Вопрос 18 см вопрос 36

Вопрос 1

Жидкость- это физическое тело которое обладает свойством текучести. Под текучестью понимается способность жидкости принимать форму сосуда в который она помещена. Существует два понятия: Реальная жидкость-это жидкость существующая в природе, и Идеальная жидкость- это жидкость не сжимается, не расширяется, обладает абсолютной подвижностью частиц, отсутствием сил внутреннего трения. Основными физическими свойствами жидкости являются: плотность, удельный вес, сжимаемость, вязкость, индекс вязкости. А для жидкостей применяемых в гидроприводе еще смазывающая способность, механическая, физическая и химическая стабильность. Плотность жидкости – это отношение массы однородной жидкости к ее объему: плотность, , относительная плотность

Удельный вес жидкости – это отношение веса жидкости к ее объему:

Под сжимаемостью понимается св-во жидкости изменять свой объем под действием давления или температуры.

Вязкость-свойство реальной жидкости сопротивляться относительному скольжению ее слоев.

Индекс вязкости –характеризует степень постоянства вязкости жидкости при изменении температуры, чем выше кривая вязкости тем более пологой является кривая вязкости

В гидроприводе жидкость выполняет функции рабочего тела, поэтому ее называют рабочей жидкостью. С помощью рабочей жидкости энергия передается от источника (насоса) к исполнительным гидродвигателям.

Кроме того, рабочая жидкость является смазочным материалом для многочисленных пар трения, охлаждающим агентом пар трения, средой, удаляющей из пар трения продукты изнашивания и обеспечивающей при длительной эксплуатации защиту деталей от коррозии.

Вопрос 2

Гидростатика – это раздел гидравлики, в котором изучаются законы равновесия жидкостей и их практические приложения (взаимодействие этой жидкости с ограничивающими ее поверхностями, равновесие твердых тел полностью или частично погруженных в жидкость).

Согласно закону Паскаля, внешнее давление, производимое на жидкость, заключенную в закрытом сосуде, передается жидкостью во все точки без изменения.

Тогда давление на жидкость от силы определяется по формуле ,

где S – площадь поршня.

Давления в точках А, В, С (, , ) в соответствии с основным законом гидростатики запишутся следующим образом:

;

Из уравнений видно, что давление в различных точках имеет различное значение, но составляющая от внешнего давления во всех точках одинакова.

Закон Паскаля лежит в основе всех гидравлических машин объемного действия. Он имеет широкое применение в технике. Используется в механизмах, действие которых основано на передаче давления внутри жидкости. Это гидравлические прессы, тормоза, подъемники и др.

Свойство 1. Гидростатическое давление всегда направлено по внутренней нормали к площадке, на которую оно действует. Это следует из определения гидростатического давления, как единичной поверхностной силы давления.

Свойство 2. В любой точке жидкости гидростатическое давление по всем направлениям одинаково, оно не зависит от ориентации площадки, на которую действует.

Вопрос 3

Раздел гидравлики, в котором изучаются законы движения жидкостей и взаимодействие их с соприкасающимися с ними покоящимися или движущимися твердыми телами, называется гидродинамикой.

Рассмотрим основные гидравлические элементы потока.

Живое сечение потока – это поперечное сечение потока, перпендикулярное к направлению движения и ограниченное его внешним контуром.

Смоченный периметр – это длина контура живого сечения, на которой жидкость соприкасается с твердыми стенками (рис. 3.4).

Гидравлический радиус – это отношение площади живого сечения к смоченному периметру:

Расход потока – это количество жидкости, проходящее через живое сечение потока в единицу времени. Объемный расход – это объем жидкости, протекающей через живое сечение в единицу времени: где – объем жидкости; – время. [м³/с]

Средняя скорость потока – это фиктивная (несуществующая) скорость, с которой должны были бы двигаться все частицы жидкости через данное живое сечение потока, чтобы сохранить расход, соответствующий действительному распределению скоростей в этом же живом сечении.

Рассматривая поток жидкости как совокупность элементарных струек, можно записать: для любого сечения потока. А расход можно представить как произведение средней скорости жидкости на площадь живого сечения, т.е. или Эти два уравнения и есть уравнения постоянства расходов.

