Коэффициент полезного действия системы механизмов




 

Часто для выполнения необходимой работы в машине применяется несколько разных механизмов, соединенных между собой.

Последовательное соединение (рисунок 1).

 

Рисунок 1

 

В этом случае движение (и мощность) передается последовательно от одного механизма к другому. Полезной работой для предыдущего механизма является приведение в движение следующего. То есть полезная работа на выходе предыдущего механизма является одновременно движущей для последующего. Полезной работой всей системы является работа на выходе из последнего механизма системы:

Перемножим формально эти вырожения


Таким образом, общий коэффициент полезного действия системы последовательно соединенных механизмов равен произведению коэффициентов полезного действия этих механизмов:

 

Так как КПД любого механизма меньше единицы, то КПД системы последовательно соединенных механизмов оказывается всегда ниже худшего из механизмов этой системы. Поэтому, если применяется система последовательных механизмов (или отдельных элементов), то не следует включать в эту систему механизмы с низкими КПД.

Если последовательно соединяется "n" одинаковых механизмов:

то

где ηP – КПД любого промежуточного механизма.

Параллельное соединение (рисунок 2).

 

Рисунок 2

 

Несколько механизмов приводятся в движение одним двигателем. Полезная работа системы складывается из полезных работ на выходе из каждого механизма. На приведение в движение каждого из механизмов двигатель затрачивает часть своей энергии (АДВ i). Тогда коэффициент полезного действия такой системы можно представить следующим образом:

 

 

В данном случае величина общего КПД зависит от доли энергии, отдаваемой двигателем механизмам с более высокими или более низкими КПД. Но во всех случаях общий КПД занимает некоторое промежуточное значение по отношению к частным КПД механизмов, соединенных в систему (КПД системы будет тем выше, чем большая часть энергии двигателя будет отдаваться механизмам с высокими КПД).

 

Если параллельно соединяется "n" одинаковых механизмов:

то

т.е.

 

При параллельном соединении одинаковых механизмов КПД системы не изменяется и равен КПД одного механизма.

Пример зубчатого механизма

Электропривод

Электромеханическая система, состоящая в общем случае из взаимодействующих преобразователей электроэнергии, электромеханических и механических преобразователей, управляющих и информационных устройств и устройств сопряжения с внешними электрическими, механическими, управляющими и информационными системами, предназначенная для приведения в движение исполнительных органов рабочей машины и управления этим движением в целях осуществления технологического процесса

 

 

В приборостроении принято называть ступенчатые зубчатые механизмы, работающие на понижение скорости от входа к выходу редукторами, а на повышение скорости – мультипликаторами.

По назначению редукторы (мультипликаторы) могут быть силовыми и кинематическими. Силовые передают крутящие моменты и угловые скорости, а кинематические – углы при небольших моментах и угловых скоротях.

В силовых передачах мощность на входе и выходе раны с учетом КПД,

тоесть

или

 

Рассмотрим кинематическую схему простейшего электропривода, представленную на рисунке.

Источником механической энергии является электродвигатель M –стандартное обозначение.

 

 

Рис. Кинематическая схема простого электропривода

Для обеспечения рабочих режимов, заданных по техническому заданию момента нагрузки, скорости, ускорения при заданном моменте инерции нагрузки электродвигатель должен обладать соответствующими возможностями.

Номинальный момент электродвигателя

Так можно привести моменты от любого вала к любому, что необходимо учитывать при проектировании валов, опор и корпусных деталей.

В быстродействующих приводах необходимо учитывать инерционные нагрузки от вращающихся деталей и линейно перемещающихся.

Момент инерции, приведенный к валу двигателя состоит в основном из 3 составляющих

где

 

J дв – момент инерции вращающихся частей двигателя

J ред. привед. – приведенный к валу двигателя момент инерции редуктора

J нагр. привед. – приведенный к валу двигателя момент инерции нагрузки.

 

 

где J 1 – момент инерции вращающихся деталей на валу 1, в том числе самого вала, зубчатого колеса Z 1.;

J 1 – момент инерции вала 2, зубчатых колес 2 и 3, колец шариковых подшипников и всех других деталей, вращающихся вместе с валом 2;

i 1 – передаточное число между 1 и 2 валами.

Все другие члены уравнения вычисляются по такому же алгоритму.

Также можно приводить момент инерции к любому валу.

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2020-07-12 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: