МЕХАНІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВИРОБНИЧИХ МЕХАНІЗМІВ

Під механічною характеристикою виробничого механізму будемо розуміти залежність моменту опору механізму від його кутової швидкості: . При зображенні механічних характеристик двигуна і виробничого механізму в одній системі координат їх приводять до однієї осі обертання, як правило, до валу двигуна.

Незважаючи на велику різноманітність виробничих механізмів, що розрізняються як по споживаної потужності, так і за принципом дії, їх механічні характеристики можна розділити на п'ять основних типів:

• Незалежна від кутової швидкості механічна характеристика виробничого механізму. До таких механізмів відносяться ті з них, у яких переважаючим моментом є момент від сил тертя: механізми подач металорізальних верстатів, механізми переміщення підйомних кранів, конвеєри, поршневі насоси. Рівняння механічної характеристики

(2.8)

де - момент опору від сил тертя в рухомих частинах виробничого механізму.

Графічно незалежна від кутової швидкості механічна характеристика виробничого механізму наведена на рис. 2.4, залежність 1.

• лінійно-зростаюча механічна характеристика виробничого механізму. Такий характеристикою володіють генератори постійного струму, що працюють на постійне навантаження, обтискні валки прокатних станів, прасувальні машини. Рівняння механічної характеристики має вигляд

(2.9)

де - момент опору від сил тертя в рухомих частинах виробничого механізму; а - коефіцієнт пропорційності.

Графік лінійно-зростаючою механічної характеристики виробничого механізму наведено на рис. 2.4, залежність 2

• Нелінійно-зростаюча механічна характеристика виробничого механізму. Такий характеристикою володіють механізми з відцентровим характером виробничого процесу: вентилятори, відцентрові насоси, центрифуги, гребні гвинти. Рівняння механічної характеристики має вигляд

(2.10)

де - момент опору від сил тертя в рухомих частинах виробничого механізму; b - коефіцієнт пропорційності; х - показник ступеня; при х = 2 - рух в газоподібному середовищі, при х = 3 - рух в рідині.

Графік нелінійно-зростаючій механічної характеристики виробничого механізму наведено на рис. 2.4, залежність 3.

• Нелінійно-спадає механічна характеристика виробничого механізму. Такий характеристикою володіють головні електроприводи обробних верстатів: металообробних, фанерострогальних і ін. В таких верстатах момент різання змінюється обернено пропорційно швидкості різання. Наприклад, тонке свердло - велика швидкість обертання патрона, свердло великого діаметру - маленька швидкість обертання патрона. Рівняння механічної характеристики має вигляд

(2.11)

де - момент опору від сил тертя в рухомих частинах виробничого механізму; з - коефіцієнт пропорційності.

Графік нелінійно-спадаючої механічної характеристики виробничого механізму наведено на рис. 2.4, залежність 4.

• Механічна характеристика виробничого механізму з підвищеним пусковим моментом. Такий характеристикою володіють міксери, деякі механізми перемішування рідких середовищ, наприклад фарби та інші. У таких механізмах, після того як в обмеженому просторі почне обертатися вся рідина, момент опору різко падає. У деяких механізмах великий пусковий момент розвивається на початку зрушення, наприклад в електроприводі головного руху трамвая, електропоїзди, механізму гайговертов при відкручування гайок. У таких механізмів на початку руху діють великі міжмолекулярні сили тяжіння.

Графік механічної характеристики виробничого механізму з підвищеним пусковим моментом наведено на рис. 2.4, залежність 5.

Як уже зазначалося, роботі електропривода в сталому режимі відповідає рівність моментів двигуна і моменту опору. З метою підтримки найбільш стійкою швидкості електроприводу при випадкових змінах моменту опору виробничого механізму, в першу чергу обумовленого несоосно- стио і ексцентриситетом сполучають валів, необхідно забезпечити перетин механічної характеристики двигуна і механічної характеристики механізму, приведеного до валу двигуна під кутом, найбільш близьким до прямого.

Мал. 2.4. Механічні характеристики виробничих механізмів

За характером дії всі види статичних моментів можна розділити:

• • на реактивні;
• • активні.

Реактивними моментами володіють майже всі механізми - тобто ті механізми, у яких момент створюється силами тертя. Такі моменти завжди перешкоджають руху і тому змінюють свій знак зі зміною напрямку руху. Механічні характеристики виробничих механізмів з реактивними моментами наведені на рис. 2.5, залежно . Там же показані механічні характеристики двигуна постійного струму і швидкості його усталеного руху.

Невелика група механізмів створює активний момент. Механізми з активним моментом нс тільки перешкоджають руху, але за певних умов самі створюють обертання електроприводу. Очевидно, що електрична машина з метою забезпечення сталості швидкості переходить в гальмівній режим.

Мал. 2.5. Механічні характеристики виробничих механізмів з реактивними моментами

Активні моменти зберігають свій знак при зміні напрямку обертання. Характерним прикладом механізму з активним моментом є лебідка або механізм підйому крана. Механічні характеристики виробничих механізмів з активними моментами наведені на рис. 2.6, залежність . Там же показані механічні характеристики асинхронного двигуна і швидкості його усталеного руху.

Мал. 2.6. Механічна характеристика виробничого механізму з активним моментом

Відзначимо, що на практиці механізми з активним моментом в чистому вигляді не існують, так як в механізмах підйому завжди присутній тертя, а отже, і реактивний момент.