Волов В.Т. Гидравлика и гидропневмопривод СамГУПС 2017

2.67 На рис. 1 представлено начальное положение гидравлической системы дистанционного управления (рабочая жидкость между поршнями не сжата). При перемещении ведущего поршня (его диаметр D) вправо жидкость постепенно сжимается и давлений в ней повышается. Когда манометрическое давление рм  достигает определенной величины, сила давления на ведомый поршень (его диаметр d) становится больше силы сопротивления F, приложенной к штоку ведомого поршня. С этого момента приходит в движение вправо ведомый поршень. Диаметр соединительной части δ, длина l (см. табл.1).

Требуется определить диаметр ведущего поршня D, необходимый для того, чтобы при заданной величине силы F ход обоих поршней был один и тот же.

Коэффициент объемного сжатия рабочей жидкости принять βw = 0,0005 МПа-1.На рис. 1 представлено начальное положение гидравлической системы дистанционного управления (рабочая жидкость между поршнями не сжата). При перемещении ведущего поршня (его диаметр D) вправо жидкость постепенно сжимается и давлений в ней повышается. Когда манометрическое давление рм  достигает определенной величины, сила давления на ведомый поршень (его диаметр d) становится больше силы сопротивления F, приложенной к штоку ведомого поршня. С этого момента приходит в движение вправо ведомый поршень. Диаметр соединительной части δ, длина l (см. табл.1). Требуется определить диаметр ведущего поршня D, необходимый для того, чтобы при заданной величине силы F ход обоих поршней был один и тот же. Коэффициент объемного сжатия рабочей жидкости принять βw = 0,0005 МПа-1.

Таблица 1

Последняя

цифра шифра

 d, мм L, мм δ, мм l, м F, кН
0 40 60 20 5 30,2
В корзину – 120 RUB

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

Методические указания.pdf

ВУЗ: СамГУПС

1.5 Вал диаметром D вращается во втулке длиной l с частотой n. При этом зазор между валом и втулкой толщиной d заполнен маслом, имеющим плотность ρ и кинематическую вязкость ν (рис. 2). Исходные данные см. табл.2.

Требуется определить величину вращающего момента M, обеспечивающего заданную частоту вращения вала.Вал диаметром D вращается во втулке длиной l с частотой n. При этом зазор между валом и втулкой толщиной d заполнен маслом, имеющим плотность ρ и кинематическую вязкость ν (рис. 2). Исходные данные см. табл.2. Требуется определить величину вращающего момента M, обеспечивающего заданную частоту вращения вала.

Таблица 2

Предпоследняя

 

цифра шифра

 D, мм l, мм δ, мм ρ, кг/м³ ν, см²/с n, 1/мин
0 250 650 1,2 880 0,1 810
В корзину – 120 RUB

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

Методические указания.pdf

ВУЗ: СамГУПС

2.45 Определить показание мановакуумметра р, если к штоку поршня приложена сила F, его диаметр d, высота жидкости Н, плотность ρ (рис. 3). Исходные данные см. табл. 3.Определить показание мановакуумметра р, если к штоку поршня приложена сила F, его диаметр d, высота жидкости Н, плотность ρ (рис. 3).

Таблица 3

Последняя цифра шифра F, кН d, мм Н, м ρ, кг/м³
0 0,1 100 1,5 800
В корзину – 120 RUB

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

Методические указания.pdf

ВУЗ: СамГУПС

4.57 Вертикальный цилиндрический резервуар высотой Н и диаметром D  закрывается полусферической крышкой, сообщающейся с атмосферой через трубу внутренним диаметром d (рис. 4). Резервуар заполнен мазутом, плотность которого ρ = 900 кг/м³.

Исходные данные см. табл. 4.

Требуется определить:

1 Высоту поднятия мазута h в трубе при  повышении температуры на t, ºC.

2 Усилие, отрывающее крышку резервуара при подъеме мазута на высоту h за счет его разогрева.

Коэффициент температурного расширения мазута принять равным βt = 0,00072 1/ºC.Вертикальный цилиндрический резервуар высотой Н и диаметром D  закрывается полусферической крышкой, сообщающейся с атмосферой через трубу внутренним диаметром d (рис. 4). Резервуар заполнен мазутом, плотность которого ρ = 900 кг/м³. Исходные данные см. табл. 4. Требуется определить: 1 Высоту поднятия мазута h в трубе при  повышении температуры на t, ºC. 2 Усилие, отрывающее крышку резервуара при подъеме мазута на высоту h за счет его разогрева. Коэффициент температурного расширения мазута принять равным βt = 0,00072 1/ºC.

