13 Объемные гидродвигатели и гидропривод

13.1  Шток силового гидроцилиндра Ц нагружен силой F и под действием давления p перемещается слева направо, совершая рабочий ход s за время t. Рабочая жидкость при этом из штоковой полости цилиндра сливается через дроссель ДР. Диаметры поршня и штока соответственно равны Dn и Dш.

Определить необходимое давление p рабочей жидкости в левой части цилиндра и потребную подачу Q. Потери давления в дросселе Δрд=250 кПа. К.п.д. гидроцилиндра: объемный ηо=0,97, механический ηм=0,90.Шток силового гидроцилиндра Ц нагружен силой F и под действием давления p перемещается слева направо, совершая рабочий ход s за время t. Рабочая жидкость при этом из штоковой полости цилиндра сливается через дроссель ДР. Диаметры поршня и штока соответственно равны Dn и Dш. Определить необходимое давление p рабочей жидкости в левой части цилиндра и потребную подачу Q. Потери давления в дросселе Δрд=250 кПа. К.п.д. гидроцилиндра: объемный ηо=0,97, механический ηм=0,90.

Таблица 4 — Исходные данные

Предпоследняя цифра шифра F, кН s, мм t, с Dn, мм Dш, мм
1 30,0 500 20,0 160 50

Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.

Методические указания.pdf


13.2 Силовой гидравлический цилиндр (рис.18) нагружен силой F и делает n двойных ходов в минуту. Длина хода поршня S, диаметр поршня D, диаметр штока d. Определить давление масла, потребную подачу и среднюю скорость поршня. Механический коэффициент полезного действия гидроцилиндра ηмех=0,95, объемный коэффициент полезного действия ηоб=0,98.Силовой гидравлический цилиндр (рис.18) нагружен силой F и делает n двойных ходов в минуту. Длина хода поршня S, диаметр поршня D, диаметр штока d. Определить давление масла, потребную подачу и среднюю скорость поршня. Механический коэффициент полезного действия гидроцилиндра ηмех=0,95, объемный коэффициент полезного действия ηоб=0,98.

Таблица 2 — Числовые значения величин

Предпоследняя

цифра шифра

F, H S, см n, об/мин D, мм d, мм
1 90000 100 12 145 50

Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.

Методичка: Гилинский И.А. Гидравлика Москва 1990.pdf


13.3 Жидкость плотностью ρ=900 кг/м³ поступает в левую полость цилиндра через дроссель с коэффициентом расхода μ=0,62 и диаметром d под избыточным давление рн; давление на сливе рс (рис.8.1). Поршень гидроцилиндра диаметром D под действием разности давлений в левой и правой полостях цилиндра движется слева направо с некоторой скоростью υ.

Требуется определить значение силы F, преодолеваемой штоком гидроцилиндра диаметром dш при движении его против нагрузки со скоростью υ.

Жидкость плотностью ρ=900 кг/м³ поступает в левую полость цилиндра через дроссель с коэффициентом расхода μ=0,62 и диаметром d под избыточным давление рн; давление на сливе рс (рис.8.1). Поршень гидроцилиндра диаметром D под действием разности давлений в левой и правой полостях цилиндра движется слева направо с некоторой скоростью V. Требуется определить значение силы F, преодолеваемой штоком гидроцилиндра диаметром dш при движении его против нагрузки со скоростью V.

Таблица 1 — Исходные данные

Последняя

цифра шифра

D, мм dш, мм d, мм рн, МПа рc, МПа υ, см/c
0 70 30 1,2 20 0,3 2

Варианты задачи: 123456789.

Методические указания.pdf

ВУЗ: ПГУПС


13.4 Гидравлическое реле времени, служащее для включения и выключения различных устройств через фиксированные интервалы времени, состоит из цилиндра, в котором помещен поршень диаметром D1, со штоком — толкателем диаметром D2.

Цилиндр присоединен к емкости с постоянным уровнем жидкости H0. Под действием давления, передающегося из емкости в правую полость цилиндра, поршень перемещается, вытесняя жидкость из левой полости в ту же емкость через трубку диаметром d (рис.9.1).Гидравлическое реле времени, служащее для включения и выключения различных устройств через фиксированные интервалы времени, состоит из цилиндра, в котором помещен поршень диаметром D1, со штоком — толкателем диаметром D2. Цилиндр присоединен к емкости с постоянным уровнем жидкости H0. Под действием давления, передающегося из емкости в правую полость цилиндра, поршень перемещается, вытесняя жидкость из левой полости в ту же емкость через трубку диаметром d (рис.9.1). Требуется определить: Вычислить время T срабатывания реле, определяемое перемещением поршня на расстояние S из начального положения до упора в торец цилиндра. Движение поршня считать равномерным на всем пути, пренебрегая незначительным временем его разгона. В трубке учитывать только местные потери напора. Коэффициент сопротивления колена ξ=1,5 и дросселя на трубке ξд. Утечками и трением в цилиндре, а также скоростными напорами жидкости в его полостях пренебречь.

