Задачи контрольной работы №2

Задача №2.1 Шестерённый насос объёмной гидропередачи ( Рис.2.1) подаёт масло вязкостью ν и относительной плотностью δ в гидроцилиндр, с диаметрами поршня- D_п и штока-d_шт и нагруженный усилием-F.

На рис.№2.1 задана характеристика насоса при n=сonst в виде зависимости подачи насоса Q_н и его к. п.д -η. от развиваемого насосом давления р_н..

Рис. №2.1

Нагнетательная труба, идущая от насоса к гидроцилиндру, имеет приведенную длину l₁ и диаметр-d,; в сливную трубу гидроцилиндра встроен дроссель Др₁(В), приведенная длина гидролинии-l₂ (приведенная длина с учетом сопротивления полностью открытого дросселя-Др₁) и диаметр-d.

Насос снабжён перепускной трубой с дросселем-Др₂ (А) и переливным клапаном-Кп (С), характеристика которого задана в виде зависимости между расходом-Q_к через клапан и давлением насоса-р_н.

В соответствии с вариантом задания определить:

а) скорость поршня-v_п и потребляемую насосом мощность-N_дв при закрытом дросселе-Др₂ и полностью открытом дросселе-Др₁;

б) потребляемую насосом мощность-N_дв, если расход через гидроцилиндр будет меньше максимально возможной подачи насоса в 4раза, а регулирование расхода осуществляется с помощью дросселя-Др₁;

в) как изменится потребляемая насосом мощность-N_дв, если расход через гидроцилиндр будет меньше максимально возможной подачи насоса в 4 раза, а регулирование расхода осуществляется с помощью дросселя-Др₂ при полностью открытом дросселе-Др₁;

г) проходное сечение дросселя-Др₁ при уменьшении расхода через гидроцилиндр по сравнению с максимально возможной производительностью насоса в 4 раза; построить потребную характеристику гидросистемы;

д) проходное сечение дросселя-Др₂ при уменьшении расхода через гидроцилиндр по сравнению с максимально возможной производительностью насоса в 4 раза, при полностью открытом дросселе-Др₁; построить потребную характеристику гидросистемы.

е) при какой нагрузке F начнет открываться клапан С;

ж) при какой нагрузке F поршень остановится.

Исходные данные для расчета приведены в таблице №2.1

Таблица №2.1 Исходные данные для расчета

Исходные данные	варианты
	а	б	в	г	д	е	ж
ν, Ст	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3
δ,	0,92	0,92	0,92	0,92	0,92	0,92	0,92
F,н	3300	3300	3300	3300	3300	?	?
Dп мм.	100	100	100	100	100	100	100
dшт мм.	40	40	40	40	40	40	40
l1,м	2	2	2	2	2	2	2
l2, м	8	8	8	8	8	8	8
d, мм	15	15	15	15	15	15	15
μ,				0,8	0,8

Указание. В варианте- «д» давлением в сливной линии дросселя-Др₂ пренебречь.

Задача №2.2 На Рис. 2.2 . На Рис. № 2.2 показан объемный гидропривод вспомогательных агрегатов (вентилятора, генератора и компрессора) двигателя внутреннего сгорания автомобиля, который включает в себя насос - Н, с рабочим объемом - W_н и три гидромотора – М1, М2, М3, рабочие объемы которых соответственно –W₁, W₂, W₃; двух регулируемых регуляторов расхода, состоящих из дросселей - ДР и редукционных клапанов – КР1, КР2, которые обеспечивают постоянный перепад давления на дросселях - ∆Р_др; распределителя- Р, включающего гидромотор вентилятора при превышении номинальной температуры охлаждающей жидкости и выключающего его при понижении температуры и переливного клапана – КР2.

Рис. №2.2

Частота вращения насоса-n_н; момент на валу гидромотора вентилятора-М; максимальное давление в гидросистеме-р_к.кл.; давление начала открытия переливного клапана-р_о.кл.; перепад давления на распределителе-∆р_р; коэффициенты расхода дросселей-µ; а их проходные сечения-s_др. Объемный и механический к.п.д. гидромашин в пределах рабочих давлений р=8…9 МПа считать постоянными-η_о=η_м. Плотность рабочей жидкости-ρ.

В соответствии с вариантом задания определить:

а) угловые скорости гидромоторов - ω;

б) рабочие объемы гидромоторов - W_1,2,3;

в) рабочий объем насоса - W_н;;

г) давление, развиваемое насосом ; - р_н ;

д) проходное сечение дросселей - S_др.

