![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Гидроприводы
Задача 6.1. На рисунке показана упрощенная схема гидропривода с дроссельным управлением и последовательным включением дросселя. Обозначения: 1— насос, 2 — гидроцилиндр, 3 — регулируемый дроссель, 4 — переливной клапан (распределитель на схеме не показан). Под каким давлением р1 нужно подвести жидкость (р=1000 кг/м3) к левой полости гидроцилиндра для перемещения поршня вправо со скоростью vп = 0, 1 м/с и преодоления нагрузки вдоль штока F=1000 Н, если коэффициент местного сопротивления дросселя ξ др=10? Другими местными сопротивлениями и потерей на трение в трубопроводе пренебречь. Диаметры: поршня Dп = 60 мм, штока dш = 30 мм, трубопровода dT = 6 мм.
Задача 6.3. Рабочая жидкость с вязкостью v = 0, 2 Ст и плотностью р = 900 кг/м3 подается в цилиндр пресса грузовым гидроаккумулятором по трубопроводу длиной l = 100 м и диаметром d = 30 мм. Вес груза аккумулятора G = 380 кН; диаметр поршня D1 = 220 мм. Определить скорость движения плунжера, если усилие прессования F = 650 кН, а диаметр плунжера D2 = 300 мм. Режим течения в трубе принять ламинарным. Весом плунжера пренебречь.
Задача 6.4. Определить давление, создаваемое насосом, и его подачу, если преодолеваемая сила вдоль штока F = 10 кН, а скорость перемещения поршня υ п = 0, 1 м/с. Учесть потерю давления на трение в трубопроводе, общая длина которого l = 8 м; диаметр d=14 мм. Каждый канал распределителя по сопротивлению эквивалентен длине трубопровода 1Э= 100rf. Диаметр поршня D =100 мм, площадью штока пренебречь. Вязкость масла v=l Ст; плотность р = 900 кг/м3.
Задача 6.5. Для подъема груза G со скоростью у = 0, 15м/с используются два гидроцилиндра диаметром D= 100 мм. Груз смещен относительно оси симметрии так, что нагрузка на штоке 1-го цилиндра F1 =6 кН, а на штоке 2-го цилиндра F2 = 5 кН. Каким должен быть коэффициент местного сопротивления дросселя ξ лр, чтобы платформа поднималась без перекашивания? Диаметр трубопровода d= 10 мм; плотность жидкости р = 900 кг/м3. Потерями на трение по длине трубы пренебречь. Задача 6.6. Определить скорости поршней vп1 и yп2, площади которых одинаковы и равны Sn = 5 см2. Штоки поршней нагружены силами F1 = 1 кН и F2 = 0, 9 кН. Длина каждой ветви трубопровода от точки М до бака l = 5 см; диаметр трубопроводов d = 10 мм; подача насоса Q = 0, 2 л/с. Вязкость рабочей жидкости v=l Ст; плотность р = 900 кг/м1.
Задача 6.7. Какое давление должно быть на выходе насоса 1, нагнетающего жидкость через распределитель 2 в правую полость силового гидроцилиндра, для того чтобы преодолевать нагрузку на шток F—16 кН при скорости перемещения поршня υ = 0, 1 м/с? Общая длина трубопровода от насоса до гидроцилиндра и от гидроцилиндра до бака l= 8 м; диаметр трубопровода d=10 мм. Диаметры: поршня D = 60 мм; штока dш = 20 мм. Свойства жидкости: р = 850 кг/м3; v = 4 Ст. Сопротивлением распределителя пренебречь.
Задача 6.8. Определить перепад давления в силовом гидроцилиндре Δ рц, шток которого нагружен постоянной силой f=16 кН, в следующих двух случаях: 1) скорость подъема поршня равна υ п = 0; 2) υ п = 0, 2 м/с. Диаметры: поршня D = 60 мм; штока dш = 20 мм. Трубопровод, по которому жидкость движется из гидроцилиндра через распределитель К в бачок, имеет длину l = 6 м; диаметр d = 10 мм. Свойства жидкости: v = 4 Ст; р = 850 кг/м3. Сопротивлением распределителя К пренебречь. Избыточное давление в баке считать равным нулю, нивелирные высоты не учитывать.
Задача 6.9. Определить перепад давления на входе и выходе распределителя Δ рц, к которому присоединена магистраль с силовым гидроцилиндром. Диаметры: поршня D = 60 мм; штока dш = 30 мм; расход жидкости на входе в распределитель Q = 0, 314 л/с. Шток гидроцилиндра нагружен силой f=16 кН. Длина подводящего участка магистрали l1 равна длине отводящего участка и составляет l1 = l2 = 8 м; диаметр трубопровода d=10 мм; свойства рабочей жидкости: р = 850 кг/м3, v=l Ст.
Задача 6.10. Определить давление, создаваемое насосом, если длины трубопроводов до и после гидроцилиндра равны l = 5 м; их диаметры dT =15 мм; диаметры: поршня D = 60 мм; штока dш = 40 мм; сила на штоке F= 1 кН; подача насоса Q=l, 2 л/с; вязкость рабочей жидкости v = 0, 5 Ст; плотность р = 900 кг/м3.