Вопрос 4

Уравнение Бернулли для потока реальной жидкости имеет вид:

. В уравнении Бернулли для элементарной струйки реальной жидкости значение коэффициента = 1.

Возьмем два произвольных сечения 1–1 и 2–2 и отметим в сечениях: и – средние скорости струйки в сечениях 1–1 и 2–2 соответственно; и – площади живых сечений; и – давления в центре тяжести сечений; и – расстояния до центров тяжестей сечений от произвольно выбранной горизонтальной плоскости, называемой плоскостью сравнения.

На основе использования уравнения Бернулли сконструированы различные устройства, такие как водомер Вентури, водоструйный насос, карбюратор поршневых двигателей внутреннего сгорания и др.

Вопрос 5

Существует два режима движения жидкости, в ламинарном режим

е жидкость движется струйчато или слоисто, без перемешивания. В турбулентном режиме частицы жидкости движутся хаотично, струйки быстро разрушаются.

Рейнольдс установил, что критерием режима движения жидкости является безразмерная величина, которая впоследствии была названа числом Рейнольдса .

Значение числа Рейнольдса, соответствующее переходу ламинарного режима движения жидкости в турбулентный и наоборот, называется критическим числом Рейнольдса .

Если > – режим турбулентный. Если < – режим ламинарный. Значения различны для определенных элементов гидропривода. Для жесткой трубы круглого сечения = 2320.

Вопрос 6

Потери напора (давления) в потоке жидкости вызываются сопротивлениями двух видов: местными и сопротивлениями по длине трубопровода.

Местные сопротивления обусловлены изменениями скорости потока по величине или направлению. Сопротивления по длине трубопровода обусловлены силами трения.

Потери напора по длине трубопровода определяются по формуле Дарси-Вейсбаха. где – коэффициент Дарси (коэффициент гидравлического трения), величина безразмерная; – длина трубопровода; – внутренний диаметр трубопровода; – средняя скорость потока; – ускорение свободного падения.

Местные потери напора определяются по формуле Вейсбаха: , где – коэффициент местного сопротивления, величина безразмерная.

Общие потери напора в трубопроводе находятся путем арифметического суммирования потерь напора на прямолинейных участках трубопровода и на местных сопротивлениях.

Для определения потерь давления необходимо потери напора или умножить на удельный вес жидкости, ; ,

где – удельный вес жидкости ().

Вопрос 7

Объемным гидроприводом называют совокупность устройств, предназначенных для приведения в движение исполнительных механизмов машин с помощью рабочей жидкости под давлением.

В состав объемного гидропривода входят следующие устройства: гидродвигатели, насосы с приводящими двигателями, гидроаппараты, кондиционеры рабочей жидкости, гидроемкости и гидролинии. Каждое из входящих в состав гидропривода устройств выполняет определенные функции. Насосы преобразуют механическую энергию приводных (тепловых, электрических и др.) двигателей в энергию потока жидкости.

Объемные гидродвигатели (гидроцилиндры, гидромоторы и поворотные гидродвигатели) преобразуют энергию потока рабочей жидкости в механическую энергию выходных звеньев (исполнительных механизмов) привода.

Гидроаппараты (клапаны, дроссели, распределители) предназначены для управления потоком рабочей жидкости. Под этим понимается изменение или поддержание заданных значений давления или расхода рабочей жидкости, либо изменение направления, пуск и остановка потока рабочей жидкости, а также открытие или перекрытие отдельных гидролиний. При помощи гидроаппаратуры осуществляется управление гидроприводом и его защита от перегрузок. Кондиционеры рабочей жидкости обеспечивают поддержание ее необходимых качественных показателей и состояния. К ним относятся фильтры, теплообменники (охладители и нагреватели), влагоотделители и пр. Гидроемкости (гидробаки, гидроаккумуляторы) служат для хранения рабочей жидкости, которая используется в процессе работы гидропривода. Гидролинии предназначены для движения рабочей жидкости или передачи давления от одного устройства гидропривода к другому или внутри устройства от одной полости (камеры) к другой. Различают гидролинии всасывающие, напорные, сливные, исполнительные, дренажные, управления и каналы. Конструктивно гидролинии представляют собой трубы, рукава, каналы и соединения.

