Финкельштейн З.Л., Брожко Н.Ф. Гидравлика и гидропривод - файл n9.doc

приобрести
Финкельштейн З.Л., Брожко Н.Ф. Гидравлика и гидропривод
скачать (7544.8 kb.)
Доступные файлы (12):
n1.doc315kb.15.12.2008 08:00скачать
n2.doc43kb.10.10.2008 09:56скачать
n3.doc24kb.15.12.2008 08:24скачать
n4.doc30kb.22.10.2008 08:06скачать
n5.doc29kb.22.10.2008 08:07скачать
n6.doc62kb.22.10.2008 08:53скачать
n7.doc2025kb.15.12.2008 08:06скачать
n8.doc6662kb.15.12.2008 07:54скачать
n9.doc1093kb.12.12.2008 14:00скачать
n10.doc113kb.15.12.2008 07:55скачать
n11.doc32kb.15.12.2008 07:57скачать
n12.doc41kb.15.12.2008 08:22скачать
Победи орков

Доступно в Google Play

n9.doc


ЗАДАЧА 173

Сифонным трубопроводом должна подаваться вода в береговой колодец. Диаметр трубы принят d = 100 мм, общая длина l = 100 м. На трубопроводе установлены: приемная сетка, два колена и задвижка. Определить пропускаемый расход Q и проверить условия работы при t = 26 0С, если заданы разности отметок z1 = 1,5 м; z2 = 2 м и z3 = 4,5 м.



ЗАДАЧА 174

Определить режим течения жидкости в межтрубном пространстве теплообменника типа "труба в трубе" при следующих условиях: внутренняя труба теплообменника имеет диаметр 252 мм, наружная 512,5 мм; массовый расход жидкости 3730 кг/ч; плотность жидкости 1150 кг/м3; динамический коэффициент вязкости 1,210-3 Пас.



ЗАДАЧА 175

Определить силу F, необходимую для удержания в равновесии поршня П, если труба под поршнем заполнена водой, а размеры трубы: D = 100 мм, Н = 0,5 м, h = 4 м. Длины рычага: а = 0,2 м и b = 1,0 м. Собственным весом поршня пренебречь.



ЗАДАЧА 176

Радиально-поршневой гидромотор имеет рабочий объем q = 200 см3. Определить, при каких рабочем давлении р и расходе масла Q выходной вал гидромотора развивает полезный крутящий момент М = 970 Н  м и частоту вращения n = 5 об/с. Принять противодавление в сливной полости гидромотора рпр =0,23 МПа и к.п.д. - гидромеханический гм = 0,96 и объемный об = 0,98.



ЗАДАЧА 177

Цилиндрический бак диаметром 1 м наполнен водой на высоту 2 м. Отверстие для истечения в дне имеет диаметр 3 см. Определить время, необходимое для опорожнения бака.

ЗАДАЧА 178

Определить потерю давления на трение в змеевике, по которому проходит вода со скоростью 1 м/с. Змеевик сделан из бывшей в употреблении трубы диаметром 432,5 мм. Диаметр витка змеевика 1 м. Число витков 10. Средняя температура воды 30 0С.



ЗАДАЧА 179

Жидкость, имеющая плотность 1200 кг/м3 и динамический коэффициент вязкости 2·10-3 Пас, из бака с постоянным уровнем 1 самотеком поступает в реактор 2. Определить, какое максимальное количество жидкости (при полностью открытом кране) может поступать из бака в реактор. Уровень жидкости в баке находится на 6 м выше ввода жидкости в реактор. Трубопровод выполнен из алюминиевых труб с внутренним диаметром 50 мм. Общая длина трубопровода, включая местные сопротивления, 16,4 м. На трубопроводе имеются три колена и кран. В баке и реакторе давление атмосферное.



ЗАДАЧА 180

Найти критическую скорость в прямой трубе диаметром 512,5 мм: а) для воздуха при 20 0С и рабс = 1 кгс/см2 ( 0,1 МПа); б) для нефтяного масла, имеющего  = 35·10-3 Пас и относительную плотность 0,963.