Задача 6.11. Определить количество жидкости (в процентах от подачи насоса), проходящей через фильтр, если рабочий объем насоса V1 = 30 см3; частота вращения насоса n1=2000 об/мин; рабочий объем гидромотора V2=50 см3; момент на его валу M2 = 5 Н
Задача 6.12. Объемный делитель потока состоит из двух одинаковых роторных гидромашин, соединенных общим валом. Определить давление перед делителем ро, если давление p1=10 МПа; р2 =1 МПа; механические к.п.д. гидромашин η м = 0, 95. Найти соотношение расходов в параллельных ветвях Q1 и Q2, которое будет отлично от единицы из-за наличия объемных потерь в гидромашинах. Принять, что их объемные к.п.д. линейно зависят от перепадов давления и при Δ р = 10 МПа равны η о=0, 9. Задача 6.13. Найти минимальные рабочие объемы гидромашин гидропередачи, обеспечивающие на выходном валу гидромотора момент M = 50 Н
Задача 6.14. При каком проходном сечении дросселя угловые скорости гидромоторов будут одинаковы? Дано: рабочий объем насоса V1 = 56 см3; частота вращения насоса n = 3000 об/мин; рабочие объемы гидромоторов Vз=12 см3, V4 = 28 см3; моменты на их валах Mз = 20 Н Задача 6.15. На рисунке приведена схема гидропривода, состоящего из насоса 1, переливного клапана 2, распределителя 3 и гидроцилиндра 4. Определить скорость движения штока гидроцилиндра при нагрузке F = 20 кН, если рабочий объем насоса V = 32 см3; угловая скорость ω = 200 с-1; объемный к.п.д. η 01= 0, 96 при р = 8 МПа; давление начала открытия переливного клапана ркл = 5 МПа; максимальное давление рmах =7 МПа; суммарная длина трубопроводов l = 6 м; диаметр трубопровода dT =10 мм; эквивалентная длина для каждого канала распределителя lp = 200dT, диаметры: поршня D = 80 мм; штока dш = 30 мм; плотность рабочей жидкости р = 900 кг/м3; вязкость v = 0, 4 Ст.
Задача 6.16. Определить минимально допустимый диаметр дроссельной шайбы в напорной линии гидропривода d1, обеспечивающей перемещение поршня гидроцилиндра без разрыва сплошности потока (без кавитации) в полости 1. Перемещение поршня происходит под действием лишь нагрузки на штоке F = 20 кН. Давления: насоса рн = 15 МПа; слива рс = 0, 5 МПа; насыщенных паров жидкости рн.п. = 0, 01 МПа. Диаметры: цилиндра D = 50 мм; штока d = 30 мм; дроссельной шайбы на сливе d2 = 1, 5 мм. Коэффициент расхода дроссельных шайб μ = 0, 64. Плотность жидкости р = 900 кг/м3.
Задача 6.17. В системе гидропривода постоянного давления нагнетания рн = 25 МПа и слива рс=1 МПа установлен гидроцилиндр с дроссельным регулированием скорости поршня с помощью одинаковых дросселей на нагнетании и сливе, открывающихся синхронно. Определить минимальный диаметр гидроцилиндра, площади открытия дросселей и скорость поршня без нагрузки при условии, что шток поршня должен преодолевать нагрузку F = 35 кН при скорости перемещения v =150 мм/с. Плотность жидкости р = 850 кг/м3; диаметр штока d =40 мм; коэффициент расхода дросселей μ = 0, 64. Задача 6.18. Определить, при какой длине b (по дуге) разрушения резинового уплотнительного кольца поршень начнет двигаться вправо при подаче давления рн в полость 1. Дано: диаметр отверстия в дросселе dдр=1, 2 мм; рн = 21 МПа; рс = 0, 8 МПа; р = 850 кг/м3; v = 0, 2 см2 /с; l1= l2 = 7 мм; зазор между поршнем и цилиндром δ = 0, 1 мм; D = 50 мм; d= 30 мм. Принять соосное (без эксцентриситета) положение поршня в цилиндре. Задача 6.19. Манипулятор с гидроприводом рабочих органов обеспечивает процесс обработки детали А. Привод рабочих органов осуществляется тремя гидроцилиндрами 1, 2 и 3, площади поршней которых одинаковы и равны Sп = 40 см2. При выполнении одного цикла технологического процесса штоки гидроцилиндров должны совершить ходы согласно приведенной циклограмме. Питание гидроцилиндров рабочей жидкостью осуществляется от насоса постоянной подачи и пневмогидроаккумулятора. Определить минимальную подачу насоса и объем воздушной полости гидроаккумулятора, если допустимый диапазон давлений для нормальной работы манипулятора pmax = 21 МПа, pmin = 15 МПа. Процесс расширения газа в гидроаккумуляторе принять изотермическим. Построить график изменения давления в гидросистеме.
Задача 6.20. На входе в гидроцилиндр установлен ограничитель расхода, препятствующий падению давления нагнетания рн в системе гидропривода ниже рmin при малых нагрузках на штоке гидроцилиндра. Определить жесткость пружины золотника спр ограничителя при следующих условиях работы: нагрузка на штоке гидроцилиндра F = 50кН; скорость перемещения штока под нагрузкой υ = 100 мм/с; давление нагнетания pн = 13 МПа.
Задача 6.21 В гидравлической системе автомобиля масло подается насосом в силовые гидроцилиндры подъемного устройства. Определить скорости перемещения поршней υ п1 и υ п2, если заданы нагрузки на штоки поршней (F 1 и F2); характеристики насоса pн =f(Q) и размеры поршней. В расчете учесть гидравлические сопротивления трубопроводов и каждого канала распределителя 1, заменив его эквивалентной длиной трубы (lp). Задачу решить при следующих данных: F1 = F2=12 кH; D = 80 мм; dш = 40 мм; l1 = l м; d1 = 10 мм; l2 = 8 м; d2 = 10 мм; v = 0, 4 Ст; lр = 100d; р = 900 кг/м3. Характеристика насоса: Q, л/с.... 0 0, 6 0, 7 Рн, МПа... 4, 0 3, 5 0
Задача 6.22. 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 жидкости v в системе, выравнивание давления и прижатие колодок к барабанам. Диаметры всех цилиндров одинаковы. Определить: 1) скорости перемещения поршней колесных тормозных цилиндров для передних (vп) и задних (ν 3) колес; 2) ход педали, необходимый для упругого сжатия тормозной жидкости в системе. Даны: F = 500 Н; dц = 22 мм; b = 5; l1=2 м; d1 = 4 мм; l2 = 3 м; d2 = 5 мм; l3= 1 м; dз = 4 мм; V = 0, 5 л; р = 1000 кг/м3; v=l Ст; объемный модуль упругости жидкости K=1000 МПа.
Задача 6.23. В установке гидравлического пресса насос 1 засасывает жидкость из бака 2 и через двухпозиционный распределитель 3 подает ее либо в рабочий цилиндр 4 при прессовании (позиция распределителя А), либо в возвратные цилиндры 5 и 6 при подъеме подвижного инструмента пресса 7 вместе с траверсой и плунжерами (позиция распределителя Б). Определить давления, создаваемые насосом, и скорости плунжеров при прессовании с усилием F = 900 кН и при подъеме подвижной части пресса, если сила ее веса равна G = 50 кН. Размеры плунжеров и трубопроводов следующие: D1=400 мм; D2 = 280 мм; l1 = l3 = 10 м; l2 = 2 м; d1=d3 = 25 мм; d2 =16 мм. Характеристика насоса задана зависимостью pн = f(Q). Свойства рабочей жидкости: v = 0, 5 Ст; р = 900 кг/м3. Каждый канал распределителя эквивалентен трубе длиной lp= l00 d1. Характеристика насоса задана: Q, л/с…………0 11 12, 5 Рн, МПа………8, 0 7, 0 0
Задача 6.24. В системе гидропривода фрезерного станка насосом 1 через фильтр 2, регулируемые дроссели 3 и 4 и распределители 5 и 6 подается масло (р = 900кг/м3) к гидроцилиндрам 7 и 8, которые осуществляют подачу фрезерной головки и стола. Угол α обработки детали 9 определяется соотношением скоростей фрезерной головки v1 и стола ν 2. Определить мощность, потребляемую насосом, и угол обработки α, если известны: усилия резания F1=5 кН и F2 = 4 кН; диаметры: поршней D = 60 мм; штоков dш = 40 мм; всех труб dT = 8 мм; длины l1=4 м; l2 = l3 = 8 м; l4 = 4 м. Местные сопротивления фильтра 2, каналов распределителей 5 и 6 при расчете заменить эквивалентными длинами lф = 200 dТ; lр = 100 dT. Режим течения ламинарный; вязкость v = 0, 4 Ст. Коэффициент местного сопротивления дросселей 3 и 4 ξ 4 = 8. Площадь роходного сечения дросселя 3 Sдр 3= 10 мм2; дросселя 4 Sдр 4 = 6 мм2. К.п.д. насоса η = 0, 85. Характеристика насоса: Qн , л/с………..0 0, 27 0, 3 Рн, МПа……..2, 5 2, 3 0
Задача 6.25. Насос 1 гидросистемы продольной подачи стола металлорежущего станка нагнетает масло (р = 900 кг/м3) из бака 2 через фильтр 3 и распределитель 4 к цилиндру, корпус которого жестко связан со столом 5. Скорость движения стола устанавливается перемещением рукоятки линейного винтового дросселя 6, а направление движения зависит от положения распределителя 4 (принять положение А). Режим течения во всех трубах ламинарный. Определить величину смещения рукоятки х и мощность, потребляемую насосом, если даны: характеристика насоса Qн= f(pн); скорость движения стола ν с = 2 см/с; усилие резания F = 5 кН; диаметры: цилиндра D = 50 мм; штока d = 25 мм; трубопроводов dT = 6 м; длины l1 = 3 м; l2 = l3 = 2 м; l4=3 м; lф = 400 dT; β =1000; lр = 100 dT; v = 0, 3 Ст; к.п.д. насоса η = 0, 85. Сопротивление каждого канала распределителя выражено эквивалентными длинами трубопровода lр; фильтра lф; для дросселя lдр = β x (β — коэффициент пропорциональности). Характеристика насоса: Q, л/с.... 0 0, 1 0, 11 Рн, МПа...4, 0 3, 0 0
Задача 6.26. В гидроприводе механизма наклона ковша для порционной заливки металла в формы насос 1 через распределитель 2 нагнетает масло в левую полость силового цилиндра 3, перемещая его поршень и этим наклоняя ковш. Масло, вытесняемое из правой полости цилиндра 3, поступает в правую полость дозатора 4, сдвигая его поршень влево до упора. В момент упора золотник распределителя 2 переключается в левое положение. При этом подача масла в правую полость цилиндра 3 уменьшает наклон ковша, прерывая струю металла. Масло, вытесняемое при этом из левой полости цилиндра 3, перемещает поршень дозатора вправо. В конце хода этот поршень переключает золотник распределителя 2 в правое положение. Затем цикл повторяется. Требуется определить давление, создаваемое насосом 1, и потребляемую им мощность при движении поршня основного цилиндра вправо, а поршня дозатора влево, если известны преодолеваемые силы: F1 = 5 кН; F 2 = 0, 10 кН; размеры поршней, штоков и труб: D1 = 50 мм; d1 =25 мм; D2= 40 мм; d2 = 20 мм; l1 = l4 = 2 м; l2 = lз = 3 м; d = 10 мм. Подача насоса Q = 0, 25 л/с; к.п.д. насоса η = 0, 85. Сопротивлением распределителя пренебречь. Параметры масла: р = 900 кг/м3; v = 0, 3 Ст.
Задача 6.27. Автомобиль повышенной проходимости имеет четыре дополнительных ведущих колеса (катка), которые могут опускаться на грунт или подниматься с помощью гидросистемы, показанной схематически на рисунке. Система состоит из насоса 1, предохранительного клапана 2, фильтра 3, трехпозиционного распределителя 4 и четырех гидроцилиндров: двух передних 5 и двух задних 6. Определить время подъема передних и задних колес, если сила веса на каждое колесо G = 2 кН; рабочий объем насоса V = 0, 012 л; частота вращения п = 1250 об/мин; объемный к.п.д. при давлении рн = 10 МПа, η о = 0, 85; размеры: D = 40 мм; dш = 25 мм; L = 500 мм; l1=2 м; l2=5 м; d = 6 мм; свойства жидкости: р = 900 кг/м3; v = 0, 4 Ст. Местные сопротивления заменить эквивалентными длинами труб: фильтр — lф = 250 d распределитель (каждый канал) —lР= 100 d. Потери давления на трение по длине учесть лишь на участках, длины которых даны (l1 и l2).
Задача 6.28. На рисунке показана принципиальная схема следящего гидропривода, который может быть использован на копировальном металлорежущем станке или в качестве гидроусилителя рулевого управления автомобиля (трактора). Рабочая жидкость под давлением рн подается от насоса к золотниковому распределителю 1 и, пройдя через частично открытое окно 2, поступает в левую полость гидроцилиндра 3. Поршень 4 перемещается вправо, а жидкость из правой его полости возвращается к распределителю и через окно 5 направляется на слив под давлением рс. Шток гидроцилиндра 3 жестко связан с корпусом распределителя 1, поэтому он повторяет движения золотника управления 6 и преодолевает при этом нагрузку F. Определить, какую величину открытия окон х = хн = хс следует поддерживать в распределителе, чтобы обеспечить движение поршня 4 со скоростью υ п при нагрузке на штоке F. Задачу решить при следующих данных: рн = 16 МПа; рс = 0, 02 МПа; υ п = 60 мм/с; D = 80 мм; дш = 30 мм; d3 = 15 мм; F = 50 кН; коэффициент расхода окон распределителя μ = 0, 64; плотность ρ = 900 кг/м3.
Задача 6.29. В гидроприводе формовочной машины масло из бака 1 подается регулируемым насосом 2 через распределитель 3 в гидроцилиндр 4. Усилие, создаваемое поршнем гидроцилиндра, передается штоком на плиту 5, уплотняющую формовочную смесь в опоке 6. Руководствуясь схемой и приведенными ниже данными, определить: а) максимальное напряжение сжатия формовочной смеси (σ ф = σ mах) в конце цикла прессования; б) рабочее время прессования смеси (tф). В расчете принять, что текущее значение перемещения l плиты 5 связано с высотой формовочной смеси lо в опоке и напряжением сжатия смеси зависимостью l = 0, 25lo Трением поршня, штока и смеси пренебречь. Вес подвижных частей не учитывать. Дано: Do = 600 мм; lо = 500 мм; Dц=150 мм; dш = 50 мм; l 1=2 м; l2 = 3 м; d=10 мм. Фильтр при расчете считать эквивалентным трубе длиной lф = 200 d, а каждый канал распределителя lр=100d. Свойства масла: р = = 900 кг/м3; v = 0, 5 Ст. Характеристика насоса задана: Q, л / с.... 0 0, 3 0, 32 Рн, МПа....8 7 0
Задача 6.30. В системе гидропривода возвратно-поступательного движения установлен ограничитель расхода, препятствующий падению давления при малых нагрузках на штоке гидроцилиндра. Параметры ограничителя расхода и гидроцилиндра взять такими же, как и в задаче 6.20. В сливной линии установлен дроссель с диаметром dдр = 3 мм и коэффициентом расхода μ = 0, 64. Определить скорость перемещения штока гидроцилиндра при нагрузке на штоке F = 20 кН, при расходе жидкости Q1=0 и Q1 =300 см3/с. Характеристика регулируемого насоса задана тремя точками: Q, л/с.... 0 1, 0 1, 1 Рн, МПа....15 12 0
Задача 6.31. Привод пресса осуществляется от нерегулируемого насоса 1 через гидропреобразователь 2. Определить время прессования и мощность насоса, если задано максимальное усилие, развиваемое прессом, F = 1 МН; диаметр плунжера 3 пресса D=180 мм; диаметр поршня цилиндра подъема 4 d=100 мм; диаметр штока dш = 80 мм; коэффициент преобразования k = Dм/dм = 5; подача насоса Qн=10 л/с; размеры трубопровода: l1 =7 м; d1=36 мм; l2=1 м; d2=14 мм; l3= 7 м; d3 = 36 мм; коэффициент сопротивления каждого канала распределителя ξ р = 4; ход прессования L = 200 мм. Параметры жидкости: v = 0, 4 Ст; р = 900 кг/м3.
