Характеристики рабочих процессов

Характеристикой рабочего процесса называют математическую модель полезной нагрузки, приложенной к рабочему органу машины. Характеристика рабочего процесса представляется в виде:

,

где x – координата рабочего органа, t – время. Такую характеристику называют статической, так как она не учитывает того факта, что полезная нагрузка прикладывается к рабочему органу не мгновенно. Как правило, в большинстве задач силового анализа такого упрощенного представления о характере силы полезного сопротивления бывает достаточно. При необходимости учета постепенного приложения нагрузки переходят к динамической характеристике рабочего процесса:

,

где τ, с – постоянная времени полезной нагрузки. Нетрудно заметить, что при будем иметь статическую характеристику.

Пример 1.

Простейшая характеристика рабочего процесса подъемного крана имеет вид:

,

где m – наибольшая масса поднимаемого груза, - ускорение свободного падения.

Пример 2.

Характеристика рабочего процесса воздушного поршневого компрессора изображена на рис. 25: P – равнодействующая сил давления воздуха на поршень, x₁ – положение поршня, при котором закрыты впускной и выпускной клапаны (сжатие), x₂ – при котором открывается выпускной клапан (нагнетание), x₃ – при котором закрывается выпускной клапан (разрежение), x₄ – при котором открывается впускной клапан (всасывание).

Работа силы полезного сопротивления воздуха за один цикл вычисляется как площадь внутри характеристики рабочего процесса: .

Определение характеристик рабочих процессов конкретных машин и агрегатов не является задачей теории механизмов. Например, рабочие характеристики металлорежущих станков определяются в теории резания, компрессоров – в теории компрессорных машин и т.д.