Сборник задач по гидравлике (Челябинск) 7

135. Рабочая жидкость (900 кг/м3) подается в цилиндр гидроусилителя (диаметр поршня D=80 мм, диаметр штока d=30 мм) через командный золотник с прямоугольными окнами шириной b=2 мм и переменной высотой x (рис. 119). Коэффициент расхода золотниковых окон 0,5. Давление питания на входе в золотник рП=20 МПа поддерживается постоянным. Давление слива рСЛ=0. Определить скорость движения поршня VП при полном открытии золотника (x=2 мм) при нагрузке R=70 кН. Указать, какова максимальная скорость поршня при R=0 и при какой максимальной нагрузке VП=0.

 136. Определить скорость перемещения поршня гидротормоза (рис. 120) диаметром D=200 мм со штоком диаметром dШТ=80 мм, нагруженного силой Р=120 кН, если перетекание жидкости из левой полости цилиндра в правую происходит через два отверстия в поршне диаметром d=10 мм, при этом давление в правой полости рИЗБ=0. Коэффициент расхода отверстий принять равным 0,6, плотность жидкости 865 кг/м3. Коэффициент трения в манжете поршня шириной 25 мм f=0,15.

137. Объемный насос (рис. 121), подача которого QН=240 см3/с, питает рабочей жидкостью (855 кг/м3) два параллельных силовых гидроцилиндра одинакового диаметра D=50 мм. Для синхронизации работы цилиндров использован делитель расхода (порционер), в котором две ветви потока проходят через дроссельные шайбы диаметром d1=2 мм и цилиндрические золотниковые окна высотой S=2 мм, перекрываемые плавающим поршеньком диаметром d=10 мм. При неодинаковых нагрузках поршенек смещается, изменяя сопротивление ветвей и поддерживая равенство расходов, поступающих в гидроцилиндры. Определить скорость установившегося движения поршней гидроцилиндров, давление рН насоса на входе в делитель и смещение х поршенька из крайнего левого положения при нагрузках R1=20 кН и R2=15 кН. Коэффициент расхода дроссельных шайб 0,6, золотниковых окон 0,5. Потерями напора в трубах, трением и утечками в гидроцилиндрах пренебречь.

138. Вода подается в цилиндр пресса (рис. 122) грузовым гидроаккумулятором по стальному трубопроводу l=180 м и d=50 мм. Вес подвижных частей аккумулятора G=400 кН, диаметр плунжера D1=220 мм, КПД рабочего хода 0,95. Определить усилие Р пресса при разных скоростях плунжера: V1=0,1 м/с и V2=0,2 м/с. Диаметр плунжера D2=300 мм, КПД рабочего хода 0,95 (весом плунжера пренебречь). Шероховатость стенок трубопровода 0,2 мм, местные потери составляют 10% потерь на трение. Вязкость воды 1,25 сСт.

139. Перемещения поршней гидроцилиндров (рис. 123) диаметром D=15 см, нагруженных внешними силами R1=1000 Н и R2=2000 Н, осуществляется подачей в гидроцилиндры спиртоглицериновой смеси (1 Ст, 1245 кг/м3) по трубам одинаковой длины l=10 м и диаметра d=4 см. Определить скорости перемещения поршней при расходе Q=7 л/с в магистрали. Сопротивлением сливной линии пренебречь, считая давление в нерабочих полостях цилиндров атмосферным. Местные потери в напорной линии принять равными 10% от потерь по длине.

140. Три одинаковых цилиндра (рис. 124) диаметром D=50 мм заполнены маслом (б=0,9 v=0,3 Ст) и соединены трубами, размеры которых: l1=l2=22,5 м, l3=20 м и d=25мм. В цилиндрах находятся поршни, нагруженные силами R1=700 Н, R2=640 Н и R3=500 Н. Определить направления и величины скоростей перемещения поршней. Пренебречь высотами расположения поршней относительно узловой точки системы, трением в цилиндрах и местными потерями напора в трубах.

141. В системе объемного гидропривода пневмогидравлический аккумулятор с избыточным давлением воздуха рo=5 МПа питает маслом силовой гидроцилиндр диаметром D=60 мм (рис. 125). Плотность масла 910 кг/м3, кинематическая вязкость 0,2 Ст. Соединительная латунная трубка (шероховатость 0,01 мм) имеет размеры l=12 м и d=15 мм. Разность уровней h=0,4 м. Определить скорость установившегоcя движения поршня VП гидроцилиндра, когда к нему приложена полезная нагрузка R=12 кН. Какой станет скорость поршня при сбросе полезной нагрузки (R=0)? Местные сопротивления трубки принять равными 30% от ее сопротивления по длине. Утечками и трением поршня в гидроцилиндре пренебречь.

142. В регуляторе скорости (рис. 126) гидротурбины применен так называемый гидравлический маятник. При изменении числа оборотов регулируемой турбины применяется расход жидкости, прокачиваемой насосом маятника через калиброванную трубку, вследствие чего изменяется сила давления на поршень, который, меняя поджатие пружины, оказывает воздействие на систему регулирования. Определить диаметр калиброванной трубки d так, чтобы при подаче насоса Q=0,39 л/с (что соответствует рабочему числу оборотов турбины) сжатие пружины было Sо=60 мм. Жесткость пружины С=7,5 Н/см, длина трубки l=0,7 м, динамическая вязкость масла 0,03 Па·с, 900 кг/м3, диаметр поршня D=30 мм. Сопротивлением подводящих труб пренебречь.

