2013.03.13.
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
síkszög,szög
Α,β,φ
radián
rad
térszög
Ω,ω
szteradián
sr
Kiegészítő mennyiségek
1
2013.03.13.
SI- prefixumok 100-tól -- 1024-ig Szorzó Előtag
Jele
hatvánnyal
számnévvel
yottazetta exa peta tera giga
Y Z E P T G
1024 1021 1018 1015 1012 109
kvadrillió trilliárd trillió billiárd billió milliárd
mega kilo -
M k
106 103 100
millió ezer egy
-
SI- prefixumok 10-3-tól – 103-ig Előtag
Jele
kilo
k
hekto
h
deka
da
-
-
deci
d
centi
c
milli
m
Szorzó hatvánnyal számnévvel 103 ezer 2 10 száz 101 tíz 100 egy 10-1 tized 10-2 század 10-3 ezred
2
2013.03.13.
SI- prefixumok 100-tól – 10-24-ig Előtag
Jele
Szorzó hatvánnyal számnévvel
milli
m
100 10-3
egy ezred
mikro nano piko
μ n p
10-6 10-9 10-12
milliomod milliárdod billiomod
femto
f
10-15
billiárdod
atto
a
10-18
trilliomod
zetto
z
10-21
trilliárdod
yokto
y
1024
kvadrilliomod
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 Van néhány előtétszó, amely nem hárommal osztható hatványkitevőjű; ezek nem minden alapegységhez tehetők hozzá:
3
2013.03.13.
Előtag
Jele
Szorzó
Használat
Hekto
h
102
hl hektoliter ; hPa hektopascal
Deka
da
101
dag (dkg hétköznapi változat) dekagramm
Deci
d
10-1
dl deciliter; dm deciméter;dg 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
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
4
2013.03.13.
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 térfogat frekvencia sűrűség sebesség gyorsulás erő
m2 m3 Hz,sec-1 kg/ m3 m/s m/s2 N
négyzetméter köbméter hertz kilogramm / köbméter méter / másodperc méter /másodperc2 newton
5
2013.03.13.
SI rendszerhez nem tartozó, használható mértékegységek Név
Jelölés
perc óra nap
min h d
fok ívperc ívmásodperc liter tonna
Név perc óra nap fok ívperc ívmásodperc liter tonna
° ' '‘ l t
Jelölés min h d ° ' '‘ l t
SI egységekben kifejezett értéke 1 perc= 60 s 1óra = 60 perc = 3600 s 1 d = 24óra= 864oo s 1° = (π/180)rad 1' = (1/60)°= (π/10800) rad 1'‘ = (1/60)‘ = (π/648000) rad 1l =1 dm3 = 10-3 m3 1 t =103 kg
SI egységekben kifejezett értéke 1 perc= 60 s 1óra = 60 perc = 3600 s 1 d = 24óra= 86400 s 1° = (π/180)rad 1' = (1/60)°= (π/10800) rad 1'‘ = (1/60)‘ = (π/648000) rad 1l =1 dm3 = 10-3 m3 1 t =103 kg
6
2013.03.13.
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
2013.03.13.
A gépeknél közösen előforduló alkatrészeket gépelemeknek nevezik, amelyek legtöbbször egyszerű mechanikai funkciót töltenek be.
csapágy csavar
Főorsó tengely
8
2013.03.13.
Gépek csoportosítása • • • • •
Rendeltetés szerint Feladat szerint Szerkezet szerint Erőforrás szerint Mechanikai munka szerint
Rendeltetés szerint • Mezőgazdasági gépek
• Élelmiszeripari gépek
Forgóállványos kemence
9
2013.03.13.
Rendeltetés szerint • Építőipari gépek
• Építő-anyagipari gépek
Rendeltetés szerint • Bányászati gépek
• Faipari gépek
10
2013.03.13.
Rendeltetés szerint • Konfekcióipari gépek
• Háztartási gépek
Rendeltetés szerint • Hírszolgálat gépei (pl. távbeszélő szolgálat gépei, médiaszolgálat gépei, stb)
11
2013.03.13.
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
2013.03.13.
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
2013.03.13.
Elsődleges (természeti) energiaforrások Hasítható anyagok atommagjai
Elsődleges (természeti) energiaforrások A természeti vizek és légkör áramlása
14
2013.03.13.
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
2013.03.13.
Szerkezetük szerint Nem az egész gépet, hanem csak annak szerkezeti részeit, az ún. gépelemeket csoportosítják rendeltetésük alapján
Legfontosabb gépelemcsoportok • kötőelemek
• Csövek, csőidomok zárószerkezetek
16
2013.03.13.
Legfontosabb gépelemcsoportok • Hengerek, dugattyúk
• Forgattyús hajtóművek, mechanizmusok, egyenesbe vezető szerkezetek
Legfontosabb gépelemcsoportok • Tengelyek, csapágyak
• tengelykapcsolók
17
2013.03.13.
Legfontosabb gépelemcsoportok • Fékek, kilincsművek, szabadonfutók
• Súrlódókerék, fogaskerék és csigahajtás
Legfontosabb gépelemcsoportok • Szíj-, kötél- és lánchajtás • A gép járásának egyenletességét biztosító gépelemek
18
2013.03.13.
Erőforrás szerint A. Emberi vagy állati izomerő
Erőforrás szerint Természeti energiával hatott (erőgépek) Vízerőgépek
19
2013.03.13.
Erőforrás szerint Szélerőgépek
Erőforrás szerint Hőerőgépek
20
2013.03.13.
Erőforrás szerint Villamos gépek
Kétfajta erőgép sémája 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.
21
2013.03.13.
Gáz-, gőz-, folyadék- és levegőenergia
TURBINA
Mechanikai munka
Forgó járókerék
MN, ω FN, VN
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
2 1 M K 2 E munkagép közlőmű erőgép Gépcsoport 1- energia 2- mechanikai munka
Mechanikai munka: a mozgás közben kifejtett erőt jelenti.
22
2013.03.13.
A gépcsoport sematikus ábrázolása E erőgép
szolgáltatás
Mn ωN
fogyasztás
Mn Pn ωN
M munkagép
Pn η max P1 ηmax
Géplánc ábrázolása
23
2013.03.13.
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
