- •Содержание курса
- •1.Гидравлика
- •1.1.Общие сведения
- •1.2.Гидростатика
- •1.3.Гидродинамика
- •1.3.1 Основные понятия
- •1.3.2 Гидравлическое моделирование
- •2.2 Гидравлические двигатели
- •6. Основы гидромелиорации
- •7. Основы канализации
- •Вопросы к экзамену
- •Номера задач контрольной работы
- •1. Физические свойства жидкостей
- •Плотность
- •Удельный вес
- •Сжимаемость
- •2. Гидростатическое давление
- •Задача 12
- •Задача 13
- •Задача 21
- •Задача 22
- •Задача 31
- •Гидравлические прессы
- •Гидравлические аккумуляторы
- •Гидравлические мультипликаторы
- •Задача 41
- •6. Основные уравнения гидродинамики
- •Уравнение Бернулли для элементарной струйки идеальной жидкости
- •Уравнение Бернулли для элементарной струйки реальной жидкости
- •Уравнение Бернулли для потока реальной жидкости
- •Гидравлические потери
- •Местные потери определяются по формуле
- •Задача 56
- •Задача 57
- •Задача 58
- •Задача 59
- •Задача 60
- •7. Гидравлический расчет трубопроводов
- •Задача 61
- •Задача 62
- •Задача 63
- •Задача 64
- •Задача 65
- •Задача 66
- •Задача 67
- •Задача 78
- •Задача 79
- •Задача 80
- •9. Работа центробежных насосов на сеть
- •Задача 81
- •Задача 82
- •Задача 83
- •Задача 85
- •Задача 86
- •Задача 87
- •Задача 88
- •Задача 89
- •Задача 90
- •Гидравлические приводы. Классификация
- •Объемный гидропривод
- •Принципиальная схема объемного гидропривода с замкнутой циркуляцией рабочей жидкости
- •Задача 91
- •Задача 92
- •Задача 93
- •Задача 94
- •Задача 95
- •Задача 96
- •Задача 98
- •Задача 99
- •Задача 100
Гидравлические прессы
Рассмотрим работу гидравлического пресса (рис.1), который состоит из двух цилиндров с площадями поршней 1 и 2, соединенных трубой.
Рис.1
Если к поршню площадью 1 приложить силу Р1, то внутри жидкости возникнет давление , которое, передаваясь на поршень площадью2, создаст силу :
. (1)
Таким образом, за счет увеличения площади поршня большого цилиндра по сравнению с малым получается выигрыш в силе. Из-за трения поршней о стенки цилиндров и веса самих поршней сила Р2 будет несколько меньше полученной по формуле (1).
Гидравлические аккумуляторы
Гидравлический аккумулятор – устройство, служащее для накапливания рабочей жидкости, находящейся под избыточным давлением, получающее и отдающее рабочую жидкость только попеременно.
По способу накопления потенциальной энергии аккумуляторы разделяют на грузовые и с упругим элементом (рис.2).
Рис.2
Грузовые аккумуляторы применяют в гидравлических прессах. В мобильных машинах их не применяют в виду громоздкости и вследствие того, что груз, обладая инерционной массой, при вертикальных колебаниях создает пульсацию давления.
В мобильных машинах применяют гидроаккумуляторы с упругим элементом. В качестве упругого элемента чаще всего используют инертные газы (в большинстве случае азот), резину или пружины.
Гидравлические мультипликаторы
Гидравлические мультипликаторы применяют в тех случаях, когда необходимо повысить давление, создаваемое насосом. Это достигается простым техническим решением (рис.3).
Рис.3
Если в камере А создается гидростатическое давление Р1, то гидростатическое давление Р2 в камере В должно удовлетворять условиям ,
откуда .
Задача 41
На рисунке показана принципиальная схема гидравлического пресса, которая одновременно может служить схемой гидравлического домкрата. Для случая домкрата тело 1 - поднимаемый груз, для случая пресса - это неподвижная опора; тело 2 при этом представляет собой прессуемый материал.
С помощь ручного насоса 3, снабженного всасывающим 5 и напорным 4 клапанами, создается давление в цилиндре 6, которое действует на поршень 7 и вызывает усилие Р вдоль поршня. Определить это усилие при следующих данных: R=2ОО H; а/в=1/9; D/d = 10
.
