Anonieme gebruiker
Vliegwiel: verschil tussen versies
k
Categorie toegevoegd
imported>Jan Pieter Rottine Geen bewerkingssamenvatting |
imported>Cierick Goos k (Categorie toegevoegd) |
||
| (9 tussenliggende versies door een andere gebruiker niet weergegeven) | |||
| Regel 1: | Regel 1: | ||
==='''Doel'''=== | |||
Een '''vliegwiel''' wordt gebruikt om een machine bij het aanzetten door het eerste dode punt te halen en de machine vervolgens '''gelijkmatiger te laten lopen'''. | Een '''vliegwiel''' wordt gebruikt om een machine bij het aanzetten door het eerste dode punt te halen en de machine vervolgens '''gelijkmatiger te laten lopen'''. | ||
<br>Andere namen voor een vliegwiel zijn ook: '''[[vliegwiel|jachtwiel]]''', '''[[vliegwiel|voerwiel]]''' of '''[[vliegwiel|drijfwiel]]'''. | |||
Een '''[[ | ==='''Situatie'''=== | ||
<br> | Bij de meeste '''machines''', waarvan de '''kracht''' door een drijfwerk '''wordt overgebracht''', is er aan de omtrek van een riemschijf, tandwiel, of bij directe aandrijving via een krukas, sprake van een '''weerstand''', die '''voor het grootste deel zeer constant van aard''' is. | ||
==='''Zonder vliegwiel of drijfkracht'''=== | |||
'''Om die weerstand''' zonder vliegwiel of enige gelijksoortige massa met bewegingsenergie '''te overwinnen''', zou '''op de stoomzuiger een stoomdruk moeten werken van zeer wisselende kracht'''. | |||
<br> Natuurlijk kan men deze '''noodzakelijke veranderende kracht''' voor de verschillende zuigerposities wel '''berekenen'''. Vervolgens zou men '''de mechanische sturing van de machine daarop moeten inrichten''', maar dat is '''technisch gezien zeer gecompliceerd'''. | |||
==='''Uitgangspunt'''=== | |||
Daarom gaat men uit van '''de constante stoomdruk uit de ketel''' en die is '''in de voldrukmachines constant''', terwijl bij stoommachines die '''gebruik maken van expansie de stoomdruk weer op een geheel andere wijze veranderlijk is'''. | |||
Een '''andere factor''', die bij stoommachines van invloed is, bestaat uit '''het feit dat aan de gezamenlijke massa's''' van van de zuiger, zuigerstang, kruiskop en een deel van de drijfstang, die een heen- en weergaande beweging krijgen, '''steeds''', nadat ze op het dode punt in ruststand zijn gekomen, '''een zekere snelheid meegegeven moet worden, die op het midden van de daaropvolgende slag zijn maximum bereikt en vervolgens op weg naar het volgende dode punt weer tot nul moet dalen''', enz. | |||
Omdat ook '''de stoomdruk op de zuiger''' al '''in grootte verandert''', zal de drijfstang '''op de kruk van de as een tangentiaaldruk''', dit is druk in de richting van de draairichting, uitoefenen die '''sterk wisselend''' is. Als men deze '''tangentiaaldruk op de uitgeslagen krukcirkel (van 0 tot 360 gr.)''' uitzet (vgl. een sinusgrafiek), dan krijgt men '''een golvende lijn'''. | |||
[[Bestand:Vliegwiel_arbeidsverm_grafiek_bk.jpeg|500×177px|link=]] | |||
'''de golvende lijn van een ééncilindermachine''' | |||
Als men de machine dus laat lopen met deze '''ongelijk aandrijvende kracht''', dan zal '''de omwentelingssnelheid van de machine zeer onregelmatig''' worden. | |||
==='''Oplossing: een vliegwiel met massa'''=== | |||
Als men de omwentelingssnelheid van de machine '''gelijkmatiger''' wil '''maken''', dan moet de '''machine voorzien''' worden van een onderdeel dat tijdelijk het overschot van de energie (arbeidsvermogen van beweging) in zich opneemt, om dat dan later weer, op het moment dat er een energie tekort optreedt, weer af te geven als aanvulling van arbeidsvermogen. | |||
