6. Механічний коефіцієнт корисної дії

Для періоду усталеного руху робота рушійних сил поділяється на дві частини: одна частина ( ) йде на подолання сил виробничих (корисних) опорів, інша ( ) – на подолання шкідливих опорів, тобто . Машинний агрегат вважається тим досконалішим, чим більша частина роботи витрачається на подолання корисних опорів. Ефективність використання енергії характеризується механічним коефіцієнтом корисної дії (ККД).

Механічним ККД називають відношення роботи сил корисного опору до роботи рушійних сил за цикл усталеного руху

. (3.7)

В усіх механізмах ККД завжди менший за одиницю. Підвищення ККД можливе шляхом вибору раціональних схем механізмів, використанням їх при повному навантаженні, зменшенням втрат на тертя у кінематичних парах завдяки використанню вальниць кочення замість вальниць ковзання, тощо.

7. Визначення потужності та вибір двигуна

Однією із задач динаміці є визначення потужності та вибір відповідного двигуна, здатного до забезпечення наданих параметрів режимів роботи машинного агрегату, найбільш поширеним з яких є режим усталеного руху.

Розрахунок потрібної потужності задля забезпечення наданих умов усталеного режиму виконується за механічними характеристиками зовнішніх навантажень, ККД агрегату та кутової швидкості (або частоти обертання) вхідної ланки.

Типорозмір електродвигуна визначається за довідковими даними.

Хід розв’язання цієї задачі розглянемо на конкретному прикладі.

Приклад 3.1.

За вихідними даними для поперечно-стругального верстата (рис.3.3) визначити:

1. корисну потужність , кВт;

2. середній за цикл момент на кривошипі 1 – , ;

3. потужність та типорозмір асинхронного електродвигуна М – .

Вихідні дані:

1. Зусилля різання ;

2. Хід різця ;

3. Ширина деталі ;

4. Кількість подвійних ходів ;

5. Частота обертання двигуна ;

6. Коефіцієнт корисної дії ;

Розв’язок

Під час робочого ходу виконується корисна робота . Час виконання повного циклу роботи дорівнює . Корисна потужність . Після підстановки визначимо .

Для забезпечення цієї корисної потужності електродвигун повинен подолати шкідливий опір, тому його потужність . Цю потужність забезпечує асинхронний електродвигун з номінальною потужністю . Типорозмір електродвигуна за даними [4] – 4АМ80А2У3.

Розрахунок зрівноважуючого моменту на кривошипі.

Середній зрівноважуючий момент на кривошипі забезпечує корисну потужність . З цієї залежності визначимо: .

Відповіді на запитання:

; ; .

Питання для самоконтролю

1. Що вивчає динаміка?

2. Сформулюйте основні задачі динаміки.

3. Назвіть сили, що діють на ланки механізму, та дайте їм коротку характеристику.

4. Дати означення механічної характеристики машини.

5. На якому принципі теоретичної механіки ґрунтується кінетостатичний розрахунок механізму?

6. Яка послідовність силового розрахунку механізмів?

7. Яке припущення дозволяє не враховувати а рівняннях статичної рівноваги сил пружного опору?

8. Яка умова статичної визначеності кінематичних ланцюгів?

9. На підставі якої умови виконується зведення сил?

10. На підставі якої умови виконується зведення мас?

11. Запишіть рівняння руху механізму в енергетичній та диференційній формах.

12. Запишіть формулу, яка визначає зведений момент інерції.

13. Від чого залежить зведений момент інерції?

14. Від чого залежить зведений момент сил?

15. Назвіть режими руху машини.

1 Надалі передаточний механізм скорочено назвемо передачею.

53