דלג לתוכן
In English
Energy stored in a body due to its position or state, such as height above a reference (E = m·g·h) or a compressed spring (E = ½·k·x²).
הסבר
מטען של 50 ק"ג בגובה 0.5 מ' אוגר כ-245 J, והם משתחררים כאנרגיה קינטית אם הוא נופל. קפיץ עם k = 20 N/mm שדחוס 30 מ"מ אוגר כ-9 J. אנרגיה פוטנציאלית נאגרת גם בגז דחוס, במצבר הידראולי ובחלקים מתוחים. בתכנון מכונה היא חשובה גם לחישוב איזון משקל וגם לבטיחות, כי זו אנרגיה שנשארת במכונה גם אחרי ניתוק החשמל.
מה זה אומר בפועל
ציר Z שנושא ראש עבודה של 30 ק"ג מחזיק אנרגיה פוטנציאלית כל הזמן. אם המנוע מנותק והבלם אינו מחזיק, הראש ייפול, והאנרגיה תהפוך למהירות ולמכה. קפיץ גז, משקל נגד או קפיץ פיתול במכסה כבד אוגרים אנרגיה בכיוון ההפוך ומאזנים את המשקל, כך שהמפעיל או המנוע צריכים לספק רק את ההפרש. גם צילינדר פנאומטי שנשאר בלחץ אחרי עצירה אוגר אנרגיה שיכולה להזיז אותו פתאום.
למה זה חשוב
- מאפשרת לחשב איזון משקל ולהקטין את המנוע ואת הכוח שהמפעיל צריך להפעיל.
- מזהה את מקורות האנרגיה שנשארים במכונה אחרי כיבוי, נושא מרכזי בניתוח סיכונים ובנעילה ותיוג (LOTO).
- משמשת לאגירת אנרגיה בקפיצים, במצברים הידראוליים ובמשקולות.
- קובעת את האנרגיה בנפילת עומס, ומשם את הכוח בבולמים וברשתות ביטחון.
בעיות נפוצות ופתרונות
- ציר אנכי בלי בלם חוסם או בלי איזון → בלם שנסגר בהפסקת חשמל, ואיזון שאינו מספיק להרים את הציר לבד.
- קפיץ דחוס שמשתחרר בפירוק → הגבלת מהלך בבורג ארוך או בתופסן, והוראות פירוק ברורות.
- מצבר הידראולי או לחץ אוויר שנשאר במערכת → שסתום פריקה אוטומטי ומד לחץ גלוי.
- איזון בקפיץ גז שנחלש עם השנים או משתנה עם הטמפרטורה → מקדם עודף, ותכנון שמאפשר החלפה קלה.
איפה משתמשים
- צירים אנכיים ומעליות במכונות
- מכסים ודלתות כבדים עם קפיצי גז
- משקלות נגד במנופים ובזרועות
- קפיצים במנגנוני החזרה ונעילה
- מצברים הידראוליים
- ניתוח סיכונים ומיגון מכונות
