生产机械的负载特性分析

生产机械工作机构的转速n与负载转矩TL之间的关系，即n=f（TL）称为生产机械的负载特性。生产机械的种类很多，它们的负载特性各不相同，但根据统计分析，生产机械的负载特性按照性能特点，可以归纳为以下三类。

1.恒转矩负载特性

（1）阻力性恒转矩负载特性。阻力性恒转矩负载的特点是：工作机构转矩的绝对值是恒定不变的，转矩的性质是其总是阻止运动的制动性转矩。即：n＞0时，TL＞0（常数）；n＜0时，TL＜0（也是常数），TL的绝对值不变。其负载特性如图1-20所示，位于第一、第三象限。由于摩擦力的方向总是与运动方向相反，摩擦力的大小只与正压力和摩擦系数有关，而与运动速度无关。

图1-20　阻力性恒转矩负载特性

（2）位能性恒转矩负载特性。位能性恒转矩负载的特点是：工作机构转矩的绝对值是恒定的，而且方向不变（与运动方向无关），总是沿重力作用方向。如图1-22所示的起重机械，当n＞0时，TL＞0，是阻碍运动的制动转矩；当n＜0时，TL＞0，是帮助运动的驱动转矩，其负载特性如图1-21所示，位于第Ⅰ、第Ⅳ象限。起重机提升和下放重物就属于这个类型。

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图1-21　位能性恒转矩负载特性

图1-22　起重机和电动葫芦

2.恒功率负载特性

某些车床，在粗加工时，切削量大，切削阻力大，这时工作在低速状态；而在精加工时，切削量小，切削阻力小，往往工作在高速状态。因此，在不同转速下，负载转矩基本上与转速成反比，而机械功率PL∝n·TL=常数，称为恒功率负载，其负载特性如图1-23所示。轧钢机轧制钢板时，工件尺寸较小则需要高速度低转矩，工件尺寸较大则需要低速度高转矩，这种工艺要求也是恒功率负载。

3.通风机型负载特性

水泵、油泵、鼓风机、电风扇和螺旋桨等，其转矩的大小与转速的平方成正比，即TL∝n2，此类称为通风机型负载，其负载特性如图1-24所示。