,
где D - диаметр поршня; р = mp ×y - давление газа в цилиндре.
Определив движущую силу Р с помощью индикаторной диаграммы, построим для ряда положений кривошипа график изменения этой силы в зависимости от угла поворота кривошипа j. Этот график Р = Р(j) показан на рис. З,б.
Аналогично определяются графики движущих сил в паровых машинах. На рис. 4 приведена индикаторная диаграмма паровой машины двойного действия. Здесь правая часть диаграммы показывает давление на одну сторону поршня, а левая часть диаграммы - на обратную его сторону. При определении движущей силы в этом случае нужно учитывать давление с обеих
Рис. 1 Рис. 2
а)
б)
сторон поршня и получать результирующее давление на поршень. Поскольку движущая сила Р, действующая на поршень, переменна, то и момент на кривошипном валу А механизма, возникающий в результате действия силы Р, также будет переменным. При оценке работы машины обычно определяют средний момент Мср, который развивает двигатель на кривошипном валу.
В большинстве машин момент М на валу меняется с изменением скорости вращения вала. Это происходит потому, что при изменении скорости машины меняются сопротивления этому движению и изменяются динамические давления в кинематических парах механизма. Зависимость движущего момента М, приложенного к валу двигателя, от угловой скорости этого вала называется механической характеристикой двигателя. Эта зависимость представлена в следующем виде:
М = М (w) или М = М (n)
где n - число оборотов вала машины.
Рис. 4
На рис. 5 показана характеристика асинхронного электродвигателя, откуда видно, что увеличение момента сопротивления, преодолеваемого двигателем, приводит к уменьшению числа оборотов ротора. При моменте сопротивления больше Мmax двигатель останавливается. На рис. 6 показана характеристика электродвигателя постоянного тока. Вообще для машин-двигателей характерно уменьшение момента М с увеличением угловой скорости w.
Рис. 5 Рис. 6
Характеристики различных машин приводятся в специальной литературе.
Таким образом, используя законы, по которым протекают процессы в двигателе. Можно определить для различных положений движущего звена силы, действующие на это звено. Эти силы являются функциями положения движущего звена, времени и скорости вращения кривошипа.
3. Определение сил полезных сопротивлений
Силы полезных или производственных сопротивлений в машинах разнообразны и определяются в зависимости от характера их действия. Так, например, в таких поршневых рабочих машинах, как компрессоры и насосы, силами производственных сопротивлений является давление воздуха или жидкости на поршень в цилиндре. В этом случае с помощью прибора-индикатора получают индикаторные диаграммы, вид которых произведен на рис. 7 и 8. С помощью индикаторных диаграмм, как и в случае двигателей, можно определить силы сопротивления, действующие на поршень. И вычертить диаграммы их изменения в зависимости от положения поршня или от угла поворота кривошипа механизма.
В ряде рабочих машин силы сопротивления определяются экспериментально с помощью различных приборов-динамометров, которые измеряют усилия сопротивления на рабочем звене. Так, например, в камнедробилках сила сопротивления Q, приложенная к щеке камнедробилки, в зависимости от угла поворота j кривошипа представлена графиком, показанным на рис. 9. Сила сопротивления на высадочном пуансоне холодно-высадочного автомата в зависимости от угла поворота кривошипа представляется графиком, представленным на рис. 10.
Рис. 9
Рис. 10
Силы полезных сопротивлений
зависят от скорости движения рабочей машины. С увеличением скорости силы
сопротивления и, следовательно, моменты на кривошипе механизма увеличиваются.
Поэтому механические характеристики рабочих машин вида М = М (w) являются восходящими кривыми.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.