Исходные данные для расчета приведены в таблице №2.2

_{Таблица №2.2 Исходные данные для расчета}

Исходные Данные	Варианты
	а	б	в	г	д
wн, см3/об	60	60	?	60	60
n, об/мин	3000	3000	3000	3000	3000
wгм1, см3/об	10	?	10	10	10
Wгм2, см3/об	10	?	10	10	-
wгм3, см3/об	5	?	5	5	-
pк.кл.,МПа	9	9	9	9	9
po.кл , МПа	8	8	8	8	8
ωгм1, 1/с	?	238	238	238	238
ωгм2, 1/с	?	203.6	203.6		-
ωгм3, 1/с	?	407.2	407.2		-
ηо	0.9	0.9	0.9	0.9	0.9
ηм	0.9		-		0.9
∆ррас., МПа	0.2	0.2	-	-	0.2
∆рдр., МПа	0.405	0.405		0.405	0.405
Sдр, см2	0.15	0.15		0.15	?
М, нм	12		12-	-	12
pн, МПа	-	8.57	-	?	-
Ρ, кг/м3	850	875	900	860	780
μ	0.8	0.7	0.6	0.75	0.65

Указание. Значения к.п.д. приводятся для давления р= 8МПа.

Расходы в гидромоторах – М2, М3 равны.

Задача №2.3 На рис.2.3 представлена гидравлическая схема приводов вспомогательных агрегатов (вентилятора, генератора и компрессора) двигателя внутреннего сгорания автомобиля. В состав схемы входят: насос-1 с рабочим объемом- W_н, три гидроматора-2,3,4. рабочие объемы которых соответственно –W₁, W₂, W₃; двух регуляторов расхода, состоящих из дросселей – 5 и редукционных клапанов – 6, которые полностью открыты, поэтому перепад давления на дросселях - ∆Р_др.- не постоянен; распределителя – 7, включающего гидромотор – 2 вентилятора при превышении номинальной температуры охлаждающей жидкости и выключающей его при понижении температуры и переливного клапана – КР2.

Рис. 2.3

Частота вращения насоса - n_н ; момент на валах гидромоторов соответственно – М_1, М₂, М₃; коэффициенты сопротивления клапанов – ξ_кл, распределителя - ξ_р; коэффициенты расхода дросселей – μ ; проходное сечение дросселей – S_др; диаметры параллельных гидромагистралей –d.

В соответствии с вариантом задания определить:

а) угловые скорости гидромоторов - ω;

б) рабочие объемы гидромоторов –W_1,2,3;

в) рабочий объем насоса - W_н;

г) давление, развиваемое насосом - р_н;

д) проходное сечение дросселей - S_др.

Исходные данные для расчета приведены в таблице №2.3.

Таблица № 2.3 Исходные данные для расчета

Исходные данные	Варианты
	а	б	в	г	д
wн, см3/об	60	60	?	60	60
n, об/мин	1000	1000	1000	1000	1000
wгм1, см3/об	10	?	10	10	10
wгм2, см3/об	10	?	10	10	-
wгм3, см3/об	5	?	5	5	-
ωгм1, 1/с	?	231.7	231.7	231.7	231.7
ωгм2, 1/с	?	118.6	118.6	118.6	-
ωгм3, 1/с	?	384.3	384.3	384.3	-
ηо	0.9	0.9	0.9	0.9	0.9
ηм	0.9	0.9	-	0.9	0.9
ξкл	5	5	5	5	5
ξр,	15.5	15.5	15.5
Sдр, см2	0.15	0.15	0.15	0.15	?
μ	0.8	0.7	0.6	0.75	0.65
d.мм	10	10	10	10	10
М1,2, нм	4	4			4
М3, нм	1.8	1.8			1.8
pн , МПа	-	-	-	?	-
ргс МПа		3
ρ,кг/м3	850	875	900	860	780

Указание. Значения к.п.д приведены при давлении p = 8 МПа.

Задача № 2.4 Пластинчатый насос -Н (Рис 2.4) подает рабочую жидкость плотностью- ρ и вязкостью- μ в гидроцилиндр с диаметром поршня- D и диаметром штока - d.

Характеристика насоса задана в виде зависимости подачи- Q_н и давлением насоса- p_н.

Рис. №2.4

Насос снабжен переливным клапаном- К, характеристика которого задана в виде зависимости Q_к= f(р_н).

