép névleges jellemzői 1 E 2 K 2 M 1 erőgép közlőmű munkagép Gépcsoport 1- energia 2- mechanikai munka Mechanikai munka: a mozgás közben kifejtett erőt jelenti. 22
A gépcsoport sematikus ábrázolása E erőgép szolgáltatás M n ω N P n η max fogyasztás M n P n ω N M munkagép P 1 η max Géplánc ábrázolása 23
Az áramtermelő aggregát, mint gépcsoport 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 gépelem), 7- sodronykötél (munkagép gépelem) 24