Lendkerék
A lendkerék vagy lendítőkerék egy forgó tárcsa, melyet kinetikus energia tárolására használnak.
A lendkerék (közelítőleg) megőrzi fordulatszámát, így lehetővé teszi, hogy olyan gépek járása is egyenletes legyen, melyeknél a tengelyre ható nyomaték ingadozása jelentős. Ilyen esetek fordulnak elő gőzgépeknél, dugattyús motoroknál, valamint munkagépeknél, ahol a terhelés változik: dugattyús szivattyúknál, sajtóknál stb. Lendkereket lehet használni olyan nagy erők lökésszerű kifejtésére szolgáló kísérleti berendezéseknél is, ahol a villamos hálózat terhelése nem bírná el a hirtelen terhelésugrást. Ilyenkor egy kis motor fokozatosan gyorsíthatja fel a lendkereket és töltheti fel a kísérlet elvégzéséhez szükséges energiával. Kézi meghajtással felgyorsított lendkereket használtak a II. világháborúban egyes harci repülőgépek motorjainak beindítására. Újabban a lendkerék intenzív kutatás tárgya közlekedési eszközök lendkerekes energiatárolóihoz. Közismertek az olcsó lendkerekes játékok.
A műholdaknál és repülőgépeknél lendkerekeket használnak az irányok helyesbítésére, ezeket giroszkópnak nevezik, kis energiaráfordítással működnek, anélkül, hogy segédrakétákat kellene bekapcsolni.
Fizikája
szerkesztésA lendkerékben tárolt kinetikus energia vagy pontosabban forgási energia:
ahol
- a szögsebesség
- a lendkeréknek a forgástengelyre vett tehetetlenségi nyomatéka
- Egy tömör henger tehetetlenségi nyomatéka ,
- a vékony gyűrű tehetetlenségi nyomatéka ,
- a vastag gyűrű tehetetlenségi nyomatéka .
ahol m jelöli a tömeget, r a sugarat. További információért lásd: tehetetlenségi nyomatékok listája.
Egyenlőtlenségi fok
szerkesztésBizonyos erőgépek és munkagépek üzemében csak kismértékű fordulatszám-ingadozást engedhetünk meg. Ezek jellemzésére az egyenlőtlenségi fokot vezették be:
ahol
- a legnagyobb szögsebesség
- a legkisebb szögsebesség
- a közepes szögsebesség:
Az egyenlőtlenségi fok megengedett értékei egyes gépekre:
Gép[1] | Egyenlőtlenségi fok |
---|---|
Szivattyúk hajtása | 1/20…1/30 |
Szövőgépek | 1/60…1/100 |
Világítási dinamó | 1/150…1/200 |
Váltóáramú generátor | 1/300 |
Motorkerékpár | 1/30…1/100 |
Gépkocsi motor | 1/100…1/300 |
Repülőgép motor | 1/1000 |
A lendítőkerék méreteit a legnagyobb és legkisebb mozgási energia egyenletéből lehet meghatározni:
Története
szerkesztésA lendítőkerék nagyon régi találmány. Az újkőkori rokka már lendkerékkel volt felszerelve, de ugyancsak történelemelőtti idők találmánya a fazekaskorong is. A lendkerék első írásos említése Theophilus Presbyter (~ 1070-1125) német iparos De diversibus artibus (Különböző iparok) című könyvéből ismert, ez több alkalmazását is megemlíti.
Kapcsolódó szócikkek
szerkesztésForrások
szerkesztés- ↑ Pattantyús. Gépész- és Villamosmérnökök Kézikönyve 2. kötet. Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1961.
- ↑ Pattantyús Á. Géza: A gépek üzemtana. Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1983. ISBN 963-10-4808-X