47. Порядок уточнения кпд машины и интенсивность износа кинематических пар.
Процесс износа кинематических пар протекает в три стадии: приработка с постепенным уменьшением интенсивности износа; нормальный износ с постоянной скоростью изнашивания; катастрофический износ с возрастанием интенсивности изнашивания.
Основной причиной выхода из строя узлов трения машин является интенсивный износ контактных поверхностей. В настоящее время с целью уменьшения износа трущихся поверхностей делаются попытки применения различных смазочных материалов, покрытий, изменить соотношение твердостей контактируемых деталей и др. Для снижения износа в смазочные материалы вводятся различные противоизносные, противозадирные и др. присадки.
Коэффициент полезного действия (кпд) машины
Энергия, потребляемая машиной, расходуется на преодоление полезных и вредных сопротивлений. Полезные – это сопротивления, для преодоления которых машина предназначается. Вредные – это сопротивления, преодоление которых не даёт производственного эффекта.
Механическим
КПД (
)
называется отношение полезной работы
или
мощности
к
затраченной
(
).
Потери механической энергии в разного
рода устройствах состоят главным образом
из потерь на трение:
,
где
-
коэффициент потерь.
При
холостом ходе машины
,
но могут быть случаи когда
,
что означает невозможность совершать
движение из-за явления, называемого
самоторможением.
Например, червячный редуктор не может
совершать вращение со стороны червячного
колеса.
Рассмотрим машину как совокупность n элементов, соединённых различным образом между собой.
1.
Элементы соединены последовательно и
кпд (
)
каждого из них известны (рис. 95, а). Тогда
рис. 95
;
;
…
,
т.е.
общее кпд всей цепи равно:
Поэтому следует стремиться к созданию простых конструкций с малым числом элементов.
2.
Элементы соединены параллельно (рис.
95, б). Тогда
,
где
-
коэффициент распределения энергии.
При
получим
,
следовательно низкое качество отдельных
элементов меньше влияет на общее кпд
машины, чем при последовательном
соединении.
Сложные механизмы могут образовывать разветвлённую систему, состоящую из последовательного и параллельного соединённых более простых механизмов, где кпд определяется согласно указанным выше правилам.
Так как любой механизм представляет собой кинематическую цепь с последовательно и параллельно соединёнными в кинематических парах звеньями, то общее кпд механизма вычисляется аналогично при известных кпд кинематических пар.
Например,
необходимо определить
механизма
с низшими парами, изображённого на рис.
96.
-
мощность сил полезного сопротивления;
-затраченная
мощность.
.
рис. 96
Мощность,
затраченная на трение в кинематических
парах, равна:
; 
; 
; 
,где
коэффициенты
трения в парах;
диаметры
шарниров во вращательных парах. Мгновенный
кпд, который является функцией положения
звена 1, равен:
.