ЗАДАЧА 181

Погружной насос, потребляющий мощность Nдв = 37 кВт при КПД  = 80%, откачивает воду из шахты по трубопроводу диаметром d = 150 мм и длиной l = 120 м, поднимая ее на высоту Н = 100 м. Определить подачу насоса, принимая коэффициент сопротивления трения трубопровода  = 0,03 и суммарный коэффициент местных сопротивлений  = 12.

ЗАДАЧА 182

Определить давление р в верхнем цилиндре гидропреобразователя (мультипликатора), если показание манометра, присоединенного к нижнему цилиндру, равно рм = 0,48 МПа. Поршни перемещаются вверх, причем сила трения составляет 10% от силы давления жидкости на нижний поршень. Вес поршней G = 4 кН. Диаметры поршней: D = 400 мм, d = 100 мм; высота Н = 2,5 м; плотность масла  = 900 кг/м3.




ЗАДАЧА 183

Определить давление р1 воды, которую надо подвести к гидроцилиндру, чтобы преодолеть усилие, направленное вдоль штока F = 1 кН. Диаметры: цилиндра D = 50 мм, штока d = 25 мм. Давление в бачке р0 = 50 кПа, высота Н0 = 5 м. Силу трения не учитывать.



ЗАДАЧА 184

Определить силу F на штоке золотника, если показание вакуумметра рвак = 60 кПа, избыточное давление р1 = 1 МПа, высота Н = 3 м, диаметры поршней D = 20 мм и d = 15 мм;  = 900 кг/м3.



ЗАДАЧА 185

Система из двух поршней, соединенных штоком, находится в равновесии. Определить силу, сжимающую пружину. Жидкость, находящаяся между поршнями и в бачке, – масло с плотностью  = 870 кг/м3. Диаметры: D = 80 мм, d = 30 мм; высота Н = 1000 мм; избыточное давление р0 = 10 кПа.



ЗАДАЧА 186

Определить минимальное значение силы F, приложенной к штоку, под действием которой начнется движение поршня диаметром D = 80 мм, если сила пружины, прижимающей клапан к седлу, равна F0 = 100 Н, а давление жидкости р2 = 0,2 МПа. Диаметр входного отверстия клапана (седла) d1 = 10 мм. Диаметр штока d2 = 40 мм, давление жидкости в штоковой полости гидроцилиндра р1 = 1 МПа.





ЗАДАЧА 187

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 v = 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: ? = 850 кг/м3; ? = 4 см2/с. Сопротивлением распределителя пренебречь.







ЗАДАЧА 188

Определить величину предварительного поджатия пружины дифференциального предохранительного клапана (мм), обеспечивающую начало открытия клапана при рн = 0,8 МПа. Диаметры клапана: D = 24 мм, d =18 мм; жесткость пружины с = 6 Н/мм. Давление справа от большого и слева от малого поршней – атмосферное.




ЗАДАЧА 189

Определить объем гидроаккумулятора Vг = V1+ V2, обеспечивающего выпуск штока гидроцилиндра против действия нагрузки F = 45 кН. Диаметры: цилиндра D = 120 мм, штока d = 60 мм; ход штока L = 1200 мм; давление на сливе рс = 0,3 МПа. Процесс расширения воздуха считать изотермическим, максимальное давление в системе рmax = 12 МПа.





ЗАДАЧА 190

На рис. показан участок с параллельным подключением к прямой трубе 1 длиной l1 = 5 м с фильтром 8 трубы 4 длиной l2 = 8 м с вентилем 5. На всем участке диаметр труб d = 20 мм. В подводящей трубе 3 расход масла Q = 2 л/с. Пренебрегая потерями напора в тройниках 2 и 7, определить расходы масла Q1 и Q2 соответственно в трубах 4 и 1. При расчете потерь напора в трубах принять коэффициент Дарси  = 0,04 и значения коэффициентов местных сопротивлений для фильтра ф = 15, для вентиля в = 3, для закругления трубы з = 0.






ЗАДАЧА 191

Общий вес плунжера 2 диаметром D = 100 мм и грузов 1 и 3 грузового гидроаккумулятора составляет 30 кН. Пренебрегая за время разрядки трением в гидроакккумуляторе, определить давление масла в его полости А.



