Практическая работа специальности 15.02.05. «Техническая эксплуатация оборудования в торговле и общественном питании»

Министерство образования и науки Краснодарского края

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение

Краснодарского края

«Армавирский механико – технологический техникум»

Методическое  пособие

для проведения

практического занятия

на тему:

«РАБОТА И МОЩНОСТЬ. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ С ПОМОЩЬЮ МЕТОДА КИНЕТОСТАТИКИ»

по дисциплине: «Техническая механика»

для студентов 2 курса 

спец.  15.02.05

Разработал преподаватель: Е.В. Игнатова

2016

1 ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Знать:

- зависимости для определения мощности при поступа­тельном движении. КПД;

- основные уравнения динамики при поступательном  и вращательном движениях твердого тела.

Уметь:

- рассчитывать мощность с учетом потерь на трение и сил инерции;

- определять параметры движения с помощью теорем динамики.

2 ДЛЯ ЗАЧЕТА РАБОТЫ НЕОБХОДИМО:

- изучить теоретический материал с помощью  методического пособия;

- по варианту задания выполнить расчеты  по определению величины натяжения каната, на котором подвешен лифт, при подъеме и опускании;

- ответить на контрольные вопросы.

3 КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА

3.1 Расчетные формулы

Мощность при поступательном движении

Р = FV соs a ,

где F — постоянная сила, Н;

      V — скорость движения, м/с;

       a — угол между направлениями силы и перемещения.

Мощность при вращении

Р = Мω,

где М — вращающий момент, Н-м;

       ω — угловая скорость, рад/с.

Коэффициент полезного действия

где Р_пол — полезная мощность, Вт;

       Р_затр — затраченная мощность, Вт:

Сила инерции

F_ин = -mа,

где  а — ускорение точки, м/с²;

       m — масса, кг.

Основные уравнения динамики

Поступательное движение твердого тела:

F = mа,

Вращательное движение твердого тела:

М_z = Je,

где  М_z — суммарный момент внешних сил относительно оси враще­ния, Нм;

            J— момент инерции относительно оси вращения, кгм²;

            e — угловое ускорение, рад/с².

4 ПРИМЕР  ВЫПОЛНЕНИЯ  ЗАДАНИЯ

График изменения скорости лифта при подъеме из­вестен (чертеж 1). Масса лифта с грузом 2800 кг. Определить натя­жение каната, на котором подвешен лифт на всех участках подъема. По максимальной величине натяжения каната определить потребную мощность элек­тродвигателя, если h=0,8.

Чертеж 1

Решение:

1. Рассмотрим участок 1 — подъем с ускорением.

Составим схему сил (чертеж 2). Уравнение равновесия кабины лифта:

Чертеж 2                            Чертеж 3

T₁ - G - F_ин=0

T₁= G + F_ин=mg + ma₁

где G — сила тяжести;

       F_ин — сила инерции, растягивающая канат.

Для определения ускорения  на участке 1 учтем, что движение на этом участке равнопеременное, скорость v = v₀ + а₁ t₁;   v₀=0

Следовательно, ускорение:   а₁=;    а₁ == 1,25 м/с².

Определить усилие натяжения каната при подъеме с ускорением

T₁= mg + ma₁=m(g+а₁);  T₁=2800(9,81 + 1,25) = 30 968 Н;   

Т₁ = 30,97 кН.

2. Рассмотрим участок 2 — равномерный подъем.

Ускорение и сила инерции равны нулю. На­тяжение каната равно силе тяжести.

Т₂ - G = 0;    Т₂ = G = mg;

Т₂ = 2800 • 9,81 = 28 кН.

3. Участок 3 — подъем с замедлением. Ускорение   направлено   в   сторону,   обратную направлению подъема. Составим схему сил (Чертеж 3).

Уравнение равновесия: T₃ - G + F_ин=0

                                                Т₃ = G - F_ин3=mg – ma₃

Ускорение (замедление) на этом участке определяется с учетом того, что V = 0.

v₀ + а₃ t₃ = 0;    а₃ = - ;  а₃ = ^—   м/с²

Натяжение каната при замедлении до оста­новки:

T₃ = 2 800 ( 9,81 -  ) = 25144 Н;    Т₃ = 25,14 кН.

Таким образом, натяжение каната меняется при каждом подъеме и опускании, канат выхо­дит из строя в результате усталости материала. Работоспособность зависит от времени.

         Максимальная величина натяжения Т₁ = 30,97 кН. Тогда максимальная полезная мощность Р_пол=V₁ •Т₁;     Р_пол =5•30,97=154,85 кВт

  ;  Р_затр =

Потребная мощность электродвигателя Р=195 кВт

5        ЗАДАНИЕ

Скорость кабины лифта массой т изменяется согласно графикам. Определить величину натяжения каната, на ко­тором подвешен лифт, при подъеме и опускании. По максимальной величине натяжения каната определить потребную мощность элек­тродвигателя.

                  Рисунок 1                                                             Рисунок 2

         Рисунок 3                                                                 Рисунок 4

              Рисунок 5                                                            Рисунок 6

6 КОНТРОЛЬНЫЕ    ВОПРОСЫ

1 Объясните разницу между понятиями «инертность» и «сила инерции»?

2 Как направлена и по какой формуле может быть рассчитана сила инерции? 

3 В чем заключается принцип Даламбера? 

4  В чем заключается метод кинетостатики?

5 Что указывает кинематический параметр V?