Механический коэффициент полезного действия.

Рис. 1. Тахограмма режимов движения машинного агрегата

t_р – время разбега машины;

t_у.д. – время установившегося движения машины;

t_в – время выбега (остановки);

t_ц – время цикла.

Циклом движения называется такой отрезок времени движения, за который все звенья механизма возвращаются в начальное положение, имея начальные скорости и ускорения всех точек.

Цикл движения зависит от структуры механизма и технологического процесса, выполняемого механизмом.

Запишем уравнение, выражающее закон сохранения энергии

Для времени разбега , а это влечет за собой требование, чтобы работа сил движущих за все это время была больше работы сил сопротивления, т.е. .

Для времени установившегося движения за цикл движения и работа .

Для времени выбега и потому должно быть .

Механический коэффициент полезного действия.

Рассмотрим отдельно режим установившегося движения. Уравнение энергетического баланса имеет вид где А_Т – работа сил не полезного сопротивления (обычно сил трения). Следовательно, за полный цикл установившегося движения работа всех движущих сил равна работе всех производственных (полезных) и не производственных сил сопротивления.

Механическим коэффициентом полезного действия называется отношение абсолютных величин работы сил полезного сопротивления к работе движущих сил за время установившегося движения или за один цикл движения при номинальной нагрузке.

η – эта (1)

Как видно, кпд показывает, какая доля механической энергии, подведенной к машине, полезно расходуется на совершение той работы, для которой машина создана.

где - коэффициент потерь в машине. Очевидно, что всегда .

КПД лучших тепловых электростанций – 0,4

- Двигателей внутреннего сгорания – 0,4…0,5

- Электрических генераторов – 0,95

- Зубчатых передач –до 0,99.

В общем случае

КПД не может быть меньше нуля, так как в этом случае или . Из этих неравенств следует, что если механизм, удовлетворяющий указанному условию, находится в покое, то действительного движения механизма произойти не может, а если он двигался, то он остановится. Это явление носит название «самоторможение механизма». Например, оно может возникнуть при передачи вращения от червячного колеса к червяку или от выходного вала к входному в планетарном редукторе с большим передаточным отношением и т.д.

Рассмотрим ещё раз уравнение энергетического баланса за цикл установившегося движения Разделим обе части уравнения на время цикла t_ц и получим средние значения мощностей за время цикла.