Федюкин В.К. Квалиметрия. Измерение качества промышленной продукции (2013) (1092055), страница 45
Текст из файла (страница 45)
К„- Эб + Э, где Ки — суммарные затраты в эксплуатации, обусловленные факторами ненадежности, руба Эб — экономическая характеристика безотказности; Эл — экономическая характеристика долговечности. Смысл экономического показателя надежности прост: этот показатель характеризует одну из потребительских сторон качества изделия, и в частности, показывает, во сколько раз затраты покупателя из-за ненадежности превышают рыночную стоимость изделия или какую часть стоимости изделия составляют затраты при эксплуатации, обусловленные ненадежностью изделия. Экономическая характеристика безотказности Эб — составная часть зкономического показателя надежности, измеряемая отношением затрат на восстановление изделия после отказов к стоимости изделия (машины).
Э. Эб = —, Ц где Ц вЂ” рыночная цена изделия, руб. Экономическая характеристика долговечности Э вЂ” составная часть зкономического показателя надежности, оцениваемая отношением затрат на элементы, заменяемые в течение срока службы, а также расходов на плановое техническое обслуживание и ремонты к стоимости изделия (машины). Экономическая характври стика рвм онтопригодности зависит от сложности изделия и его конструктивного исполнения.
Чем сложнее изделие, тем большее значение имеет экономическая характеристика ремонтопригодности. Чем легче и доступнее для ремонта отдельные узлы и детали изделия, тем меньше значение экономической характеристики ремонтопригодности. На практике это достигается блочностью конструктивного исполнения изделия и другими приемами. Сохраняемость и транспортабельность не очень затратны и поэтому их зкономические характеристики обычно не определяют при оценке качества продукции, хотя это вполне возможно делать подобно тому, как это было описано выше. 235 ГЛАВА 9 ПОКАЗАТЕЛИ ЭКОНОМНОГО РАСХОДОВАНИЯ РЕСУРСОВ Показатели экономного использования (расходования) ресурсов, т.е.
сырья, материалов, топлива, энергии и т.д., характеризуют те свойства изделия, которые тоже отражают его техническое совершенство, но только по количеству потребляемых в процессе работы всевозможных ресурсов. В группе показателей экономного использования (ПЭИ) есть две подгруппы: 1) показатели экономичности энергопотребления и 2) показатели экономичности потребления материальных и трудовых ресурсов. К показателям экономии энергии относят, например, коэффициент полезного действия, удельный расход энергии (энергоносителя — топлива), расход топлива при заданном (регламентированном) режиме эксплуатации изделия.
В качестве показателей экономичности по энергии, как правило, выбирают удельные показатели, т.е. отношение затрачиваемой энергии и/или топлива к объему произведенной полезной работы или к полезному эффекту, выраженному в единицах произведенного продукта. Показателями экономного использования сырья и материалов являются, например, удельный расход сырья, удельный расход материалов, потребление сырья при регламентированных условиях эксплуатации изделия, расход материалов при регламентированных условиях эксплуатации и т.п. 9.1.
КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ Наиболее общим показателем экономичности преобразования энергии, например, машин, оборудований, приборов и других изделий является коэффициент полезного действия (КПД). Он характеризует совершенство машинной техники в части экономичности расходования энергии при выполнении еивзиой работы — А„. 236 При работе любых технических изделий происходят непроизводительные потери энергии. Абсолютная величина потерь равна работе сил вредных сопротивлений: трения внутри сложного изделия, сопротивления окружающей среды, потерь энергии в гидравлических и пневматичесикх системах и т.д.
Коэффициент поогерь гр характеризует относительную величину бесполезных потерь энергии (работы) в изделии. Для установившегося движения в определенный промежуток времени работы изделия имеем: Ав Агв гр = — = — = сопзс, Ад г'тд где Ав и Ьгв — теряемые работа или мощность от действия вредных сил сопротивления; Ад и Мд — подводимая энергия, работа или мощность движущих снл.
Коэффициент полезного дейстщгя т) есть относительная величина (доля) подводимой энергии, которая Используется в изделии по его прямому назначению, т.е. т1 = 1 — гр. Иначе говоря, КПД есть относительная характеристика эффективности использования энергии или удельной работы (мощности) движущих изделие сил (Ад) для непосредственного функционального действия — полезной работы (А„), т.е. Ап Ад-Ав Ав т) = 1 в Ад Ад Ад (9.1) 237 Итак, коэффициентом полезного действия, например машины, принято называть отношение работы сил полезного сопротивления к работе движущих сил. Из равенства (9.1) непосредственно видно, что: 1) для идеальной машины, т.е. при Ав - О, имеем т) - 1; 2) для реальной машины, т.е.