Требуется определить:

Вычислить время T срабатывания реле, определяемое перемещением поршня на расстояние S из начального положения до упора в торец цилиндра.

Движение поршня считать равномерным на всем пути, пренебрегая незначительным временем его разгона.

В трубке учитывать только местные потери напора. Коэффициент сопротивления колена ξ=1,5 и дросселя на трубке ξд.

Утечками и трением в цилиндре, а также скоростными напорами жидкости в его полостях пренебречь.

Таблица 1 — Исходные данные

Последняя

цифра

шифра

D1, мм D2, мм H0, м d, мм S, мм ζд
0 80 400 0,9 10 100 22

Варианты задачи: 123456789.

Список литературы.doc

Методические указания.pdf

ВУЗ: ПГУПС


13.5 Определить время полного хода поршня гидроцилиндра при движении против нагрузки, если давление на входе в дроссель рн, давление на сливе рс. Нагрузка вдоль штока F, коэффициент расхода дросселя μ=0,62, диаметр отверстия в дросселе dдр=1 мм, плотность масла ρ=900 кг/м³, диаметры: цилиндра D, штока d, ход штока L (на рис. 38).Определить время полного хода поршня гидроцилиндра при движении против нагрузки, если давление на входе в дроссель рн, давление на сливе рс. Нагрузка вдоль штока F, коэффициент расхода дросселя μ=0,62, диаметр отверстия в дросселе dдр=1 мм, плотность масла ρ=900 кг/м³, диаметры: цилиндра D, штока d, ход штока L (на рис.39).

ТАБЛИЦА 2. Выбор значений элементов заданий.

Предпоследняя цифра шифра рн, МПа рc, МПа F, кН D, мм d, мм L, мм
0 16 0,3 35 60 30 200

Варианты задачи: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.

Методические указания.pdf


13.6 В гидротормозной системе автомобиля передача усилия F от ножной педали к тормозам колес производится посредством жидкости, вытесняемой поршнем 1 из главного тормозного цилиндра 2 по трубопроводам в рабочие тормозные цилиндры передних 3 и задних колес 4. На первом этапе торможения за счет хода поршней рабочих цилиндров выбирается зазор между тормозными колодками и барабанами. На втором этапе торможения происходит сжатие всего объема υ в системе, выравнивание давления и прижатие колодок к барабанам. Диаметры всех цилиндров одинаковы. Определить: 1) скорости перемещения поршней колесных тормозных цилиндров для передних (υп) и задних (υз) колес; 2) ход педали, необходимый для упругого сжатия тормозной жидкости в системе.

Дано: F = 500 Н; dц = 22 мм; a/b = 5; l1 = 2 м; d1 = 4 мм; l2 = 3 м; d2 = 5 мм;   l3 = 1 м; d3 = 4 мм; V = 0,5 л; ρ = 1000 кг/м³; ν = 1 Ст; объемный модуль упругости жидкости К = 1000 МПа.В гидротормозной системе автомобиля передача усилия F от ножной педали к тормозам колес производится посредством жидкости, вытесняемой поршнем 1 из главного тормозного цилиндра 2 по трубопроводам в рабочие тормозные цилиндры передних 3 и задних колес 4. На первом этапе торможения за счет хода поршней рабочих цилиндров выбирается зазор между тормозными колодками и барабанами. На втором этапе торможения происходит сжатие всего объема υ в системе, выравнивание давления и прижатие колодок к барабанам. Диаметры всех цилиндров одинаковы. Определить: 1) скорости перемещения поршней колесных тормозных цилиндров для передних (υп) и задних (υз) колес; 2) ход педали, необходимый для упругого сжатия тормозной жидкости в системе. Дано: F = 500 Н; dц = 22 мм; a/b = 5; l1 = 2 м; d1 = 4 мм; l2 = 3 м; d2 = 5 мм;   l3 = 1 м; d3 = 4 мм; V = 0,5 л; ρ = 1000 кг/м³; ν = 1 Ст; объемный модуль упругости жидкости К = 1000 МПа.

Ответ: υп = 0,27 м/с, υз = 0,13 м/с, х = 4,4 см.

Учебник: Задачник по гидравлике, гидромашинам и гидроприводу. Под ред. Б.Б. Некрасова.pdf


13.7 Перемещение поршней гидроцилиндров с диаметром D=20 см, нагруженных силами F1 и F2, осуществляется подачей минерального масла по трубам 1 и 2 с одинаковыми диаметрами d=4 см (рис.19). Суммарный коэффициент сопротивления первого трубопровода ξ=18. Каким должен быть суммарный коэффициент сопротивления второго трубопровода, чтобы при расходе Q в магистрали скорости поршней были одинаковыми?

