2. ALLMÄNNA KONSTRUKTIONS- OCH DIMENSIONERINGSPRINCIPER
Friktionskrafter mellan plåtar
FIGUR 2.5-1
Skjuvkrafter i skruvskaft
Kraftöverföring i skruvförband. Till vänster kraftbetingad, till höger formbetingad.
Man kan naturligtvis tänka sig att ett sådant förband startar som den vänstra delen (kraftbetingad) men sedan till följd av små rörelser övergår till den högra (formbetingad). Detta kan också ses som ett exempel på redundans, se sektion 2.3. I kraftbetingade situationer är det ofta så att det bara går att överföra krafter upp till en bestämd nivå, given t.ex. av tillgänglig friktion. Så är fallet med lamellkopplingar, figur 13.2-3, och oftast med remväxlar, kapitel 15, och bromsar, kapitel 14. I andra fall händer det att den normalkraft, som ger friktionskraften, ökar i takt med pålagd last. Det betyder att även friktionskraften ökar i samma mån och man får ingen gräns för överförbar kraft.
2.6 Verkningsgrad Verkningsgrad är ett vanligt ord i maskinsammanhang. I stort sett talar det om hur stor effekt man får ut ur en maskin dividerat med den effekt man skickat in. I maskinelement är detta relevant framför allt för transmissioner11, kapitel 12 – 22. I verkligheten får man alltid förluster. Men det kan också gälla strömningsmaskiner eller elektriska maskiner där in- och utgående effekter är av olika karaktär: termisk energi in – mekanisk energi ut eller mekanisk energi in - elektrisk energi ut. Allmänt kan man skriva Put
ηPin
där η kallas verkningsgrad.
Det finns inga ideala maskiner som har verkningsgraden η = 1, utan alla har någon form av förluster12. Det kan röra sig om friktionsförluster (vanligt bland maskinelement),
11 Transmission betyder överföring och i mekaniska sammanhang betyder det att överföra energi eller effekt från ett ställe till ett annat. 12
16
Detta kan ses som ett utslag av termodynamikens andra huvudsats.