דלג לתוכן
In English
The energy a body has because of its motion, equal to half its mass times the square of its velocity (E = ½·m·v²), measured in joules.
הסבר
בגוף מסתובב האנרגיה היא חצי מומנט ההתמד כפול ריבוע המהירות הזוויתית (E = ½·J·ω²). כיוון שהמהירות בריבוע, הכפלת מהירות פי 2 מגדילה את האנרגיה פי 4. לדוגמה, עגלה של 10 ק"ג במהירות 2 מ'/ש' נושאת 20 J, ואותה עגלה ב-4 מ'/ש' נושאת 80 J. את האנרגיה הזו צריך לבלום, לספוג או לפזר בכל עצירה.
מה זה אומר בפועל
במסוע או בציר ליניארי, כל עגלה שנעצרת בקצה המהלך צריכה לאבד את האנרגיה הקינטית שלה: בבלם המנוע, בבולם הלם או במכה בעוצר. את כוח העצירה הממוצע אפשר להעריך מאנרגיה חלקי דרך הבלימה (F ≈ E/s): עגלה עם 20 J שנבלמת לאורך 10 מ"מ מפעילה כ-2,000 N, ואם היא נבלמת לאורך 1 מ"מ כ-20,000 N. בציר מסתובב, כמו שולחן אינדקס או ספינדל, האנרגיה ½·J·ω² יכולה להיות גדולה מאוד גם כשהחלק נראה קל, כי היא תלויה בריבוע המהירות ובמסה שרחוקה מהציר.
למה זה חשוב
- קובעת את גודל הבולמים, העוצרים והבלמים ואת העומס עליהם בכל עצירה.
- בהנעות סרוו ו-VFD האנרגיה חוזרת בבלימה לממיר, ולכן צריך נגד בלימה בגודל מתאים.
- משמשת להערכת חומרת תאונה: חלק שנזרק או זרוע שפוגעת במפעיל.
- מאפשרת אגירת אנרגיה בגלגל תנופה ושחרורה ברגע הנדרש, למשל במכבש מכני.
בעיות נפוצות ופתרונות
- העלאת מהירות מחזור בלי לבדוק את העוצרים → הבולמים נשחקים או נשברים; לחשב מחדש את E לכל מכה ואת האנרגיה לשעה.
- התעלמות ממסת המטען עצמו, ולא רק מהעגלה → לחשב לפי המסה המרבית שנעה בפועל, כולל תפסנים ומוצר.
- בציר מסתובב מחשבים רק לפי המסה ולא לפי מומנט ההתמד → להשתמש ב-½·J·ω², ולקחת את J מתוכנת ה-CAD.
- חום בבולמים ובבלמים במחזורים מהירים → לבדוק את ההספק הממוצע (אנרגיה × מכות לשעה) מול נתוני היצרן.
איפה משתמשים
- בחירת בולמי הלם ועוצרי קצה בצירים ליניאריים
- חישוב בלמים ונגדי בלימה בהנעות
- תכנון גלגלי תנופה ומכבשים מכניים
- הערכת סכנות למיגון מכונה
- תכנון מערכות שינוע מהירות ומסועים