ЗАДАЧА 192

Пружинный гидроаккумулятор име-ет поршень 1 диаметром D = 200 мм. Коэффициент жесткости пружины 2 с = 235,5 кН/м. Пренебрегая трением поршня в гироаккумуляторе, определить давление масла в полости А во время зарядки, когда пружина 2 имеет осевой прогиб х = 200 мм.




ЗАДАЧА 193

Определить рабочее давление и расход масла вертикальным гидроцилиндром 1 с плунжером 2 диаметром D = 100 мм, при которых возможен подъем груза 4 весом 75 кН со скоростью 1 см/с. Вес плунжера Gпл = 640 Н, механический КПД гидроцилиндра м = 0,98, объемный – о = 1.



ЗАДАЧА 194

Масло всасывается насосом на высоту hвс = 0,5 м по трубе диаметром 20 мм и длиной 1,2 м, которая имеет два резких изгиба. Насос развивает подачу 20 л/мин. Масло плотностью 900 кг/м3 имеет кинематическую вязкость  = 4  10-5 м2/с. В баке давление воздуха – атмосферное. Определить, какой вакуум развивает насос. Принять для масляного фильтра коэффициенты местных сопротивлений ф = 6, для входа во всасывающую полость насоса н = 2 и для изгиба всасывающей трубы изг = 0,8.

ЗАДАЧА 195

Из-за разных диаметров поршней 1 и 2 гидропреобразователя в полости В создается давление р масла, значительно большее давления р0 = 0,6 МПа в полости А. Диаметры: D = 200 мм, d = 40 мм. Пренебрегая трением в гидропреобразователе, определить давление масла в полости В.




ЗАДАЧА 196

Внутренняя полость А вертикального гидроцилиндра диаметром D = 200 мм заполнена минеральным маслом плотностью  = 900 кг/м3. Длина рабочего хода поршня 1 l = 1000 мм. Определить без учета и с учетом веса столба масла в полости А гидроцилиндра силу Р, отрывающую нижнюю плоскую крышку 3 от гильзы 2 при верхнем положении поршня 1, в плоскости О-О которого действует давление р = 10 МПа.




ЗАДАЧА 197

Уплотнение плунжера диаметром D = 200 мм в вертикальном гидроцилиндре осуществляется за счет гидравлического прижима давлением р = 10 МПа эластичной U-образного сечения манжеты. Толщина манжеты  = 5 мм, расчетная длина гидравлического прижима манжеты к плунжеру h = 10 мм. Определить силу трения, возникающую между манжетой и поднимающимся плунжером. Принять коэффициент трения для трущейся пары f = 0,006.








ЗАДАЧА 198

Гидроцилиндр диаметром D = 160 мм имеет односторонний шток диаметром d = 80 мм. Определить при расходе масла Q = 0,157 л/с, рабочем давлении р = 10 МПа и противодавлении рпр = 0,1 МПа скорость и усилие, развиваемые штоком гидроцилиндра при движении поршня а) вправо; б) влево. Принять механический КПД гидроцилиндра м = 0,95, объемный – о = 1.





ЗАДАЧА 199

По рисунку предыдущей задачи приняв для каждого направления движения поршня гидроцилиндра одинаковыми рабочее давление р и противодавление рпр, определить отношение толкающего F1 к тянущему F2 усилию, развиваемым штоком, если диаметр D гидроцилидра в n раз больше диаметра d штока.

ЗАДАЧА 200

На рисунке показана упрощенная схема объемного гидропривода поступательного движения с дроссельным регулированием скорости выходного звена (штока), где 1 - насос, 2 - регулируемый дроссель. Шток гидроцилиндра 3 нагружен силой F = 1200 Н; диаметр поршня D = 40 мм. Предохранительный клапан 4 закрыт. Определить давление на выходе из насоса и скорость перемещения поршня со штоком vп при таком открытии дросселя, когда его можно рассматривать как отверстие площадью S0 = 0,05 см2 с коэффициентом расхода ? = 0,62. Подача насоса Q = 0,5 л/с. Плотность жидкости ? = 900 кг/м3. Потерями в трубопроводах пренебречь.







ЗАДАЧА 201

Предусмотрено изготовить гидроцилиндр с двусторонним штоком диаметрами d1 = 50 мм и d2 = 63 мм (рис. задачи 202). Приняв рабочее давление 10 МПа и общий КПД равным 0,95, определить диаметр гидроцилиндра, при котором в любом направлении движения шток развивает тянущее усилие не менее 100 кН. Объемный КПД принять равным 1.

ЗАДАЧА 202


В двустороннем гидроцилиндре диаметр поршня D = 160 мм, диаметры штоков d1=80мм и d2 = 100 мм. При рабочем давлении р = 10 МПа, противодавлении в сливной полости рпр = 0,15 МПа и расходе масла рабочей полостью 0,1 л/с определить усилие и скорость, развиваемые штоком при движении вправо и влево. Принять механический КПД гидроцилиндра 0,96; объемный – 1.




ЗАДАЧА 203

На рис. показана упрощенная схема объемного гидропривода с закрытой циркуляцией масла. При работе насоса 1 и гидромотора 2 масло нагревается и поступает к охладителю 3 с температурой 600 С. В охладителе температура масла понижается до 200 С. Во всех гидролиниях диаметры труб однаковы и равны 20 мм, а расход масла Q = 0,8 л/с. При повышении температуры масла от 20 до 600 С его кинематическая вязкость изменяется от 54  10-6 до 12  10-6 м2/с.

Выяснить, как изменится режим движения масла при его охлаждении.





Рис. 2




ЗАДАЧА 204

Уплотнение вращающегося вала в корпусе осуществляется за счет гидравлического прижима манжеты U-образного сечения. В полости давление масла р = 10 МПа. Диаметр вала D = 200 мм. Расчетная длина гидравлического прижима манжеты к валу h = 8 мм. Пренебрегая толщиной  манжеты, определить момент силы трения, возникающей между манжетой и вращающимся валом, приняв коэффициент трения  = 0,006.




ЗАДАЧА 205

Уплотнение плунжера 2 диаметром D = 200 мм в вертикальном гидроцилиндре 1 осуществляется одним манжетным кольцом 3 с расчетной толщиной  = 5 мм и длиной прижима уса h = 10 мм. В полости А давление масла р = 10 МПа. Вес плунжера Gпл = 1500 Н. С учетом веса плунжера и силы трения, возникающей между плунжером и манжетным кольцом, определить вес груза 4 и общий к.п.д. гидроцилиндра. Принять коэффициент трения плунжера о манжетное кольцо f = 0,006.



Рис. 3

ЗАДАЧА 206

Определить рабочее давление и расход масла вертикальным гидроцилиндром 1 (см. рис. предыдущей задачи) с плунжером 2 диаметром D = 100 мм, при которых возможен подъем груза 4 весом 75 кН со скоростью 1 см/с. Вес плунжера Gпл = 640 Н, его уплотнение в гидроцилиндре – манжетное. Механический к.п.д. гидроцилиндра м = 0,98.




ЗАДАЧА 207

Определить усилие, которое должна развивать пружина 3 гидроцилиндра диаметром D = 80 мм, чтобы в конце хода поршня 2 влево преодолеть в полости А давление масла р = 10 кПа. Силу трения в гидроцилиндре принять равной 10 % от силы давления масла на поршень.





ЗАДАЧА 208

Определить перепад давления в силовом гидроцилиндре ?рц, шток которого нагружен постоянной силой F = 16 кН, в следующих двух случаях: 1) скорость подъема поршня равна vп = 0; 2) vп = 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: ? = 850 кг/м3; ? = 4 Ст. Сопротивлением распределителя К пренебречь. Избыточное давление в баке считать равным нулю, нивелирные высоты не учитывать.

Указание. Следует записать уравнение равновесия поршня и из него выразить ?рц, которое является функцией скорости в трубопроводе.





ЗАДАЧА 209

Через проточный элемент гидрораспределителя 2 с золотником 1 диаметром d = 20 мм протекает масло плотностью ? = 900 кг/м3. Определить расход масла через гидрораспределитель при перепаде давления ?р = 0,3 МПа и величине открытия золотника х = 2 мм. Принять коэффициент расхода  = 0,6.






ЗАДАЧА 210

Через проточный элемент гидрораспределителя 2 (см. рис. предыдущей задачи) с круглым золотником 1 диаметром d = 10 мм расход масла составляет 0,6 л/мин. Величина открытия золотника х = 1 мм. Плотность масла ? = 900 кг/м3. Определить падение (потерю) давления масла при его движении через указанный проточный элемент гидрораспределителя. Принять коэффициент расхода  = 0,6.

ЗАДАЧА 211

Пластинчатый поворотный двигатель однократного действия имеет пластину 2 прямоугольной формы шириной В = 80 мм и диаметрами рабочей камеры – наружным D = 400 мм и внутренним d = 200 мм. Определить, при каких рабочем давлении р в рабочей камере А и расходе масла Q выходной вал 1 поворотного гидродвигателя развивает полезный крутящий момент М – 4800 Н  м и угловую скорость поворота ?угл = 5 рад/с. Принять для данного поворотного гидродвигателя механический к.п.д. об = 0,967. Противодавлением в сливной полости гидродвигателя пренебречь.






ЗАДАЧА 212

В объемном гидроприводе насос 4 развивает давление рн = 5 МПа и постоянную подачу Qн = 8 л/мин. Поршень диаметром D = 100 мм и шток диаметром d = 40 мм в гидроцилиндре 1 уплотняются резиновыми кольцами круглого сечения. Гидродроссель 3 настроен на пропуск расхода масла Qдр = 8,4 л/мин. Пренебрегая утечкой масла в гидрораспределителе 2, определить расход масла через гидроклапан 5 и потерю мощности из-за слива масла через этот клапан при перемещении поршня влево.







ЗАДАЧА 213

В гидроцилиндре 1 двусторонний шток имеет диаметры d1 = 60 мм и d2 = 40 мм. Определить диаметр D гидроцилиндра, при котором скорость движения поршня влево будет в три раза больше скорости движения поршня вправо, если насос 4 развивает постоянную подачу. Утечками масла в объемном гидроприводе пренебречь. Вычисленное значение диаметра гидроцилиндра округлить до ближайшего нормального диаметра по ГОСТ 6540-68.




ЗАДАЧА 214

Расход масла марки «Индустриальное 30» во всасывающей вертикальной трубе Q = 15,7 л/мин, плотность его ? = 900 кг/м3, кинематическая вязкость v = 0,3 см2/с. Масло движется вверх.

Определить при допускаемой средней скорости движения масла в данной трубе v = 1 м/с диаметр d этой трубы и падение (потерю) давления на 1 м погонный вертикальной трубы.

ЗАДАЧА 215

В объемном гидроприводе гидроцилиндр 1 диаметром D = 160 мм имеет односторонний шток диаметром d = 80 мм. Уплотнение поршня и штока в гидроцилиндре – манжетное. Насос 3 развивает давление 10,1 МПа и подачу 0,15 л/с. Падение давления в сливной гидролинии 0,1 МПа, в напорной 0,2 МПа. Определить усилие F и скорость v, развиваемые штоком гидроцилиндра при его движении: а) вправо; б) влево. Принять н = 0,95.




Рисунок 3



ЗАДАЧА 216

В объемном гидроприводе (см. рис. предыдущей задачи) гидроцилиндр 1 диаметром D = 100 мм при движении поршня влево развивает полезное усилие 50 кН. Диаметр штока гидроцилиндра d = 40 мм. Определить, какое давление развивает насос 3, если падение (потеря) давления в напорной гидролинии ?рн = 0,1 МПа и в сливной гидролинии ?рсл = 50 кПа, м = 0,96.

ЗАДАЧА 217

В объемном гидроприводе (см. рис. задачи 215) гидроцилиндр 1 диаметром D = 200 мм имеет максимальный ход поршня l = 800 мм. Диаметр штока гидроцилиндра d = 100 мм. Отработанное масло сливается в бак 4 прямоугольной формы и непрерывно всасывается насосом 3. Площадь свободной поверхности масла в баке S = 12 дм3. Пренебрегая утечкой и температурным расширением масла при работе гидропривода, определить величину вертикального колебания уровня масла в баке 4.

