Технологические и производственные машины и механизмы непрерывного действия работают, как правило, в продолжительном режиме, но их нагрузка при этом может быть как постоянной, так и переменной. Продолжительный режим является частным случаем непрерывного режима.
Для непрерывного режима работы с условно-постоянной нагрузкой, то есть продолжительный режим: Pн ≥ Pр = Nр / ηмех, где Pр = Pср.
При продолжительной длительности колебания нагрузки 60-80 % допустимы. Если же колебания мощности превышают кратность максимального момента, то выбор двигателя по средней мощности проводить нельзя. В этом случае весь цикл работы делится на некоторое количество интервалов, равных или неравных, и производится кусочно-непрерывная аппроксимация.
где N – механическая нагрузка.
При постоянной нагрузке за расчетную мощность Nр машин и механизмов принимается их номинальная мощность, которая приводится в справочниках и каталогах, или рассчитывается по выполняемой полезной работе.
При переменной нагрузке расчет мощности машин и механизмов производится по нагрузочной диаграмме за период времени Тц , примерный вид которой изображен на рисунке 1.
Закон изменения нагрузки обычно неизвестен, поэтому для математического описания исходной нагрузочной диаграммы используются различные виды интерполяции. Самой простой является интерполяция нулевого порядка или кусочно-непрерывная аппроксимация. Для этого время всего цикла разделяют на множество интервалов, в каждом интервале определяют среднюю нагрузку по формуле и считают, что в этом интервале времени она остается постоянной. Нагрузочная диаграмма, полученная в результате кусочно-непрерывной аппроксимации, изображена на рисунке 2.
Погрешность кусочно-непрерывной аппроксимации зависит от количества интервалов в цикле. С увеличением числа интервалов погрешность уменьшается, но при этом возрастает объем вычислений. Более высокую точность имеет интерполяция первого порядка или линейно-непрерывная аппроксимация, при которой график нагрузочной диаграммы в каждом интервале заменяется отрезками прямых линий, соединяющих границы интервалов.
Расчет мощности машин и механизмов периодического и циклического действия производится только по нагрузочным диаграммам. Их получают расчетным, экспериментальным или расчетно-экспериментальными методами. На рисунке 3 в качестве примера изображена одна из таких нагрузочных диаграмм за время цикла Тц при постоянной скорости рабочего органа.
На диаграмме показаны четыре интервала работы длительностью tpi с различной нагрузкой Ni и четыре паузы длительностью tрi.
Одной из характеристик циклических режимов работы машин и механизмов является продолжительность включения .
Государственным стандартом установлены четыре нормированных продолжительности включения: .
Если нагрузочная диаграмма представляет собой комбинацию повторно-кратковременного, продолжительного и непрерывного режима работы, то она делится на 3 части, и для каждой из них производится расчет нагрузки по правилам, принятым для каждого из режимов.