Таблица 4

Последняя цифра шифра D, м Н, м d, мм t, ºC
0 2 2 250 15
В корзину – 130 RUB

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

Методические указания.pdf

ВУЗ: СамГУПС

8.11 Поршень диаметром D имеет n отверстий диаметром d0 каждое (рис. 5). Отверстия рассматривать как внешние цилиндрические насадки с коэффициентом расхода μ = 0,82; плотность жидкости ρ = 900 кг/м³.

Определить скорость υ перемещения поршня вниз, если к его штоку приложена сила F. Исходные данные см. табл. 5. Поршень диаметром D имеет n отверстий диаметром d0 каждое (рис. 5). Отверстия рассматривать как внешние цилиндрические насадки с коэффициентом расхода μ = 0,82; плотность жидкости ρ = 900 кг/м³. Определить скорость υ перемещения поршня вниз, если к его штоку приложена сила F.

Таблица 5

Последняя цифра шифра D, мм d0, мм n F, кН
0 50 2 5 10
В корзину – 120 RUB

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

Методические указания.pdf

ВУЗ: СамГУПС

15.13 Центробежный насос (рис. 6) откачивает воду из сборного колодца в резервуар с постоянным уровнем Н по трубопроводам размерами l1, d1 и l2, d2.

Эквивалентная шероховатость поверхности труб Δ, плотность воды ρ = 1000 кг /м³, кинематический коэффициент вязкости ν = 0,01 см²/с, расстояние а = 1 м. Исходные данные см. табл. 6.Центробежный насос (рис. 6) откачивает воду из сборного колодца в резервуар с постоянным уровнем Н по трубопроводам размерами l1, d1 и l2, d2. Эквивалентная шероховатость поверхности труб Δ, плотность воды ρ = 1000 кг /м³, кинематический коэффициент вязкости ν = 0,01 см²/с, расстояние а = 1 м. При расчетах принять суммарные коэффициенты местных сопротивлений на всасывающей линии ζ1 = 10, на напорной линии ζ2 = 6. Требуется определить: На какой глубине h установится уровень воды в колодце, если приток в него Q? Вакуумметрическую высоту всасывания при входе в насос Нвак, выраженную в метрах водяного столба (м в. ст.). Максимальную допустимую геометрическую высоту всасывания при заданном расходе.

Характеристики насоса представлены следующими параметрами:

Q, л/с 0 2 4 6 8
Нн, м 45 47,5 48,5 48 47
Ндопвак, м — — 8,2 8 7,6

 

Q, л/с 10 12 14 16 18 20
Нн, м 45 40 35 30 22,5 15
Ндопвак, м 7 6,6 6 5,5 4,75 4

При расчетах принять суммарные коэффициенты местных сопротивлений на всасывающей линии ζ1 = 10, на напорной линии ζ2 = 6.

Требуется определить:

  1. На какой глубине h установится уровень воды в колодце, если приток в него Q?
  2. Вакуумметрическую высоту всасывания при входе в насос Нвак, выраженную в метрах водяного столба (м в. ст.).
  3. Максимальную допустимую геометрическую высоту всасывания при заданном расходе.

Таблица 6

Последняя цифра шифра Н, м l1, м l2, м d1, мм d2, мм Δ, мм Q, л/с
0 42 8 46 100 75 0,2 8
В корзину – 250 RUB

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

Методические указания.pdf

ВУЗ: СамГУПС

15.17 Центробежный насос, характеристика которого описывается уравнением Н = Н0 — k·Q², нагнетает жидкость в трубопровод, требуемый напор для которого определяется по формуле Нтр = Нг + S· Q² (Нг — геометрическая высота подачи жидкости; S — коэффициент сопротивления трубопровода).

Требуется:

  1. Определить подачу насоса и его напор при известных значениях Н0, Нг, k и S.
  2. Установить, как изменяется напор и подача, если к заданному насосу присоединить другой насос такой же марки сначала последовательно, а затем параллельно.

Исходные данные см. табл. 7.