ЗАДАЧА 218

В объемном гидроприводе применяется пластинчатый поворотный гидродвигатель 1 однократного действия с пластиной прямоугольной формы шириной В = 80 мм и диаметрами рабочей камеры наружным D = 400 мм и внутренним d = 200 мм. Определить, какие давление рн и подачу Qн должен развивать насос 3, когда выходной вал поворотного гидродвигателя, преодолевая внешний крутящий момент сопротивления М = 4,8 кН  м, вращается с угловой скоростью ?угл = 5 рад/с, падение давления масла в гидролиниях напорной ?рн = 0,2 МПа, сливной ?рсл = 0,5 МПа, утечка масла в гидроаппаратуре Qут = 0,3 л/мин. Механический к.п.д. пластинчатого поворотного гидродвигаетля м = 0,8 и объемный об = 0,967.







ЗАДАЧА 219

Поршень гидроцилиндра 1 под действием пружины вытесняет масло в сливную гидролинию. Диаметр поршня D = 100 мм. Определить, какое усилие F в конце хода поршня должна развить пружина гидроцилиндра, если падение давления в сливной гидролинии рсл = 100 кПа. (Принять усилие трения поршня и штока в гидроцилиндре в размере 4% от силы Р давления масла на поршень).




ЗАДАЧА 220

Площадь пластины 1 пластинчатого поворотного гидродвигателя однократного действия (см. рис.) состоит из прямоугольника шириной В = 50 мм и двух полукругов с радиусом R0 = 100 мм. Диаметр вала 2 в рабочей камере гидродвигателя d = 120 мм. Определить расход масла данным гидродвигателем при угловой скорости поворота выходного вала ?угл = 5 рад/с. Принять объемный к.п.д. гидродвигателя об = 0,97.




ЗАДАЧА 221

На рис. показана схема шарикового обратного гидроклапана с очень малой, почти острой в корпусе 1 посадочной кромкой под шарик 2. Диаметр подводящего отверстия d= 10мм. Определить величину щели х, достаточную для пропуска через гидроклапан расхода масла Q= 0,6л/с при перепаде давления ?р= 0,18МПа. Принять коэф. расхода = 0,6 и плотность масла ?= 900 кг/м3.







ЗАДАЧА 222

В объемном гидроприводе с гидроцилиндром 1 диаметром D = 200 мм насос 3 развивает давление рн = 10 МПа и подачу Qн = 20 дм3/мин. Диаметр штока указанного гидроцилиндра d = 80 мм. Уплотнение поршня и штока в гидроцилиндре – манжетное. Пренебрегая падением давления в гидролиниях и утечкой масла в гидроаппаратуре, определить скорость v движения поршня и усилие F, развиваемое штоком гидроцилиндра при положении гидрораспределителя 2. Механический к.п.д. м = 0,98.




ЗАДАЧА 223

На рис. показана принципиальная схема объемного гидропривода с дроссельным регулированием скорости вращения выходного вала гидромотора 1. Насос 3 развивает давление рн = 5 МПа и постоянную подачу Qн = 32 л/мин. Расход масла гидромотором q = 20 см3. Определить минимальную частоту вращения выходного вала гидромотора, если допускаемая из-за слива масла через гидроклапан 4 потеря мощности Nкл = 1 кВт = 1000 Вт.




ЗАДАЧА 224

Давление в цилиндре гидравлического пресса повышается в результате нагнетания в него жидкости ручным поршневым насосом и сжатия ее в цилиндре. Определить число двойных ходов n поршня ручного насоса, необходимое для увеличения силы прессования детали А от 0 до 0,8 МН, если диаметры поршней: D=500мм, d=10мм, ход поршня ручного насоса l = 30 мм, объемный модуль упругости жидкости E=1300MПа, объем жидкости в прессе V= 60 л. Чему равно максимальное усилие F на рукоятке насоса при ходе нагнетания, если b/a = 10?











Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации