Контрольные задачи

(Величины, необходимые для решения, взять из таблицы 6 в конце данного раздела).

Задача 6.1. Насос 1 нагнетает жидкость, которая проходит через распределитель 2, а затем обеспечивает движения поршня гидроцилиндра 3. Из правой полости гидроцилиндра 3 жидкость вновь проходит через распределитель 2 и сливается в бак. Определить давление насоса, скорость движения поршня и полезную мощность гидропривода, если известна нагрузка на штоке гидроцилиндра F и подача насоса Q. Заданы также диаметры поршня D и штока d_ш. При решении учесть потери в распределителе 3 (эквивалентная длина одного канала l_э) и в трубопроводе диаметром d_т, суммарная длина которого составляет l_т. Другими потерями пренебречь. Принять механический КПД гидроцилиндра η_м = 0,95, плотность жидкости ρ = 900 кг/м³, ее вязкость  = 0,5 см²/с, а режим течения – ламинарным. (Величины Q, F, D, d_ш, d_т, l_т и l_э взять из таблицы 6).

Рисунок к задаче 6.1.	Рисунок к задаче 6.2.

Задача 6.2. Насос 1 нагнетает жидкость, которая обеспечивает движения поршня гидроцилиндра 2, а затем сливается через регулируемый дроссель 3 бак. Определить подачу насоса, его давление и потребляемую мощность, если известна нагрузка на штоке гидроцилиндра F и скорость движении поршня V_п. Заданы также диаметры поршня D и штока d_ш. При решении учесть потери в дросселе 3 (коэффициент сопротивления ζ) и в трубопроводе диаметром d_т, длина которого от гидроцилиндра до бака составляет l_т. Другими потерями пренебречь. Принять механический КПД цилиндра η_м = 0,9, полный КПД насоса η = 0,8, плотность жидкости ρ = 900 кг/м³, ее вязкость  = 0,5 см²/с, а режим течения – ламинарным. (Величины F, V_п, D, d_ш, d_т, l_т и ζ взять из таблицы 6).

Задача 6.3. Насос 1 нагнетает жидкость, которая, проходя по трубопроводу, попадает в гидромотор 2 и обеспечивает вращение его вала. После гидромотора 2 жидкость через фильтр 3 сливается в бак. Определить подачу насоса, его давление и потребляемую мощность, если известен рабочий объем гидромотора W_м, его частота вращения n_м и крутящий момент на валу. При решении учесть потери в фильтре 3 (эквивалентная длина l_э) и в трубопроводе диаметром d_т, суммарная длина которого составляет l_т. Другими потерями пренебречь. Принять следующие значения КПД: механический гидромотора η_м = 0,92, объемный гидромотора η_о = 0,95, полный насоса η = 0,85. Плотность жидкости ρ = 900 кг/м³, ее вязкость  = 0,5 см²/с. Режим течения считать ламинарным. (Величины М, n_м, W_м, d_т, l_т и l_э взять из таблицы 6).

Рисунок к задаче 6.3.	Рисунок к задаче 6.4.

Задача 6.4. Насос 1 нагнетает жидкость, которая проходит через распределитель 2, а затем обеспечивает вращение вала гидромотора 3. После гидромотора 3 жидкость вновь проходит через распределитель 2 и сливается в бак. Определить частоту вращения гидромотора, давление насоса, и полезную мощность гидропривода, если известен его рабочий объем W_м и подача насоса Q. Заданы крутящий момент на валу гидромотора М. При решении учесть потери в распределителе 3 (коэффициент сопротивления каждого канала ζ ) и в трубопроводе диаметром d_т, суммарная длина которого составляет l_т. Другими потерями пренебречь. Принять следующие значения КПД гидромотора: механический η_м = 0,9, объемный η_о = 0,98. Плотность жидкости ρ = 900 кг/м³, ее вязкость  = 0,5 см²/с. Режим течения считать ламинарным. (Величины Q, М, W_м, d_т, l_т и ζ взять из таблицы 6).

Задача 6.5. Насос 1 нагнетает жидкость в трубопровод диаметром d_т и суммарной длиной l_т. В трубопроводе последовательно установлены два гидроцилиндра 2 и 3, у которых одинаковы диаметры поршней D и штоков d_ш. Жидкость обеспечивает движение их поршней и сливается в бак. Определить скорости движения поршней, давление насоса и потребляемую мощность гидропривода, если нагрузки на их штоках составляют соответственно F₁ = F и F₂ = 0,7·F, а подача насоса – Q. Решение провести с учетом потерь в трубопроводе, при вычислении которых принять Q ' = Q. Другими потерями пренебречь. Принять: механическиt КПД гидроцилиндров одинаковыми η_м = 0,95, полный КПД насоса η = 0,85, плотность жидкости ρ = 900 кг/м³, ее вязкость  = 0,5 см²/с, а режим течения – ламинарным. (Величины Q, F, D, d_ш, d_т, и l_т взять из таблицы 6).