143. Определить диаметр гидравлического цилиндра (рис. 127), необходимый для подъема задвижки при избыточном давлении жидкости р=0,2 МПа, если диаметр трубопровода D2=0,6 м и вес подвижных частей устройства G=2000 Н. При расчете коэффициент трения задвижки f в направляющих поверхностях принять равным 0,3, силу трения в цилиндре считать равной 5% от веса подвижных частей. Давление за задвижкой равно атмосферному. Площадью штока пренебречь.

144. При зарядке гидравлического аккумулятора (рис. 128) насос подает воду в цилиндр А, поднимает плунжер В вместе с грузом вверх. При разрядке аккумулятора плунжер, скользя вниз, выдавливает своим весом воду из цилиндра в гидравлические прессы. Определить:
1. Давление воды при зарядке (развиваемое насосом) и при разрядке (получаемое прессами) аккумулятора, если вес с грузом G=1000 кН, диа-метр плунжера D=400 мм. Плунжер уплотнен манжетой, высота кото-рой b=40 мм, коэффициент трения о плунжер f=0,1.
2. Работу, затраченную на зарядку аккумулятора, и работу, совершаемую аккумулятором при его разрядке, если полная высота подъема плунжера Н=2м.
3. Коэффициент полезного действия аккумулятора.

145. Гидравлический домкрат (рис. 129) состоит из неподвижного поршня 1 и скользящего по нему цилиндра 2, на котором смонтирован корпус 6, образующий масляную ванну домкрата, и плунжерный насос 5 ручного привода с всасывающим 4 и нагнетательным 3 клапанами. Определить рабочее усилие на рукоятке приводного рычага насоса, необходимое для поднятия груза весом Р=120 кН, если диаметр домкрата D=200 мм, диаметр плунжера d=20 мм, плечи приводного рычага a=60 мм и b=700 мм. Принять КПД насоса 0,65, КПД цилиндра 0,9.

146. Определить мощность, потребляемую гидроцилиндром со следующими параметрами: нагрузка на штоке RН=52 кН, скорость штока V=15 см/с, рабочая площадь поршня S=20 см2, сила трения в подвижных сочленениях RТР=1,4 кН, коэффициент перетечек через уплотнение поршня КУТ=0,001·см3/мин*Н. Определить КПД гидроцилиндра.

147. В гидроцилиндре (рис. 130) диаметром D=60 мм поршень нагружен силой R=20 кН. Найти скорость перемещения поршня от этой нагрузки при запертой поршневой полости. Давление в штоковой полости равно атмосферному. Радиальный зазор 0,07 мм, ширина поршня b=40 мм. Жидкость – минеральное масло (0,4 см2/с). Пренебречь силой жидкостного трения в зазоре, а также влиянием скорости движения поршня на расход в зазоре.

148. Определить величину максимальной нагрузки R, преодолеваемой поршнем гидроцилиндра (рис. 131), и скорость поршня VП. Давление на выходе из насоса равно 16 МПа, подача насоса Q=48 л/мин. Перепад давления на золотниковом распределителе 2 МПа. Жидкость – масло индустриальное И-50. Температура t=50°С. Диаметр поршня D=140 мм штока d=0,4D. Пренебречь трением поршня, утечками в напорной линии, потерями напора по длине и местными потерями, исключая потери в распределителе.

149. В гидравлическом приводе (рис. 132) с дроссельным регулированием обязательным элементом является предохранительный клапан. Определить величину нагрузки R на поршне гидроцилиндра, при которой откроется предохранительный клапан, настроенный на 20 МПа. Подача насоса Q=27 л/мин. Площадь сечения дросселя fДР=4 мм2. Коэффициент расхода дросселя 0,72. Жидкость минеральное масло (900 кг/м3, 0,4 см2/с), поршень имеет размеры: D=50 мм штока d=30 мм. Учитывать только потери в дросселе и распределителе 1,6МПа. Утечками жидкости в напорной магистрали пренебречь.

150. Определить максимальную скорость движения поршня гидроцилиндра (рис. 133), нагруженного силой R=35 кН. Диаметр поршня D=55 мм, штока d=30 мм. Перепад давления в распределителе 1 МПа. Предохранительный клапан гидросистемы настроен на 25 МПа. Площадь проходного сечения дросселя fДР=6 мм2, коэффициент расхода дросселя 0,8, жидкость – глицерин, t=40°С. Утечками жидкости в напорной магистрали пренебречь. Учесть потери в дросселе и распределителе.

151. Определить мощность холостого хода насоса, необходимую для отвода поршня в безаккумуляторном насосном приводе пресса (рис. 134). Вес подвижных частей поршня G=104 Н, скорость отвода поршня VП=0,2 м/с, длина подводящей и сливной магистралей l=6 м, диаметр d=0,03 м, перепад давления на золотнике 2·105 Н/м2, диаметр поршня D=0,2 м, диаметр штока dШТ=0,12 м. Трением поршня и утечками жидкости пренебречь. Жидкость – масло индустриальное И-20 (t=20°С). Магистрали – стальные.

152. Определить мощность насоса (рис. 135), необходимую для процесса объемной штамповки. Усилие прессования R принять постоянным и равным 106 Н, скорость прессования 0,05 м/с, перепад давления на золотнике 2·105 Па. Диаметр поршня D=300 мм, штока – dШТ=0,6D. Трением поршня, утечками и потерями энергии в трубопроводах пренебречь.

153. Определить угловую скорость и момент на гидроцилиндре поворотного действия (рис. 136), если подача насоса Q=64 л/мин, а давление на выходе насоса рН=12·106 Па. Диаметры: D=240 мм, d=80 мм. Длина лопасти b=300 мм. Падение давления в золотниковых окнах 3·105 Н/м2. Потерями напора в трубопроводе, трением в цилиндре и утечками пренебречь. Жидкость – минеральное масло АМГ-10 (900 кг/м3). Температура t=45°С.

Автор страницы: admin