Задача 6.32. Пресс выполняет операцию объемной штамповки; нагрузка на шток 1 рабочего цилиндра характеризуется при этом упрощенным графиком F = f(x). Для улучшения использования установленной мощности электродвигателя привод пресса осуществляется от насосной установки с двумя нерегулируемыми насосами. В начале хода поршня пресса оба насоса 2 и 3 работают совместно. При возрастании давления вследствие увеличения нагрузки насос 2 с помощью разгрузочного клапана 4 разгружается благодаря соединению его напорной линии со сливом. Второй насос 3 продолжает работать, завершая операцию с пониженной скоростью и повышенным давлением. Переливной клапан 5 этого насоса настроен на более высокое давление. Определить давление регулировки (открытия) разгрузочного и переливного клапанов и мощность двигателя, если характеристика нагрузочного графика F0 = 300 кН; F1 = 500 кН; F2 = 2 МН; L0 = 350 мм; L2 = 80 мм. Размеры гидроцилиндра пресса: D = 340 мм; d = 200 мм. Размеры трубопроводов: l1 =l2= 1 м; d1=dз = 36 мм; d2 = 20 мм; lз = l4 = 7 м; d4 = 24 мм. Коэффициент сопротивления каждого канала распределителя ξ 1=5; обратного клапана ξ 2 = 2. Время прессования tп = 5 с; к.п.д. насоса η = 0, 8; параметры жидкости v=0, 4 Ст; р = 800 кг/м3.
Задача 6.33. Для обеспечения одинаковой скорости движения штоков двух гидроцилиндров, нагруженных силами F1 и F2, в систему включен дроссельный делитель потока, в котором плунжер 1, перемещаясь относительно корпуса 2 под действием перепада давлений, перекрывает кольцевые проточки 3 или 4, увеличивая тем самым сопротивление в соответствующей гидролинии. Определить максимальную величину смещения плунжера 1 от нейтрального положения, если известно: максимально возможная разность между нагрузками на штоках гидроцилиндров (F1—F2) = 3 кН; D = 80 мм; d=12 мм; ширина кольцевых проточек b = 5 мм; коэффициент расхода через кольцевые проточки 3 и 4 μ = 0, 75; плотность рабочей жидкости р = 900 кг/м3; расход Q = 1 л/с. Сопротивления дросселей Д1 и Д2 равны. Сопротивления трубопроводов обеих гидролиний одинаковы.
Задача 6.34. На рисунке показаны схема механизма подъема кузова автомобиля-самосвала телескопическим гидроцилиндром (а) и схема гидросистемы (б). Обозначения: 1— насос, 2 — предохранительный клапан, 3 — распределитель, 4 — гидроцилиндр, 5 — фильтр. По заданной характеристике насоса с клапаном pH = f(Q) и по зависимости относительного усилия вдоль штока гидроцилиндра от относительного перемещения штока F/Fmax = f(L/Lmax), определить время подъема t кузова самосвала. Распределитель установлен в положении А. Характеристика насоса: Q, л/с... 0 0, 25 0, 4 Рн, МПа... 10 9 0 Характеристика нагружения штока: L/Lmax.... 0 0, 2 0, 4 0, 6 0, 8 1 F/Fmax.... 1 0, 88 0, 79 0, 59 0, 40 0, 2 Дано: D1 = 100 мм; D2=125 мм; L1=l2 = 0, 5; Lmax = 260 мм; l1 = 1, 5 м; l2 = 3, 5 м; d= 12 мм; потери в канале распределителя эквивалентны потерям в трубе длиной l = 200 d. Свойства жидкости: р = 900 кг/м3 ; v = 2 Ст. При подъеме кузова максимальное усилие вдоль штока F = 70 кН.
Задача 6.35. Используя данные, приведенные в предыдущей задаче при установке распределителя в положении Б, определить время опускания кузова автомобиля-самосвала. Максимальное усилие вдоль штока гидроцилиндра в конце опускания Fmax=10 кН. Дополнительные данные: длина сливной линии lз=1, 8 м; диаметр d3 = 20 мм; потери в канале распределителя в положении Б эквивалентны потерям в трубе длиной lр=180 d3, а потери в фильтре 5 эквивалентны трубе длиной lф=100 d3. Подачу насоса считать постоянной QH = 0, 4 л/с.