1
Рисунок к задаче 41
Задача 42
Определить величину давления Р, получаемого в гидравлическом аккумуляторе с диаметром поршня Д=200 мм. Масса поршня и коромысла М=2200 кг, масса грузов М2=300 кг, высота уплотнительной манжеты h=30 мм. Коэффициент трения материала манжеты о сталь f = 0,12.
Рисунок к задаче 42
Задача 43
Гидравлический мультипликатор служит для повышения давления Р1 подводимое в цилиндр I, внутри которого ходит подвижный полый цилиндр II весом G и диаметром D. Последний скользит по неподвижному плунжеру d, канал которого отводит жидкость под повышенным давлением Р2. Определить давление Р2 при следующих данных: G=294 Н; D=125 мм; d= 50 мм; Р1=9,8 МПа. Силами трения пренебречь.
Рисунок к задаче 43
Задача 44
Определить диаметр D1 гидравлического цилиндра, необходимый для подъема задвижки при избыточном давлении жидкости P =1 МПа, если диаметр трубопровода D2=1 м и вес подвижных частей устройства G=2000 H. При расчете коэффициент трения задвижки в направляющих поверхностях принять f=0,3, силу трения в цилиндре считать равной 5% от веса подвижных частей. Давление за задвижкой равно атмосферному.
Рисунок к задаче 44
Задача 45
Гидравлический аккумулятор с диаметром плунжера d = 300 мм обслуживает периодически действующий гидравлический пресс с рабочим давлением 35 атм. Определить вес движущихся частей аккумулятора G, необходимый ход плунжера 5 и мощность N непрерывно работающего питательного насоса, если пресс работает в течение 1 мин с 4-минутным перерывом, потребляя во время работы 0,7 л/с воды.
Рисунок к задаче 45
Задача 46
Определить давление p1 жидкости, которую необходимо подвести к гидроцилиндру, чтобы преодолеть усилие, направленное вдоль штока: F=l кН. Диаметр: цилиндра D=50 мм, штока d=25 мм. Давление в бачке Ро = 50 кПа, высота Но=5 м. Силу трения не учитывать. Плотность жидкости =1000 кг/м.
Рисунок к задаче 46
Задача 47
Газгольдер диаметром D = 5,6 м заполнен газом, находящимся под давлением Pизб=200 мм вод. ст. Определить необходимый вес груза Gгр и разность уровней воды h, если масса колокола газгольдера М=6,5 т.
Рисунок к задаче 47
Задача 48
В пружинном гидроаккумуляторе энергия накапливается за счет сжатия пружины при перемещении гидроцилиндра вправо относительно неподвижного поршня под давлением р жидкости, поступающей через отверстие в штоке. Диаметр поршня d = 40 мм, жесткость пружины с = 40 Н/мм, сила предварительного сжатия ее 2000 Н, перемещение гидроцилиндра при зарядке гидроаккумулятора х = 100 м. Определить давление в начале и конце зарядки гидроаккумулятора. Силами трения пренебречь.
Рисунок к задаче 48
Задача 49
Гидроцилиндр предназначен для возвратно-поступательного перемещения рабочего органа, присоединенного к штоку. Защита его от перегрузки обеспечивается шариковым предохранительным клапаном. Какое давление р нужно создать в бесштоковой полости гидроцилиндра, чтобы преодолеть рабочее усилие на штоке F1 = 20 кН, если диаметр цилиндра D = 80 мм, штока d = 40 мм, давление в штоковой полости (противодавление сливной линии) р1 = 0,05 МПа? На какое усилие Fn нужно предварительно сжать пружину, чтобы шариковый клапан открывался при усилии на штоке 1,3 F1, если диаметр входного отверстия (седла клапана) d1 = 10 мм? Силами трения пренебречь.
Рисунок к задаче 49
Задача 50
Определить силу трения Т между валом и манжетой уплотнения гидравлического подпятника при высоте манжеты h = 100 мм, нагрузке на вал Q = 30 кН и диаметре вала d = 300 мм. Коэффициент терния материала манжеты о сталь f = 0,15.
Рисунок к задаче 50