5.4.3 Режим выбега машины

В режиме выбега (останова) машины угловая скорость начального звена (главного вала) в конце периода меньше угловой скорости в начале периода. Во время выбега происходит отдача кинетической энергии, накопленной за время разбега. Для остановки машины необходимо отключить движущие силы. Конечное состояние системы за время выбега - покой:

_к=0, _н0.

Поскольку _К (скорость главного вала в конце выбега) равна нулю, то, следовательно, и кинетическая энергия машины в конце выбега равна нулю Т_К=0.

Тогда уравнение движения машины принимает вид

т.е. или .

Если отключают движущие силы, то система продолжает движение только за счет запасенной кинетической энергии:

.

Таким образом время выбега зависит только от соотношения работ сил полезного и вредного сопротивлений и запасенной механизмом кинетической энергии. В отдельных случаях для сокращения времени выбега включают специальные тормозные устройства.

На тахограмме, на рисунке 5.2, режим выбега обозначен, как t_в.

Имея законы изменения скорости в пусковом, установившемся и тормозном режимах можем построить график движения машины (рисунок 5.2). Как правило время пуска t_п и время выбега t_в в работе машины занимают незначительное время. Большую часть времени машина работает в установившемся режиме. Однако встречаются механизмы, время работы которых в пусковом режиме и режиме выбега сравнимо со временем работы в установившемся режиме, а иногда и превышает его. Это такие машины как подъемные краны, ходовые тележки и др.

В зависимости от режима работы машины производится и выбор двигателя для её привода. При этом существенное значение имеет продолжительность включения двигателя (ПВ). Для различных режимов работы машин ГОСТом 163-68 установлены режимы работы электродвигателей (S₁ - продолжительный, S₂, S₃ и т.д.).

5.5 Коэффициент полезного действия машины

5.5.1 Общие сведения

При передаче работы от ведущего звена механизма к исполнительному органу происходят потери некоторой части этой работы на преодоление вредных сопротивлений. Чем меньше эти потери, тем большая часть работы движущих сил затрачивается на преодоление полезных сопротивлений, т.е. для выполнения полезной работы. Соотношение величин работ движущих сил и сил полезных сопротивлений характеризует коэффициент полезного действия машины. Коэффициент полезного действия принято обозначать  (тэта).

Коэффициент полезного действия это характеристика, характеризующая работу машины только в установившемся режиме и он равен отношению модулей работ сил полезного сопротивления к работе движущих сил в течение цикла:

.

Поскольку в установившемся режиме работы работа движущих сил:

, то .

Если взять некоторый промежуток времени t и подсчитать мощности сил полезного сопротивления и мощность движущих сил за этот же промежуток времени, то  можно подсчитать как отношение соответствующих мощностей за некоторый период времени:

.

Поскольку отношение в установившемся режиме работы машины не может быть меньше нуля и всегда меньше единицы, то к.п.д. находится в пределах:

.

Если отношение обозначить , то

,

где  - коэффициент потерь в машине.

Естественно, что чем большая часть работы движущих сил затрачивается на преодоление сил полезных сопротивлений, тем лучше используется машина. Необходимо стремится к увеличению к.п.д.

Поскольку машина, как правило, представляет собой комплекс механизмов, то при определении общего коэффициента полезного действия машины вначале определяют к.п.д. каждого механизма, а затем - общий к.п.д.

Каждая машина состоит из ряда механизмов, которые могут быть соединены между собой последовательно, параллельно или может быть смешанное соединение.