Для изменения скорости движения поршня в сливную линию системы включен регулируемый дроссель ДР, который выполнен в виде переставного плунжера с десятью продольными пазами квадратного сечения (сторона квадрата- а).Перемещение плунжера изменяет дросселирующую длину – l пазов плунжера и ,следовательно, сопротивление дросселя.

В зависимости от варианта определить:

а,б,в) скорость движения поршня гидроцилиндра – v_п при соответствующих значениях нагрузок-F и длины дросселирующих пазов плунжера – l;

г) как изменится скорость движения поршня –v_п, если увеличится нагрузка на 2000Н;

как нужно изменить установку плунжера, чтобы при новом значении нагрузки, скорость движения поршня - v_п осталась прежней;

д) как нужно изменить установку плунжера – l , чтобы получить соответствующее значение скорости движения поршня –v_п ;

е) длину пазов плунжера –l дросселя, при которой откроется переливной клапан –К и скорость движения поршня –v_п при этой установке плунжера;

ж) графическую зависимость скорости движения поршня - v_п= f( l ) при заданной нагрузке.

Исходные данные для расчета приведены в таблице №2.4

Таблица №2.4 Исходные данные для расчета
Исходные данные	Варианты
	а	б	в	г	д	е	ж
ρ , кг/ м3	900	850	920	900	860	890	850
μ, Па·с	9·10-3	8·10-3	8,5·10-3	9·10-3	8·10-3	8,5·10-3	9·10-3
D, мм	60	65	70	60	65	70	75
d, мм	30	35	35	30	35	35	40
l, мм	120	100	90	100	?	?	90
F, Н	5300	7000	7500	5500	5300	__	6500
vп, м/c	?	?	?		0,08	?	__
a, мм	0,76	0,74	0,72	0,7	0,8	0,76	0,75

Указание: при решении необходимо воспользоваться формулой v׀׀׀-29 из.. «Сборника задач по машиностроительной гидравлике» / Под ред. И.И. Куколевского и Л.Г. Подвидза.- М.:Машиностроение,1981.

Задача № 2.5 На рис. 2.5 показана гидравлическая схема привода.

Перемещение поршня, нагруженного внешним усилием – F, осуществляется подачей рабочей жидкости с вязкостью - ν и плотностью - ρ насосом в рабочую полость гидроцилиндра ( диаметры: поршня – D₁, штока – D₂).

Для регулирования скорости перемещения поршня при постоянной подаче к узлу А системы присоединена сбросная труба с дросселем К. L₁ – приведенная длина труб, соединяющих гидроцилиндр с узлом А и баком; L₂ – приведенная длина сбросной трубы; d – диаметр гидролиний.

Рис. 2.5

В зависимости от варианта определить:

а,б,в) скорость – V_п при соответствующих значениях нагрузки – F и подачи насоса – Q_н и потребный напор в узле – А -Р_потр.;

г) при какой наименьшей приведенной длине сбросной трубы, перемещение поршня прекратится и каков при этом будет потребный напор в узле А;

д) графическую зависимость скорости движения поршня - V= f(F) при заданном значении приведенной длины сбросной трубы;

е) приведенную длину сбросной трубы, чтобы получить соответствующее значение скорости движения поршня;

ж) как изменится скорость– V_п и потребный напор в узле А системы, если сбросная труба будет закрыта.

Исходные данные для расчета приведены в таблице №2.5

Таблица № 2.5 Исходные данные для расчета

Исходные данные	варианты
	а	б	в	г	д	е	ж
ν, Ст	1	1	1	1	1	1	1
ρ , кг/м3	1245	1000	950	940	1245	1200	1245
F, н	200	300	400	250	-	350	400
Q, л/с	7.2	7.8	8.4	9	7.8	7.2	7.8
L2, м	10	8	12	?	10	?	-
L1, м	5	4	6	5	5	5	5
d, мм	50	50	50	50	50	50	50
D1, мм	150	150	150	150	150	150	150
D2, мм	50	50	50	50	50	50	50
Vп, м/c	?	?	?	-	?	0.2	?
Рпотр, МПа	?	?	?	?	-	-	?

Задача № 2.6 Шестеренный насос подает рабочую жидкость вязкостью – ν и плотностью – ρ в гидроцилиндр (диаметры: поршня – D₁, штока – D₂), нагруженный внешним усилием – F, при этом часть подачи насоса возвращается в приемный бак по сбросной трубе – l₂,минуя гидроцилиндр.

Скорость перемещения поршня – V_п, напор насоса – H, подача насоса – Q_н, диаметры всех гидролиний – d, а их приведенные длины – l₁, l₂, l₃, l₄.