Задача 6.36. Объемный гидропривод вращательного движения с дроссельным регулированием состоит из двух гидромашин — насоса 1 и гидромотора 2, а также дросселя 3, предохранительного клапана 4 и вспомогательного насоса 5. Определить пределы изменения частоты вращения гидромотора n2 при постоянной нагрузке. Даны: частота вращения насоса n1 = 2400 об/мин; рабочие объемы гидромашин V1 = 0, 01 л; V2 = 0, 02 л; давление в напорной гидролинии, обусловленное заданной нагрузкой (моментом на валу гидромотора), рн = 5 МПа; давление во всасывающей линии, поддерживаемое насосом 5, рвс=0, 3 МПа; площадь проходного сечения дросселя при полном его открытии Sдр = 0, 015 см2; коэффициент расхода дросселя μ = 0, 65; объемный к.п.д. каждой гидромашины η o=0, 95. Расход через клапан 4 Qкл = 0.
Задача 6.37. Гидравлическая объемная трансмиссия активного автоприцепа включает в себя регулируемый насос 1, который через фильтр 2 подает рабочую жидкость к двум гидромоторам 3. Свойства жидкости: v = 0, 2 Ст; р = 900 кг/м3. Выходные валы гидромоторов связаны с ведущими колесами 5 через редукторы 4 с передаточными отношениями i = nг.м/nк. Определить число оборотов колес и мощность, потребляемую насосом, при условии, что моменты нагрузки на левом Мл и правом Мпр колесах различны. Задачу решить при следующих данных: Мл = 2, 9 кН
Задача 6.38. Трактор имеет механизм поворота, состоящий из шарнирно сочлененных передней П и задней 3 полурам, а также гидропривода поворота, упрощенная схема которого приведена на рисунке. Рабочая жидкость подается насосом 1 через трехпозиционный распределитель 2 и клапанные коробки 3 в гидроцилиндры 4 и 5. Гидравлическая система имеет также фильтр 6и придохранительный клапан 7. При положении распределителя, изображенном на рисунке, в правую полость гидроцилиндра 4 от насоса поступает жидкость, а левая полость соединена со сливным трубопроводом и шток гидроцилиндра 4 движется влево. Шток гидроцилиндра 5 при этом движется вправо. Таким образом осуществляется поворот трактора. Определить мощность, потребляемую насосом, если к.п.д. η = 0, 7; момент сопротивления повороту МС = 125 Нм. Задачу решить при b = 0, 5 м; l1 = 1, 4 м; l2 =1, 2 м; lз = 1 м; D = 90 мм; dш = 40 мм; dT=12 мм; v = = 0, 5 Ст; р = 900 кг/м3; рабочий объем насоса V = 46 см3; частота вращения насоса n=1800 об/мин; объемный к. п. д. η о = 0, 85 при рн = 3 МПа; эквивалентная длина для распределителя lр = 200 dt; для фильтра lф = 400 dT. Коэффициент сопротивления клапанной коробки ξ =15. Задача 6.39. На экспериментальном автомобиле с двигателем мощностью N вместо обычной коробки передач, карданного вала и дифференциала установлена бесступенчатая объемная гидропередача, состоящая из регулируемого насоса и двух регулируемых гидромоторов на каждом из ведущих колес. Максимальные рабочие объемы V всех трех гидромашин одинаковы. Приводимый от двигателя насос имеет частоту вращения п1, которую будем считать постоянной, а давление насоса ограничено пределом рНmах. Считая, что при регулировании гидромашин с полным использованием указанной мощности N рабочий объем насоса может быть уменьшен до значения V1min = e1minV, и полагая, что регулирование машин осуществляется последовательно, определить следующие величины: рабочий объем каждой гидромашины; пределы изменения частоты вращения гидромотора n2min и n2mах; частоту вращения гидромотора n2 при е1 = е2=1; параметры регулированы е1 и е2; давление насоса; расход жидкости в системе и крутящий момент на валу гидромотора выразить и построить в зависимости от n2. Данные для расчета: N = 55 кВ; n1=с1200 об/мин; рнmax = 20 МПа; е1min = 1/3; е2min = ½. Задачу решить: 1) без учета потерь энергии в гидропередаче; 2) с учетом потерь энергии, приняв к.п.д. каждой гидромашины: объемный η 0 = 0, 96; механический η м = 0, 94. Определить полный к.п.д. гидропередачи. Потери давления в трубах считать Σ р = 0, 05 рн.