Рисунок к задаче 6.5.	Рисунок к задаче 6.6.

Задача 6.6. Комплексный гидропривод включает два насоса 1 и 2, установленные на одном валу. Насос 1 нагнетает жидкость по трубопроводу длиной l₁ в гидроцилиндр 4 и обеспечивает движение его штока при нагрузке F со скоростью V_п. Насос 2 нагнетает жидкость по трубопроводу длиной l₂ в гидромотор 3 и обеспечивает его вращение при крутящем моменте на вала М частотой вращения n_м. Определить подачу каждого из насосов, их давления, а также полезную мощность комплексного гидропривода, если заданы: диаметр поршня гидроцилиндра D, диаметр его штока d_ш и рабочий объем гидромотора W_м. При решении учесть потери в трубопроводах с длинами l₁ = l_т и l₂ = 0,8∙l_т, диаметры которых одинаковы d_т. Другими потерями пренебречь. Принять объемный КПД гидромотора η_о = 0,95, а механические КПД гидроцилиндра и гидромотора считать одинаковыми η_м = 0,9. Плотность жидкости ρ = 900 кг/м³, ее вязкость  = 0,5 см²/с. Режим течения считать ламинарным. (Величины V_п, n_м, F, М, D, d_ш, d_т, и l_т взять из таблицы 6).

Задача 6.7. Жидкость, нагнетаемая насосом 1, движется по трубопроводу, который в точке М разделяется на два. По одному из них жидкость направляется к гидроцилиндру 3, обеспечивает движения его поршня, а затем сливается в бак. По второму трубопроводу жидкость проходит через охладитель (радиатор) 2 и также направляется в бак. Определить давление насоса, скорость движения поршня и полезную мощность гидропривода, если известна нагрузка на штоке гидроцилиндра F, диаметр его поршня D и подача насоса Q. При решении учесть потери в трубопроводе от насоса до точки М (длина l_т, диаметр d_т) и в охладителе, эквивалентная длина которого l_э задана. Другими потерями, в том числе в разветвленных трубопроводах, пренебречь. Принять механический КПД гидроцилиндра η_м = 0,97, плотность жидкости ρ = 900 кг/м³, ее вязкость  = 0,5 см²/с, а режим течения – ламинарным. (Величины Q, F, D, d_т, l_т и l_э взять из таблицы 6).

Рисунок к задаче 6.7.	Рисунок к задаче 6.8.

Задача 6.8. Жидкость, нагнетаемая насосом 2, движется по трубопроводу, который в точке М разделяется на два. По одному из них жидкость направляется к гидроцилиндру 3, обеспечивает движения его поршня, а затем сливается в бак. По второму жидкость проходит через регулируемый дроссель 1 и также направляется в бак. Определить подачу насоса, его давление и потребляемую мощность, если известна нагрузка на штоке гидроцилиндра F, скорость его движения V_п и диаметр поршня D. При решении учесть потери в трубопроводе от насоса до точки М (длина l_т, диаметр d_т) и в дросселе, сопротивление которого задано коэффициентом ζ. Другими потерями, в том числе в разветвленных трубопроводах, пренебречь. Принять механический КПД гидроцилиндра η_м = 0,95, полный КПД насоса – 0,85, плотность жидкости ρ = 900 кг/м³, ее вязкость  = 0,5 см²/с, а режим течения считать ламинарным. (Величины V_п, F, D, d_т, l_т и ζ взять из таблицы 6).

Задача 6.9. Жидкость, нагнетаемая насосом 2, движется по трубопроводу, который в точке К разделяется на два. По одному из них жидкость направляется к гидромотору 3, и обеспечивает вращение его вала, а затем сливается в бак. По второму трубопроводу жидкость проходит через фильтр 1 и также направляется в бак. Определить давление насоса, частоту вращения гидромотора и полезную мощность гидропривода, если известен крутящий момент на валу гидромотора М, его рабочий объем W_м и подача насоса Q. При решении учесть потери в трубопроводе от насоса до точки К (длина l_т, диаметр d_т) и в фильтре, эквивалентная длина которого l_э задана. Другими потерями, в том числе в разветвленных трубопроводах, пренебречь. Принять следующие значения КПД гидромотора: механический η_м = 0,9, объемный η_о = 0,98. Плотность жидкости ρ = 900 кг/м³, ее вязкость  = 0,5 см²/с, а режим течения считать ламинарным. (Величины М, W_м, Q, d_т, l_т и l_э взять из таблицы 6).

Рисунок к задаче 6.9.	Рисунок к задаче 6.10.

