7.3 Статическая и динамическая мощность

Полная мощность любой приводной системы складывается из статической и динамической мощности. Статическая мощность – это мощность, необходимая для перемещения с постоянной скоростью. Она зависит прежде всего от сил трения и тяжести. В отличие от этого динамическая мощность – это мощность, расходуемая на ускорение и замедление. Обе эти составляющие в различных приводных системах проявляются поразному.

Горизонтальное / вертикальное движение

Это взаимодействие можно пояснить на примере вертикального и горизонтального движения:

Для наглядности сравнения будем исходить из того, что масса, скорость и ускорение в обоих примерах одинаковы.

Из этого примера следует, что подъемное устройство потребляет в целом больше мощности, чем транспортное. Кроме того, в приводе подъемного устройства 90% мощности двигателя расходуется на преодоление силы тяжести (статическая мощность).

В отличие от этого в приводе транспортного устройства 90 % мощности двигателя расходуется на создание ускоряющей силы (динамическая мощность).

Подъемное устройство с противовесом

Еще один вариант применения – подъемное устройство с противовесом. При 100%ном равновесии влияние силы тяжести отсутствует, но мощность на ускорение удваивается, поскольку удвоилась ускоряемая масса. Тем не менее, полная мощность меньше, чем в случае подъемного устройства без противовеса.

7.4 Силы сопротивления

Силы сопротивления – это силы, которые противодействуют движению.

Силы статического сопротивления

Трение сцепления и трение скольжения

Сила трения

FR = сила трения [Н]

µ = коэффициент трения

FN = нормальная составляющая силы тяжести [Н]

Сила тяжести

m = масса [кг]

g = ускорение свободного падения [м/с2]

α = угол наклона [°]

Сила сопротивления качению

FF = сила сопротивления качению [Н]

D = диаметр колеса [мм]

µL = коэффициент трения в подшипнике

d = диаметр подшипника [мм]

f = плечо силы трения качения [мм]

c = коэффициент трения обода и реборды колеса

Сила сопротивления качению складывается из следующих составляющих:

Сила тяжести

Силы динамического сопротивления

Ускоряющая сила

Линейное движение

Вращательное движение

7.5 Вращающий момент

7.6 Мощность

7.7 КПД

Общий КПД приводной системы – это произведение КПД всех ее отдельных участков. Как правило, это:

• КПД редуктора ηG

• КПД нагрузки ηL Общий КПД ηT = ηG · ηL

При расчете статической и динамической мощности эти составляющие общего КПД следует рассматривать отдельно.