Задача 6.40. Гидравлический привод механизма наклона ковша для разливки жидкого металла в литейные формы включает насос 1, предохранительный клапан 2, трехпозиционный распределитель 3, гидроцилиндры наклона ковша 4 и регулируемый дроссель 5, за счет изменения проходного сечения которого изменяется скорость наклона ковша. Определить мощность, потребляемую насосом гидропривода, и скорость перемещения штоков гидроцилиндров наклона ковша. Задачу решить при следующих данных: F = 8000 Н; l1 = 1, 5 м; l2=1, 8 м; l3 = 2 м; l4 = 0, 5 м; D = 60 мм; dш = 30 мм; dт = 8 мм; площадь проходного сечения дросселя Sдр = 3 мм2: коэффициент расхода дросселя μ = 0, 7; эквивалентная длина для распределителя lр = 200 dт; v = 0, 5 Ст; р = 900 кг/м3. Характеристика насоса: Q, л/с........... о 0, 4 0, 46 Рн, МПа....... 5 4, 5 0
Задача 6.41. Гидропривод машины для литья под давлением состоит из насоса 1 с предохранительным клапаном 2, распределителей 3, 4, 5; гидроцилиндров: запирания формы 6, выталкивания отливки 7 и выталкивания прессостата 8. По окончании периода кристаллизации отливки распределители под действием электромагнитов и пружин устанавливаются в положение, изображенное на рисунке. При этом происходит движение поршней гидроцилиндров 6 и 8, а поршень гидроцилиндра 7 неподвижен. Когда поршень гидроцилиндра 6 достигает крайнего положения, срабатывает электромагнит распределителя 4, который устанавливает распределитель в позицию А, и поршень гидроцилиндра 7 начинает движение вправо. Определить время работы гидросистемы с момента окончания кристаллизации отливки до достижения последним поршнем крайнего положения. Задачу решить при следующих данных: F1 = 70 000 Н; F2 = 25 000 Н; F3 = 21 000 Н; D1 = 140 мм; D2 = 100 мм; D3 =80 мм; dш1 = 70 мм; dш2 = 50 мм; dш3 = 40 мм; перемещения поршней гидроцилиндров: L1 = 200 мм; L2 = L3 = 100 мм; размеры трубопроводов: l1 =l2= 1 м; d1=d4 = 12 мм; d2 = 10 мм; l3 = 4, 4 м; l4 = 2 м; d3 = 8 мм; параметры рабочей жидкости: ρ = 900 кг/м3; v=0, 6 Ст. При расчете принять сопротивление каждого канала распределителя в виде эквивалентной длины lр = 200 d, где d – диаметр соответствующего трубопровода. Характеристика насоса: Q, л/с........... о 1, 7 2, 0 Рн, МПа....... 6, 8 6, 3 0 Задача 6.42 В качестве привода главного движения токарного станка использован объемный гидропривод вращательного движения с дроссельным регулированием скорости, состоящий из насоса 1, гидромотора 2, двухпозиционного распределителя 3 регулируемого гидродросселя 4 и предохранительного клапана 5. При заданном усилии резания определить: 1) Частоту вращения шпинделя (гидромотора) и мощность, потребляемую насосом, при площади проходного сечения дросселя Sдр = 0, 03 см2. 2) Максимально возможную частоту вращения шпинделя. F = 600 Н; диаметр детали А d = 100 мм; частота вращения насоса n = 1400 об/мин; рабочие объемы насоса V1 = 0, 02 л и гидромотора V2 = 0, 04 л; диаметр трубопроводов dт = 8 мм; коэффициент расхода дросселя μ = 0, 65; коэффициент местного сопротивления каждого канала распределителя с учетом потерь в подводящих трубопроводах, отнесенный к скорости рабочей жидкости в трубопроводе, ξ = 12; плотность рабочей жидкости ρ = 900 кг/м3. Принять, что механический к.п.д. гидромашин не зависит от давления и равен η м = 0, 9. Объемный к.п.д. гидромашин η 0 = 0, 85 при р = 10 МПа. Задача 6.43. Гидропривод стола фрезерного станка состоит из насоса 1, предохранительного клапана 2, фильтра 3, гидрораспределителя 4, гидроцилиндра 5 и гидродросселя 6. Скорость движения стола регулируется за счет изменения площади проходного сечения дросселя 6. 1. Определить скорость движения стола, если известны: усилие на штоке гидроцилиндра F = 6 кН; диаметры поршня D = 80 мм и штока dш = 5 м; длины трубопроводов; l1=3 м (от насоса 1 до точки M); l2 = 5 м (от точки М до гидроцилиндра 5); lз = 4 м (от гидроцилиндра 5 до бака); диаметр труб dT = 8 мм; коэффициент сопротивления дросселя ξ др = 2; площадь проходного сечения дросселя Sдp = 6 мм2; плотность рабочей жидкости р = 900 кг/м3. Режим течения в трубопроводах ламинарный (v = 0, 4 см2/с). При расчете сопротивления фильтра и каналов распределителя заменить эквивалентными длинами труб: lф = 200dT и lр=150 dT. Характеристика насоса: рабочий объем V = 20 см3; объемный к. п. д. при давлении р = 5 МПа η = 0, 8; механический к. п. д.η = 0, 85; частота вращения n =1200 об/мин. 2. Определить мощность, потребляемую насосом. 3. Определить, как должна измениться площадь про- Задача 6.44. Гидропривод силовой головки агрегатного станка состоит из насоса 1, переливного клапана 2, фильтра 3, гидродросселя 4, гидрораспределителя 5 и гидроцилиндра 6. Скорость движения силовой головки регулируется путем изменения площади проходного сечения дросселя 4. 1) Построить характеристику насосной установки, включающей в себя электродвигатель М с частотой вращения n = 900 об/мин, насос 1 с рабочим объемом V = 30 см3 и объемным к.