Указание. На перемещение поршней затрачивается одинаковый суммарный напор, считая от точки A.Перемещение поршней гидроцилиндров с диаметром D=20 см, нагруженных силами F1 и F2, осуществляется подачей минерального масла по трубам 1 и 2 с одинаковыми диаметрами d=4 см (рис.19). Суммарный коэффициент сопротивления первого трубопровода ξ=18. Каким должен быть суммарный коэффициент сопротивления второго трубопровода, чтобы при расходе Q в магистрали скорости поршней были одинаковыми? Указание. На перемещение поршней затрачивается одинаковый суммарный напор, считая от точки A.

Таблица 2 — Числовые значения величин

Предпоследняя цифра шифра F1, H F2, H Q, л/c
1 7000 3230 12

Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.

Методичка: Гилинский И.А. Гидравлика Москва 1990.pdf


13.8 Определить силу предварительного натяжения пружины дифференциального предохранительного (переливного) клапана объёмного гидропривода, при которой клапан сработает и откроет доступ маслу из системы, как только давление в системе достигнет величины рс (рис.24). Диаметры поршней  D1 и D2; диаметр их общего штока d.Определить силу предварительного натяжения пружины дифференциального предохранительного (переливного) клапана объёмного гидропривода, при которой клапан сработает и откроет доступ маслу из системы, как только давление в системе достигнет величины рс (рис.24). Диаметры поршней D1 и D2; диаметр их общего штока d.

Таблица 2 — Числовые значения величин

Предпоследняя цифра шифра рс, МПа D1, мм D2, мм d, мм
1 0,255 100 50 25

Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.

Методичка: Гилинский И.А. Гидравлика Москва 1990.pdf


13.9 Рабочая жидкость – масло Ж, температура которого 50 ºС, из насоса подводится к гидроцилиндру Ц через дроссель ДР. Поршень цилиндра со штоком перемещается против нагрузки F со скоростью υп. Вытесняемая поршнем жидкость со штоковой полости попадает в бак Б через сливную линию, длина которой равна lc, а диаметр равен dc.

Определить внешнюю силу F, преодолеваемую штоком при его движении. Давление на входе в дроссель определяется показанием манометра M, а противодавление в штоковой полости цилиндра – потерями давления в сливной линии Коэффициент расхода дросселя принять равным μ=0,64, а диаметр отверстия дросселя dд. Диаметр поршня Dп, а диаметр штока Dш. К.п.д. гидроцилиндра: объемный η0=1,0, механический ηм.Рабочая жидкость – масло Ж, температура которого 50 ºС, из насоса подводится к гидроцилиндру Ц через дроссель ДР. Поршень цилиндра со штоком перемещается против нагрузки F со скоростью υп. Вытесняемая поршнем жидкость со штоковой полости попадает в бак Б через сливную линию, длина которой равна lc, а диаметр равен dc. Определить внешнюю силу F, преодолеваемую штоком при его движении. Давление на входе в дроссель определяется показанием манометра M, а противодавление в штоковой полости цилиндра – потерями давления в сливной линии Коэффициент расхода дросселя принять равным μ=0,64, а диаметр отверстия дросселя dд. Диаметр поршня Dп, а диаметр штока Dш. К.п.д. гидроцилиндра: объемный η0=1,0, механический ηм.

Таблица 4 — Исходные данные

Предпоследняя

цифра шифра

Ж υп, см/c lc, м dc, мм
1 Касторовое 2,00 2,50 13

Продолжение таблицы 4

рм, МПа dд, мм Dп, мм Dш, мм ηм
1,50 7,00 200 50 0,95

Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.

Методические указания.pdf


13.10 Вал гидродвигателя Д, рабочий объем которого V0, нагружен крутящим моментом Мк. К двигателю подводится поток рабочей жидкости – масло Ж, температура которого 60 ºС, с расходом Q. К.п.д. гидродвигателя: объемный η0=0,96, гидромеханический ηгм.

Определить частоту вращения вала гидродвигателя и показание манометра М, установленного непосредственно перед двигателем, если потери давления в обратном клапане Коб составляет Δркл=0,05 мм. Длина сливной линии равна lc. Эквивалентная шероховатость Δэ=0,05 мм.Вал гидродвигателя Д, рабочий объем которого V0, нагружен крутящим моментом Мк. К двигателю подводится поток рабочей жидкости – масло Ж, температура которого 60 ºС, с расходом Q. К.п.д. гидродвигателя: объемный η0=0,96, гидромеханический ηгм. Определить частоту вращения вала гидродвигателя и показание манометра М, установленного непосредственно перед двигателем, если потери давления в обратном клапане Коб составляет Δркл=0,05 мм. Длина сливной линии равна lc. Эквивалентная шероховатость Δэ=0,05 мм.

Таблица 4 — Исходные данные

Предпоследняя цифра шифра 1
Ж Q, л/мин V0, см3 Мк, Н·м ηгм lc, м dc, мм
Трансформаторное 18,0 100 50,0 0,85 3,00 10

Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.

Методические указания.pdf