Рис. 2.6

В зависимости от варианта определить:

а.б,в) скорость перемещения поршня гидроцилиндра - V_п при соответствующих значениях нагрузок – F и подачах насоса - Q_н;

г) при какой наименьшей длине сбросной трубы - l₂, отвечающей наибольшему открытию дросселя, движение поршня прекратится;

е) приведенную длину сбросной трубы - l2 и потребный напор насоса - H_н, чтобы получить соответствующее значение скорости перемещения поршня - V_п

ж) графическую зависимость скорости движения поршня - V_п=f(F) при заданном значении приведенной длины сбросной трубы - l₂;

з) графическую зависимость скорости движения поршня - V_п=f(F) при соответствующих значениях подачи насоса - Q_н и нагрузке – F.

Исходные данные для расчета приведены в таблице №2.6.

Таблица № 2.6 Исходные данные для расчета
Исходные данные	варианты
	а	б	в	г	д	е	ж	з
ν, Ст	1,0	0,13	1,8	0,48	1,1	0,17	0,85	3,5
ρ , кг/м3	1245	860	870	890	920	850	900	960
Qн, л/с	6,0	7,2	6,6	8,4	6,6	7,2	6,0	5,4
Hн, м	—	—	—	—	?	?	—	—
F, н	2000	2500	3000	2200	2000	2500	—	1500 2500
l1, м	10	10	10	10	10	10	10	10
l2,м	70	50	60	?	—	?	65	—
l3,м	5	8	6	4	5	8	9	7
l4,м	10	7	9	12	10	7	6	8
D1,мм	150	200	175	150	175	200	225	250
D2,мм	50	75	55	50	55	75	60	65
d, мм	40	50	45	55	45	50	40	35
Vп, м/с	?	?	?	0	?	0.14	?	?

Задача № 2.7 На Рис. 2.7 показан объемный гидропривод с дроссельным способом регулирования. На поршень гидроцилиндра диаметром – D и диаметром штока – d постоянная сила – F. Насосная установка состоит из шестеренного насоса –Н, производительностью – Q, предохранительного клапана - К_п и регулируемого дросселя – D_p ,выполненного в виде переставного плунжера с продольными пазами треугольной формы. Число пазов –i, стороны треугольного сечения паза – a, его длина – L. Объемный к.п.д. насоса – η_о при давлении – Р_н.

Характеристика клапана задана уравнением:

∆Р_к = Р_ко + 0.01Q _к

где Q _к – расход через клапан,см³/с;

∆Р_к – перепад давлений в клапане, МПа.

Предохранительный клапан – К_п открывается при давлении насоса - Р_ко.

Рабочая жидкость – минеральное масло плотностью – ρ и вязкостью – μ.

Рис.2.7

В зависимости от варианта задания определить:

а,б,в) зависимость скорости поршня – v_п от длины дросселирующих пазов –l; указать при каком значении - -l произойдет реверсирование движения поршня;

г,д,е) зависимость скорости поршня – v_п от величины нагрузки – F при соответствующем значении длины дросселирующих пазов – L; при каком значении нагрузки – F скорость поршня становится равной нулю и его движение реверсируется.

Исходные данные для расчета приведены в таблице №2.7

Таблица № 2.7 Исходные данные для расчета

Исходные данные	варианты
	а	б	в	г	д	е
Qн, см3/с	120	100	150	110	140	160
ηо	0.9	0.95	0.85	0.9	0.95	0.85
Рн , МПа	5	6	7	8	5	7
ρ, кг/м3	960	884	880	850	890	900
ν, Ст	15	0.28	0.56	0.17	0.38	1.8
Рк0,МПа	5	6	7	8	5	7
F, Н	5000	5600	6000	6500	6750	7000
D, см	7	5	8	6	8	10
dшт, см	3.5	2	4	3	5	6
i	32	30	34	30	36	40
a, мм	0.4	0.5	0.6	0.5	0.6	0.7
L, см	25	20	30	20	30	35
l, см	20	18	5	4	20	15
vп, м/с	?	?	?	?	?	?

Указание: при решении необходимо воспользоваться формулой v׀׀׀-28 из.. «Сборника задач по машиностроительной гидравлике» / Под ред. И.И. Куколевского и Л.Г. Подвидза.- М.:Машиностроение,1981.

Указание. Для нахождения связи между ∆Р_д и Q_д воспользоваться формулой методических указаний к решению задач 2-ой контрольной работы.