п.д. η о = 0, 8 при давлении р = 5 МПа, переливной клапан 2, имеющий следующие характеристики: диаметр золотника d3 = 6 мм; сила предварительного поджатия пружины Fпр.0 = 70 Н; жесткость пружины с = 35 Н/мм; коэффициент расхода через клапан μ = 0, 6. 2) Определить скорости движения силовой головки, если известны: усилие на штоке гидроцилиндра F = 7 кН; диаметры поршня D = 80 мм и штока dш = 40 мм гидроцилиндра; длины трубопроводов: l1 = 6 м (от фильтра до гидроцилиндра) и l2 = 4 м (от гидроцилиндра до бака); диаметр труб dт = 8 мм; свойства рабочей жидкости: плотность ρ = 850 кг/м3 ; вязкость ν = 0, 3 см2/с; коэффициент местного сопротивления дросселя ξ др = 2; площадь проходного сечения дросселя Sдр = 10 мм2. Режим течения в трубопроводах ламинарный. При расчете сопротивления фильтра и каналов распределителя заменить эквивалентными длинами труб lф = 200 dт; lр = 100 dт. Задача 6.45. На рисунке представлена упрощенная схема гидросистемы навесного оборудования трактора, состоящая из насоса 1, предохранительного клапана 2, трех распределителей 3, основного гидроцилиндра 4, двух вспомогательных гидроцилиндров 5 и фильтра 6. Определить скорость движения поршней и мощность, потребляемую насосом, если его рабочий объем V= 100 см3; частота вращения n = 2000 об/мин; объемный к.п.д. η 0 = 0, 92 при давлении р = 10 МПа; полный к.п.д. η = 0, 85; максимальное давление в гидросистеме рmах=13 МПа; диаметры поршней D1 = 100 мм; D2 = Dз = 60 мм; диаметры штоков dш1 = 40 мм; dш2 = 24 мм; силы, приложенные к ним, F1 = 30 кН; F2 = F3 = 10 кН. Размеры трубопроводов: диаметр dT=12 мм; длины lо = 3 м; l1 = 4 м; l2 = lз=1, 8 м; l4 = 5 м. Эквивалентная длина для каждого канала распределителя lр=100 dT; эквивалентная длина для фильтра lф = 400 dT; свойства рабочей жидкости: плотность р = 900 кг/м3; вязкость v = 0, 5 Ст. Задача 6.46. Объемный гидропривод вспомогательных агрегатов (вентилятора, генератора и компрессора) двигателя внутреннего сгорания автомобиля состоит из насоса 1 с рабочим объемом V1 = 60 см3; трех гидромоторов 2, 3, 4, рабочие объемы которых соответственно равны V2=V3 = 10 см3; V4 = 5 см3; двух регуляторов расхода, состоящих из дросселей 5 и редукционных клапанов 6, которые обеспечивают постоянный перепад давления на дросселях Δ рдр = 0, 405 МПа; распределителя 7, включающего гидромотор вентилятора при превышении номинальной температуры двигателя и выключающего его при понижении температуры, переливного клапана 8. Определить угловые скорости гидромоторов, если частота вращения вала насоса п = 3000 об/мин; момент на валу гидромотора вентилятора М=12 Н Задача 6.47. Для гидропривода, описанного в предыдущей задаче, определить угловые скорости валов гидромоторов, если частота вращения насоса упала до N1 = 1000 об/мин (двигатель работает на оборотах холостого хода). При этом клапаны 8 полностью открыты и их коэффициенты сопротивления ξ Кл = 5; перепад давления на распределителе, коэффициент сопротивления которого ξ =15, 5 изменился из-за изменения расхода; моменты на валах гидромоторов М2 = Мз = 4 Н
Задача 6.48. Объемная гидравлическая трансмиссия трактора состоит из аксиально-поршневого насоса 1, приводимого от вторичного вала коробки переключения передач (КПП), и двух гидромоторов 2 и 3, связанных с ведущими колесами. Управление скоростью движения происходит за счет изменения угла γ наклона диска насоса 1. Система управления скоростью движения трактора состоит из следующих агрегатов: регулятора 4, поршень которого связан с наклонным диском насоса 1; регулируемых гидродросселей 5 соответственно с рукояткой подачи топлива и рукояткой управления скоростью; предохранительного клапана 7, ограничивающего давление управления ру, создаваемого вспомогательным насосом 8. Определить поступательную скорость трактора при определенном положении рукояток подачи топлива и управления скоростью, если известно: частота вращения двигателя nдв = 2000 об/мин; передаточное число КПП i = nдв/nн = 4; рабочий объем насоса 8 V8= 10 см3; объемный к. п. д. насоса 8 η о=0, 9 при ру = 5 МПа; коэффициент расхода через дроссели 5 и 6 μ = 0, 6; площадь проходного сечения дросселя 5 S5 = 0, l см2; площадь проходного сечения дросселя 6 S6 = 0, 07 см2; максимальное значение γ max = 30° при ру = 0; плечо рычага l = 70 мм; жесткость пружины регулятора 4 С4= 10 Н/мм; площадь поршня регулятора 4 S4 = 2 см2; максимальный рабочий объем насоса 1 при γ = γ max V1max = 90 см3; рабочий объем гидромоторов V2 = Vз = 800 см3; радиус ведущих колес трактора rк = 70 см; плотность рабочей жидкости р=850 кг/м3. При расчетах потерями в гидролиниях пренебречь; объемный к. п. д. насоса 1 и гидромоторов 2 и 3 принять равным 0, 85; предварительное поджатие пружины регулятора 4 отсутствует; буксование и тангенциальная эластичность колес не учитываются.
|