Сейчас читают




Коэффициент полезного действия машины
25.11.07 13:12

Силы, действующие на звенья машины, разделяются на си ли движущие и силы сопротивления, которые складываются из сил полезного сопротивления и сил вредного сопротивления. Силы полезного сопротивления - это силы, для преодоления которые предназначена машина (например, силой полезного сопротивления токарного станка будет сила резания, насоса - сила веса поднимав мой воды и т. д.). Силами вредного сопротивления являются, главным образом, силы трения между движущимися частями машины. Работа Адв движущих сил расходуется на преодоление сил полезного и вредного сопротивления:

Адв=Апол+Авр

где Апол - работа сил полезного сопротивления;

      Авр - работа сил вредного сопротивления.

Следовательно, только часть работы движущих сил используете на преодоление полезных сопротивлений. Другая ее часть затрачивается на преодоление сил трения. Этой частью работы движущих си определяются потери работы, а тем самым и мощности, в машине. Относительная величина потерь работы (мощности) в машине определяется коэффициентом полезного действия машины равным отношению полезно затраченной работы (мощности) движущих сил ко всей работе (мощности), совершаемой ими:

η=Аполдв= Nпол/Nдв=Полезно затраченная работа (мощность)/Вся работа движущих сил

Так как Апол = Адв - Авр, то

η=1- Аврдв

Поскольку вредные сопротивления имеются в любой машине, то, следовательно, к. п. д. машины всегда меньше единицы. Наличием сопротивления трения в узлах любой машины объясняется бесплодность упорных попыток многих изобретателей на протяжении нескольких столетий создать «вечный двигатель», т е. такой двигатель, который, будучи раз запущен, совершал бы полезную работу не получая работы, или, как говорят, энергии, извне. (В 1931 г. ВЦИК СССР запретил научным учреждениям страны принимать на рассмотрение проекты «вечных двигателей»).

Общий к. п. д. нескольких последовательно соединенных механиз­мов или передач равен произведению всех к. п. д. составляющих механизмов или передач.

Пример. Центробежный насос подает 3600 л воды в минуту на высоту h = 12 м, для чего затрачивается 14 л.с. Определить к. п. д. насоса. Здесь Nдв = 14 л.с., Nпол равно мощности на преодоление силы веса воды

Nпол=(3600*12)/(60*75)=9,6 л.с.

Следовательно, к. п. д. насоса равен

η=9,6/14=0,65

Повышения к. п. д. необходимо добиваться при всякой разра­ботке схемы и конструкции механизма. Для этого желательно, чтобы схема механизма имела малое количество узлов трения и малые их размеры. Для быстроходных механизмов следует предусматривать возможность отключения таких узлов, которые не участвуют в пере­даче мощности. Не следует применять сильно увеличенные размеры подшипников; на сильно прогибающихся валах рекомендуется при­менять самоустанавливающиеся подшипники. Рекомендуется вместо подшипников скольжения применять подшипники качения, обеспечи­вать надежное выключение фрикционных муфт, применять жидкую смазку вместо консистентной (особенно для быстроходных механизмов), применять по возможности принудительную смазку.