Frictie wielen

In dit artikel wordt uitgelegd wat frictiewielen zijn en waarvoor ze worden gebruikt. Zo vindt u de definitie van wrijvingswielen, hun kenmerken en hun werking. Daarnaast worden de verschillende soorten wrijvingswielen en de formules van dit type mechanisme gepresenteerd.

Wat zijn wrijvingswielen?

Wrijvingswielen zijn twee wielen die worden gebruikt om rotatiebewegingen over te brengen. Met andere woorden, wrijvingswielen zijn de elementen van een mechanisme dat cirkelvormige bewegingen overbrengt door wrijving tussen twee wielen.

Wrijvingswielen zijn daarom een wrijvingsoverbrengingssysteem, aangezien de beweging van het ene wiel naar het andere wordt overgedragen dankzij de wrijving (of wrijving) daartussen.

Een wrijvingswielsysteem bestaat uit twee delen:

• Aandrijfwiel (of invoerwiel) : dit is het wiel dat de rotatiebeweging overbrengt op het andere wiel. Over het algemeen is de as van het aandrijfwiel gekoppeld aan een motor, zodat de motor de gewenste rotatiebeweging overbrengt op het aandrijfwiel en dit op het aangedreven wiel.
• Aandrijfwiel (of uitgangswiel) : dit is het wiel dat draait dankzij de rotatiebeweging die het aandrijfwiel erop overbrengt.

Zoals je in de afbeelding hierboven kunt zien, zijn twee wrijvingswielen met elkaar in contact en als het aangedreven wiel draait, veroorzaakt dit wrijving tussen de twee wielen, waardoor het aangedreven wiel gaat draaien.

Bovendien is de draairichting tussen twee opeenvolgende roterende wielen tegengesteld. Dat wil zeggen: als het ene wrijvingswiel met de klok mee draait, zal het andere wiel tegen de klok in draaien.

Soorten wrijvingswielen

De soorten wrijvingswielen zijn:

• Buitenste wrijvingswielen – Het contact tussen de twee wrijvingswielen vindt plaats aan de buitenkant van beide wielen. De draairichting tussen de wrijvingswielen is omgekeerd.
• Binnenfrictiewielen : Het ene wrijvingswiel bevindt zich in het andere, zodat contact tussen de twee wielen plaatsvindt op het binnenoppervlak van het grotere wiel en het buitenoppervlak van het kleinere wiel. Bij dit type wrijvingswielen draaien beide wielen in dezelfde richting.
• Frustoconische wrijvingswielen : wrijvingswielen hebben de vorm van een afgeknotte kegel en het contact tussen de wielen vindt plaats op hun zijoppervlakken. De assen van de wrijvingswielen zijn dus niet evenwijdig. In dit geval hebben de wrijvingswielen een tegengestelde draairichting.

Wrijvingswielformule

Bij wrijvingswielen is de diameter van het aandrijfwiel vermenigvuldigd met zijn hoeksnelheid gelijk aan de diameter van het aangedreven wiel vermenigvuldigd met zijn hoeksnelheid. Daarom is de formule voor wrijvingswielen :

Goud:

• 

  is de diameter van het aandrijfwiel.

• 

  is de hoeksnelheid van het aandrijfwiel.

• 

  is de diameter van het aandrijfwiel.

• 

  is de hoeksnelheid van het aangedreven wiel.

Op dezelfde manier kunnen we uit de vorige formule afleiden dat de verhouding tussen de uitgangssnelheid en de ingangssnelheid gelijk is aan de verhouding tussen de inlaatdiameter en de uitlaatdiameter. Dus voor alle wrijvingswielen geldt de volgende vergelijking:

Aan de andere kant wordt de overbrengingsverhouding (i) tussen twee wrijvingswielen gedefinieerd als de verhouding van de rotatiesnelheid van het aangedreven wiel tot de rotatiesnelheid van het aandrijfwiel.

Uit al deze uitdrukkingen kunnen dus de volgende relaties van de wrijvingswielen worden afgeleid:

• Als de diameter van het aandrijfwiel groter is dan de diameter van het aangedreven wiel, neemt de rotatiesnelheid tussen de wrijvingswielen toe.
• Als de diameter van het aandrijfwiel kleiner is dan de diameter van het aangedreven wiel, neemt de rotatiesnelheid tussen de wrijvingswielen af.
• Als de diameter van het aandrijfwiel gelijk is aan de diameter van het aangedreven wiel, blijft de rotatiesnelheid tussen de wrijvingswielen behouden.

Voor- en nadelen van wrijvingswielen

Hieronder staan de voor- en nadelen van frictiewielen als transmissiesysteem.

Voordelen van frictiewielen:

• Wrijvingswielen zijn eenvoudig te maken, dus hun prijs is meestal goedkoop.
• Frictiewielen vergen zeer weinig onderhoud.
• Het is een stil bewegingstransmissiesysteem.

Nadelen van wrijvingswielen:

• Wrijvingswielen kunnen geen significante kracht tussen de assen overbrengen, aangezien de werking van dit type mechanisme verband houdt met de wrijvingskracht die tussen de twee wielen wordt geproduceerd.
• Het risico bestaat dat de wielen tegen elkaar slippen of glijden.
• De slijtage van wrijvingswielen is zeer hoog in vergelijking met andere transmissiesystemen, omdat de wrijvingsoverbrenging de elementen van het mechanisme sterk verslijt.

toepassingen met wrijvingswielen

Ten slotte zullen we zien waar frictiewielen voor dienen, want naast het begrijpen van wat frictiewielen zijn, is het ook belangrijk om te weten waarvoor ze dienen.

Frictiewielen worden gebruikt als transmissiesysteem wanneer er weinig inspanning nodig is. Een fietsdynamo, geluidsapparatuur of enkele eenvoudige machinemechanismen maken bijvoorbeeld gebruik van wrijvingswielen.

Over het algemeen kunnen wrijvingswielen niet worden gebruikt om grote krachten over te brengen, omdat ze tegen elkaar kunnen slippen of glijden. Een ander voorbeeld van het gebruik van wrijvingswielen is het interne mechanisme van sommige printers, dat kleine krachten moet overbrengen.