Показатели функциональной и технической эффективности

Показатели функциональной и технической эффективности характеризуют полезный эффект от эксплуатации или потребления продукции, а также прогрессивность технических решений, реализованных в данной продукции. Эти показатели для технических изделий являются эксплуатационными.

К показателям функциональной и технической эффективности относятся: удельная мощность, производительность машин, точность выполнения операций, выходная мощность электрогенератора, добротность электротехнических устройств или их коэффициент качества, коэффициент трансформации трансформатора электрического тока и другие.

Функциональные параметры технических изделий – те, которые являются выходными и характеризуют техническую эффективность выполнения изделием функции по назначению.

В отношении показателя единичной мощности машин, оборудования и других изделий следует отметить следующее: действительно, важнейшим направлением повышения технического уровня и качества машин является увеличение их единичной мощности. При увеличении мощности машин снижаются удельные капитальные затраты на их создание и эксплуатацию. Удельные затраты на создание уменьшаются в основном за счет снижения удельных значений материало-, энерго- и трудоемкости изготовления. В конечном итоге это выражается в уменьшении удельной оптовой цены машин.

Установлено, что при увеличении единичной мощности от номинального значения в два раза удельная оптовая цена или цена единицу мощности (основного параметра) у большинства видов оборудования уменьшается на 20-40%. На рисунке 9.1 показаны зависимости удельной оптовой цены на электрические машины большой (С ₁) и малой (С ₂) мощности Р от их единичной мощности N ₀.

Рис. 9.1 – Изменение удельной оптовой цены в зависимости от единичной мощности

Машины и аппараты независимо от их назначения подчиняются единой закономерности снижения удельной оптовой цены при росте их единичной мощности. Эта зависимость описывается уравнением С = а ₁× exp (‒ N ₀/ а ₂), где а ₁ и а ₂ – постоянные коэффициенты для каждого вида машин и оборудования, N ₀ – единичная мощность.

Повышение единичной мощности экстенсивным методом, т.е. без изменения его конструктивной основы, означает копирование старой конструкции с увеличение геометрических размеров.

Метод интенсивного развития заключается в переходе от традиционной конструкции к принципиально новой. Переход на новую конструкционную основу дает, как правило, резкое повышение показателей, определяющих технический уровень машин и оборудования.

Очевидно, что функциональные показатели получают как результат, характеризующий использование (эксплуатацию) изделия, т.е имеющий определенную зависимость от других исходных показателей свойств, формирующих качество. Так, например, для электрического конденсатора функциональным параметром можно считать его электрическую емкость С, рассчитываемую по формуле

где     n – число пластин конденсатора;

ɛ - диэлектрическая постоянная среды;

а – расстояние между пластинами;

S – площадь поверхности пластины;

π ≈ 3,14.

К числу выходных характеристик распылителя форсунки в энергоустановке относят: секундный расход горючей смеси, угол конуса распыления этой смеси, показатель равномерности распыления и др.

Важно то, что выходные характеристики и функциональные показатели часто не совпадают. У одних и тех же или сходных изделий функциональные показатели меняются в зависимости от условий их использования. Например, у силовой цилиндрической витой пружины выходными и функциональными характеристиками считаются жескость, максимальное касательное напряжение и, возможно, другие. Но если же подобная, но меньших размеров пружина работает в условиях больших упругих деформаций, то набор функциональных характеристик будет иным: упругость (эластичность), линейная мера гистерезиса (мера отклонения от линейности в зависимости деформации f от своего усилия Р) и др.

Из вышеприведенных примеров видно, что о содержании функциональных показателей и показателей технической эффективности нельзя говорить обобщенно, т.е. безотносительно к конкретному объекту исследования и к его назначению. Объект, его сущность, принцип действия и т.д. предопределяют перечь и смысл показателей, характеризующих функциональную и техническую эффективность объекта исследования. По этой причине можно рассматривать показатели функционально-технической эффективности только конкретных изделий.