Задача 6.10. Жидкость, нагнетаемая насосом 1, движется по трубопроводу, который в точке К разделяется на два. По одному из них жидкость направляется к гидромотору 3, обеспечивает вращение его вала, а затем сливается в бак. По второму трубопроводу жидкость через переливной клапан 2 направляется в бак. Определить подачу насоса, его давление и потребляемую мощность, если известен крутящий момент на валу гидромотора М, его рабочий объем W_м и частота вращения n_м. При решении учесть потери в трубопроводе от насоса до точки К (длина l_т, диаметр d_т) и в клапане, сопротивление которого задано коэффициентом ζ. Другими потерями, в том числе в разветвленных трубопроводах, пренебречь. Принять следующие значения КПД: механический и объемный гидромотора η_м = 0,92 и η_о = 0,95, полный насоса η = 0,85. Плотность жидкости ρ = 900 кг/м³, ее вязкость  = 0,5 см²/с. Режим течения считать ламинарным. (Величины М, W_м, n_м, l_т, d_т и ζ взять из таблицы 6).

Задача 6.11. Жидкость, нагнетаемая насосом 1, движется по трубопроводу, который в точке К разделяется на два. По одному из них жидкость направляется через регулируемый дроссель 3 к гидроцилиндру 2, обеспечивает движения его поршня, а затем сливается в бак. По второму трубопроводу жидкость направляется через регулятор расхода 4 к гидроцилиндру 5, обеспечивает движения его поршня и также сливается в бак. Регулятор 4 пропускает через себя постоянный расход Q. Определить подачу насоса, скорости движения поршней V₁ и V₂, а также полезную мощность гидропривода, если известны силы на штоках гидроцилиндров F₁ = F и F₂ = 0,5·F. Учесть, что диаметры поршней D одинаковы. При решении учесть потери в регуляторе расхода и в дросселе, установленном в трубопроводе диаметром d_т. Причем принять для них одинаковые коэффициенты сопротивления ζ. Другими потерями, в том числе в трубопроводах, пренебречь. Принять механические КПД гидроцилиндров η_м = 0,95, а режим течения – ламинарным. (Величины Q, F, D, d_т и ζ взять из таблицы 6).

Рисунок к задаче 6.11.	Рисунок к задаче 6.12.

Задача 6.12. Жидкость, нагнетаемая насосом 1, движется по трубопроводу, который в точке К разделяется на два. Затем потоки обоих трубопроводов проходят через распределитель 2, но по разным каналам. От распределителя 2 жидкость по одному трубопроводу направляется к гидроцилиндру 4, обеспечивает движения его поршня, а затем сливается в бак. По второму трубопроводу жидкость направляется к гидромотору 3, обеспечивает вращение его вала и также сливается в бак. Определить подачу насоса, частоту вращения гидромотора, а также полезную мощность гидропривода, если известны: крутящий момент на валу гидромотора М, его рабочий объем W_м, нагрузка на штоке гидроцилиндра F, скорость V_п и диаметр его поршня D. При решении учесть потери в каналах распределителя, каждый из которых имеет эквивалентную длину l_э и предназначен для трубопроводов диаметром d_т. Другими потерями, в том числе в трубопроводах, пренебречь. Принять объемный КПД гидромотора η_о = 0,97, а механические КПД цилиндра и гидромотора считать одинаковыми η_м = 0,95. Плотность жидкости ρ = 900 кг/м³, ее вязкость  = 0,5 см²/с. Режим течения считать ламинарным. (Величины М, F, W_м, D, V_п, d_т и l_э взять из таблицы 6).

Численные значения величин необходимые для решения задач.

Таблица 6.

Вариант	Физические величины
	Wм	D	dш	dт	F	М	lт	lэ	ζ	Q	Vп	nм
	см3/об	мм	мм	мм	Н	Н·м	м	м	–	л / с	м / с	об/мин
А	48	56	45	8	2400	21	4,0	8,0	10	0,58	0,30	700
Б	42	68	50	6	600	45	3,6	7,0	13	0,40	0,35	400
В	52	70	40	10	850	30	12	17,5	15	0,90	0,38	650
Г	24	40	25	4	1400	15	2,5	5,0	9	0,70	0,15	525
Д	36	50	32	5	1300	20	7,5	6,5	28	0,38	0,20	750
Е	32	60	48	7	500	13	5,5	7,5	18	0,35	0,25	450
Ж	44	35	20	5	1800	16	6,0	15,0	11	0,28	0,28	500
З	54	80	70	6	2000	28	9,0	12,0	17	0,42	0,18	625
И	38	45	20	8	1125	10	4,5	5,5	12	1,00	0,44	725
К	60	55	40	7	2800	35	8,0	16,0	16	0,54	0,22	425