Таблица 7

Последняя

цифра шифра

 Н0, м Нг, м k·10—4, с2/м5 S·10-3, с2/м5
0 20 10 1,25 154
В корзину – 120 RUB

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

Методические указания.pdf

ВУЗ: СамГУПС

13.72 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 Н0. 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. 7). Исходные данные см. табл. 8.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 Н0. 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. 7). Требуется: Вычислить время Т 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, считая режим движения жидкости турбулентным. Коэффициент сопротивления колена ζк = 1,5 и дросселя на трубке ζд. Утечками и трением в цилиндре, а также скоростными напорами жидкости в его полостях пренебречь.

Таблица 8

Последняя

цифра шифра

  D1, мм  D2, мм Н0, м d, мм S, мм ζд
0 80 40 0,9 10 100 22

Требуется:

Вычислить время Т 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, считая режим движения жидкости турбулентным. Коэффициент сопротивления колена ζк = 1,5 и дросселя на трубке ζд.

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

В корзину – 150 RUB

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

Методические указания.pdf

ВУЗ: СамГУПС

13.73 На рис. 8 дана схема гидропривода, применяемого в скреперах. Гидропривод состоит из масляного бака 1, насоса 2, обратного клапана 3, распределителя 4, гидроцилиндров 5, трубопроводов 6, предохранительного клапана 7, фильтра 8.На рис. 8 дана схема гидропривода, применяемого в скреперах. Гидропривод состоит из масляного бака 1, насоса 2, обратного клапана 3, распределителя 4, гидроцилиндров 5, трубопроводов 6, предохранительного клапана 7, фильтра 8. Исходные данные: Усилие G, передаваемое двумя цилиндрами рабочему органу (см. табл. 9). Скорость движения рабочего органа υ = 0,2 м/c. Длина трубопровода от насоса до входа в цилиндры l1 = 6м, от выхода из цилиндров до фильтра - l2 = 8 м. На трубопроводе имеются: обратный клапан (ζкл = 3), распределитель (ζр = 2), два параллельно расположенных силовых цилиндра (коэффициенты местных сопротивлений на входе и выходе из цилиндра: ζвх = 0,8; ζвых = 0,5), фильтр (ζф = 12), девять поворотов под углом 90º (ζпов = 2), один прямоугольный тройник с транзитным потоком (ζт = 0,2) и три прямоугольных тройника с отводимым под углом 90º потоком (ζт90 = 1,2). Рабочая жидкость – веретенное масло ρ = 870 кг/м³, ν = 0,4·104 м²/с. Общий КПД насоса η = 0,85; объемный КПД силового гидроцилиндра η0 = 0,90. Требуется определить: Внутренний диаметр гидроцилиндра (диаметр поршня) dц, диаметр штока поршня dш. Диаметры трубопроводов dт1 и dт2. Подачу, напор и мощность насоса.

Исходные данные:

  1. Усилие G, передаваемое двумя цилиндрами рабочему органу (см. табл. 9).
  2. Скорость движения рабочего органа υ = 0,2 м/c.
  3. Длина трубопровода от насоса до входа в цилиндры l1 = 6м, от выхода из цилиндров до фильтра — l2 = 8 м. На трубопроводе имеются: обратный клапан (ζкл = 3), распределитель (ζр = 2), два параллельно расположенных силовых цилиндра (коэффициенты местных сопротивлений на входе и выходе из цилиндра: ζвх = 0,8; ζвых = 0,5), фильтр (ζф = 12), девять поворотов под углом 90º (ζпов = 2), один прямоугольный тройник с транзитным потоком (ζт = 0,2) и три прямоугольных тройника с отводимым под углом 90º потоком (ζт90 = 1,2).
  4. Рабочая жидкость – веретенное масло ρ = 870 кг/м³, ν = 0,4·104 м²/с.
  5. Общий КПД насоса η = 0,85; объемный КПД силового гидроцилиндра η0 = 0,90.

Требуется определить:

  1. Внутренний диаметр гидроцилиндра (диаметр поршня) dц, диаметр штока поршня dш.
  2. Диаметры трубопроводов dт1 и dт2.
  3. Подачу, напор и мощность насоса.

Таблица 9

Последняя цифра шифра G, кН
0 85
В корзину – 200 RUB

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

Методические указания.pdf

ВУЗ: СамГУПС