<br>Dit noodzakelijke '''onderdeel van de machine is''' nu '''het vliegwiel'''. | |||
In de grafische afbeelding verdeelt '''de lijn van van gelijke arbeid''' de arbeidsenergie in '''twee delen''', het bovenste is een '''arbeidsoverschot''' en het onderste A, gearceerd, is een '''arbeidstekort'''. | |||
<br>'''Het vliegwiel''' moet daarbij '''zo zwaar''' gekozen worden, dat het '''zo goed mogelijk het overschot en het tekort aan arbeidsvermogen met elkaar vereffent''', zodat '''het arbeidsvermogen van beweging in de praktijk zo dicht mogelijk de lijn van gelijke arbeid nadert'''. | |||
'''Volkomen bereikbaar is dit natuurlijk niet'''. | |||
De velg van het vliegwiel zal steeds een maximum snelheid V1 en een minimumsnelheid V2 bereiken, terwijl de juiste snelheid V had moeten zijn. | |||
<br>Voor een vliegwiel wordt daarom gerekend met een breuk: | |||
<br>'''(V1-V2):V = de graad van oneenparigheid''' | |||
Hoe '''kleiner de waarde''' '''van deze breuk''' voor een bepaald vliegwiel aan een bepaalde machine is, '''hoe gelijkmatiger de machine''' door de werking van het vliegwiel zal gaan lopen. | |||
<br>Bij machines die een '''zeer regelmatige belasting''' aandrijven, zoals generatoren, maar ook b.v. centrifugaalpompen van een gemaal, moet de breuk van '''de graad van oneenparigheid zeer klein''' worden, meestal tussen 0,02 en 0,03. | |||
Bij zuiger(stoom)machines die met riemen of snaren '''een heel drijfwerk van een fabriek in beweging''' brengen, kan men '''lichtere vliegwielen''' kiezen, omdat men dan eigenlijk gebruik maakt van de situatie dat '''het zware drijfwerk''' (eenmaal in beweging gebracht) '''zelf als een vliegwiel''' werkt. | |||
Om het aantal '''omwentelingen''' van een zuiger(stoom)machine '''zo constant mogelijk''' te houden '''bij een voortdurende afwisseling van de belasting''' kan de machine het beste '''een [[regulateur]]''' krijgen, die '''het aantal omwentelingen regelt''' en zo '''aan de belasting aanpast'''. Een goed werkende regulateur zal ervoor zorgen dat de machine, met vol geopende stoomafsluiter, zonder belasting, nauwelijks meer omwentelingen maakt dan bij volle belasting. | |||
In situatie waarbij de machine '''een constante belasting''' moet aandrijven is '''een regulateur minder noodzakelijk'''. Hier kan het gewenste aantal omwentelingen goed in de hand gehouden worden met het '''openen of knijpen van de stoomafsluiter'''. In een dergelijk geval kan de machine dan beter '''beveiligd''' worden''' met een overtoerenbeveiliging''': als de machine door omstandigheden (verlies aan belasting) op hol zou dreigen te slaan, zorgt een beveiligingsmechaniek ervoor dat de stoomtoevoer wordt afgesloten. | |||
<br>Dit laatste is ook van toepassing op de machines van het ir. D.F. Woudagemaal. | |||
[[Bestand:Vliegwiel k.JPG|400x600px|link=]] | [[Bestand:Vliegwiel k.JPG|400x600px|link=]] | ||
Een '''vliegwiel geeft deze opgeslagen energie weer af''' '''tussen de twee arbeidsslagen''' in. | Een '''vliegwiel geeft deze opgeslagen energie (arbeidsvermogen van beweging) weer af''' '''tussen de twee arbeidsslagen''' in. | ||
Vooral bij een '''één-cilinder [[stoommachine]]''', '''tandem-[[stoommachine]]''' of '''verbrandingsmotor''' is '''een groot vliegwiel essentieel''' om de motor aan te kunnen zetten en rustig te kunnen laten lopen. | |||
<br> | |||
[[Category:Techniek in de machinehal]] | |||