Prony-fék

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Prony-fék
Traktorok teljesítményének mérése 1910-ben Prony-fékkel

A Prony-fék forgó gépek forgatónyomatékának, illetve teljesítményének mérésére szolgáló eszköz, melyet Gaspard de Prony (1755-1839) francia matematikus és mérnök talált fel 1821-ben. A teljesítmény és forgatónyomaték mérésére szolgáló eszközöket összefoglaló néven fékpadoknak nevezik.

Nyomatékmérés[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Korábban egy erőgép forgatónyomatékát úgy mérték, hogy egy, a gép tengelyére erősített tárcsán kötelet, hevedert vagy szíjat vetettek át, melynek egyik végét befogták, másik végére meg súlyokat akasztottak, melyek a hevedert megfeszítették és a keletkezett súrlódás fékezte a tárcsát. A súlyok növelése során figyelték, mikor kezd csökkenni a fordulatszám, ekkor leolvasták a terhelő erőt. Az M \, nyomaték az F \, súlyerő és a tárcsa r \, sugarának szorzata:

M = F \cdot r \,

Prony ezt az egyszerű elrendezést egy l \, hosszúságú kar segítségével pontosabbá és nagyobb nyomatékok mérésére is használhatóvá tette. Mérőkészülékével többé nem kellett a fordulatszám esését figyelni, ami egyébként sem volt pontos eljárás, hanem a súlyokat kellett úgy megválasztani, hogy a fék, mint egy hagyományos mérleg egyensúlyba kerüljön. Ekkor a mért nyomaték:

M = F \cdot l \,

Az ábrán látható egyszerű szerkezet helyett az erőt természetesen nemcsak súlyokkal, hanem rugó összenyomódásával, erőmérő cellával vagy más módon is lehet mérni. A fékpofákat enyhén kenni szokás, hogy a fékerőt egyenletesebbé tegyék. A fékezőerőt a fékpofák összeszorításával változtatják. A mérés hátránya, hogy a mérendő gép energiáját a fékezés teljes mértékben felemészti és hőenergiává alakítja át. Ez kisebb gépeknél csak gazdaságtalan üzemet eredményez, de nagyobb teljesítményű gépek esetén a keletkező hő elvezetéséről is gondoskodni kell, ami nehézségekkel járhat.

Teljesítménymérés[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A nyomatékmérés mellett a Prony-fék a P \, teljesítmény mérésére is alkalmas, ha egyidejűleg az \omega \, szögsebességet (n \, percenkénti fordulatszámot) is megmérik:

P = M \cdot \omega = M \cdot \frac {2 \cdot \pi \cdot n} {60} \,

A dugattyús motorok gyártás, karbantartás utáni átvételének fontos mérése a fékpadon történő nyomatékmérés, melynek során ellenőrizhető, hogy a gép viselkedése mennyire tér el a névleges értékektől.

Egyéb nyomatékmérő eszközök[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A hosszabb ideig nagyobb teljesítményű gépekkel végzett méréseknél gondoskodni kell a keletkezett hő elvezetéséről. Ezt könnyebb hidraulikus fékekkel elérni. A hidraulikus fék lényegében a folyadék mozgatásakor keletkezett áramlási ellenállás segítségével emészti fel a mechanikai munkát azt hővé alakítva. A felmelegedett folyadék cseréjével és visszahűtésével a hidraulikus fékpad működése hosszú ideig fenntartható.

Más fékpadok elektromos elven működnek. Az örvényáramú fékpad a mechanikai munkát elektromos árammá, majd hővé alakítja. A mérlegdinamó, mérleggenerátor előnye, hogy a hajtó gép által átadott energia nem vész el, hanem a hálózatba visszatáplálva hasznosul. Mérlegmotorral munkagép felvett teljesítménye mérhető.

Forrás[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  • Pattantyús. Gépész- és Villamosmérnökök Kézikönyve 3. kötet. Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1961.
  • Pattantyús Á. Géza: A gépek üzemtana. Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1983. ISBN 963104808X

Külső hivatkozások[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]