при Ав > О, имеем т1 < 1. Очевидно, что коэффициент полезного действия или коэффициент полезной работы т1, оставаясь всегда правильной дробью, тем ближе к единице, чем совершеннее данная машина. В случае сложного машинного агрегата, состоящего из последовательно соединенных машин, отдельных механизмов и устройств, его КПД в целом равен произведению коэффициентов полезного действия его частей. В этом необходимо убедиться хотя бы теоретически. Если сложная (составная) машина или машинный комплекс и т.п. состоит из п частей, работающих так, что энергия, подводимая к одной части, последовательно передается другим, то завершающую работу осуществляет последняя часть такого сложного агрегата.
Пусть КПД отдельных частей сложной машины есть т)1, ..., Чп, тогда обозначив через А1, А2, Аз, ..., А„работы, передаваемые этими частями машины, получим: А1 А2 Аз А„ Ч!= 'Ч2= 'ЧЗ= ' - 'Чп= Ад Ат А2 А -1 нотаккакА„=Ап,то Ч„=А„/А„т. Перемножая левые и правые части этих равенств, получаем: Ат А2 Аз А„ Ап Ап Ч,хЧ,хЧзх...хЧ„= — х — х —...— "х — "= — п=т), (9.2) Ад Ат А2 А„т А„Ад где и — полный (или общий) КПД еложпой мащииы.
Итак, полный (общий) КПД машины с последовательным соединением ее частей равен произведению КПД отдельных ее частей и всегда меньше единицы. КПД простых машин, как правило, больше КПД сложных. Это объясняется тем, что простота устройства уменьшает силы вредных сопротивлений. У машин, выполняющих механическую работу, КПД увеличивается с увеличением размеров и действующих сил. Это объясняется тем, что линейные размеры частей машины возрастают, вообще говоря, пропорционально не Гд, а ~Гд (или даже ~~Гд ), где Гд — действующее на деталь усилие. Следовательно, размеры машины возрастают медленнее увеличения ее мощности. Работа же сил трения (Ав), предопределяющая величину механического КПД, возрастает пропорционально пути, т.е. пропорционально первым степеням линейных размеров частей машины, и тоже увеличивается медленнее, чем усилия.
Работа вредных сил Ав трения относительно меньше в больших машинах, чем в малых. Другие потери — в зазорах, на охлаждение и т.п., тоже, как правило, меньше в больших машинах. Итак, КПД машины с последовательно соединенными частями тем больше, чем машина проще в исполнении и более нагружена полезным сопротивлением, т.е. чем она мощнее.
238 С другой стороны, полный (общий) КПД нескольких параллельно соединенных передач, механизмов или машин, составляющих сложную машину, таков: Ад,ХЧ,+Ад хЧг+ ..+Ад ХЧз Ад! Ад Ад Ч 1 хЧ!+ 2 хЧ2+- + д хЧ Ад А, Ад А, или 4п (9.3) Ч! Ч2 Чз Ч! Чъ" Ч,— КПД отдельных узлов, частей сложной машины; Адг Ад, ..., Ад — работы двимущих сил камдой из параллелано работающих частей машины; А„п А„, ..., А„— работы полезных сопротивлений соответствующих частей ~з машины. где Гп (9А) 239 Полный (общий) КПД машины со смешанным соединением ее частей определяется путем совместного использования формул (9.2) и (9.3), относящихся к последовательному и параллельному соединению частей машины. Известно, что механическая работа исчисляется произведением силы на путь. Поэтому одна и та же работа может быть осуществлена различными способами.
При определении значений произведения силы на путь каждому из этих двух сомножителей можно придать любое значение прн соответствующем подборе численного значения другого сомножителя. Следовательно, процесс преобразования работы Ад в работу Аш характеризуемый в общем виде энергетическим коэффициентом полезного действия Ч, не показывает основного принципа этого преобразования работы (или энергии). Известно, что преобразование Ад в работу А„ у большинства машин механического действия состоит из двух одновременных процессов: из преобразования силы Гд в полезную силу Гю развиваемую машиной на ее исполнительном органе (механизме), и из преобразования перемещения 5, воспринимаемого машиной от действия движущей машину силы Гд, в перемещение ! от действия развиваемой машиной полезной силы Г„.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