Принцип действия объемного гидропривода основан на практической несжимаемости рабочей жидкости (высоком модуле объемного сжатия рабочей жидкости), использовании закона Паскаля и уравнения Бернулли, учитывающего течение реальной жидкости в гидросистеме.

Вопрос 8

Основными параметрами объемного гидропривода являются давление p, расход Q (для насосов – подача), полный КПД , полезная и потребляемая мощности, частота вращения вала гидромашины

Полный КПД – отношение полезной к потребляемой мощности насоса, гидродвигателя; ,

Расход - количество жидкости, протекающей через живое сечение в единицу времени: объемный расход , где – объем; – время; Подачей - называется количество рабочей жидкости проходящее через гидромашину в еденицу времени.

Давление может быть номинальным , максимальным и рабочим. Под номинальным понимается давление, при котором гидрооборудование работает длительное время без изменения параметров, указанных в технической характеристике. Под максимальным давлением понимается наибольшее давление, на котором допускается кратковременная работа гидропривода. Рабочее давление – текущее фактическое давление, которое будет в гидросистеме при преодолении какого-либо сопротивления.

Вопрос 9

Насос – это гидромашина для создания потока рабочей жидкости путем преобразования механической энергии в энергию движущейся жидкости. Основными параметрами насоса являются: рабочий объем , давление , частота вращения вала , подача , мощность , полный КПД: . -подача, полезная мощность , -КПД. В каждом насосе вытеснитель – орган насоса, осуществляющий всасывание жидкости в насос и ее вытеснение из рабочей камеры. По характеру движения вытеснителя насосы делятся на следующие виды: возвратно-поступательные, роторные, крыльчатые. По конструктивным признакам роторные насосы подразделяются на следующие типы: шестеренные, пластинчатые, поршневые. Шестеренные насосы получили наибольшее применение в гидроприводах мобильных машин, работающих при давлении до 15…20 МПа. Работают эти насосы при высокой частоте вращения вала, поэтому их можно соединять непосредственно с валами приводящих двигателей. НШ 50 где цифры, указывают рабочий объем в см³

1, 2 – шестерни

3 – корпус

4 – вх. канал

5 – вых. канал

Вопрос 10

Насос – это гидромашина для создания потока рабочей жидкости путем преобразования механической энергии в энергию движущейся жидкости. Основными параметрами насоса являются: рабочий объем , давление , частота вращения вала , подача , мощность , полный КПД :,

В аксиальных роторно-поршневых гидромашинах при вращении вала поршня (вытеснители) совершают возвратно-поступательное движение в осевом направлении параллельно (аксиально) оси ротора (блока цилиндров).

Согласно схеме передачи движения к вытеснителям, различают аксиально роторно-поршневые гидромашины с наклонным диском, у которых оси ведущего звена и вращения ротора совпадают, и с наклонным блоком, у которых оси ведущего звена и вращения ротора расположены под углом.

Достоинства: Они обладают: более высоким полным КПД (0,85...0,94) по сравнению с КПД шестеренных и пластинчатых гидромашин; работоспособности при высоком давлении в пределах 20...32 МПа (до 40...50 МПа); возможность регулировать рабочий объем за счет наклона диска или блока цилиндров; широкому диапазону рабочих объемов от 0,5 см³/об до 30 дм³/об; длительным срокам службы до 10000...12000 ч; низкому уровню шума; достаточно высоким удельным показателям. Высокая всасывающая способность. Недостатки: Высокая стоимость, из за сложности деталей, повышенные требования к тонкости фильтрации.

АПН с наклонным блоком состоит:

1 – неподвижный распред. диск с 2 серпообразными каналами. Внутри вращающегося блока цилиндров и перемещающихся в них поршней 4, поршни шарнирно соединены шатунами 5 с упорным фланцем 6, кот. вращается приводным валом 7.

dн – диаметр поршня; z – число поршней; h=D*sinφ – max ход поршня;

D – диаметр окружности упорного фланца, на кот. расположены центры шаровых валов; φ – угол наклона оси ротора (15…30°).

Вопрос 11

Насос – это гидромашина для создания потока рабочей жидкости путем преобразования механической энергии в энергию движущейся жидкости. Основными параметрами насоса являются: рабочий объем , давление , частота вращения вала , подача , мощность , полный КПД :,

В аксиальных роторно-поршневых гидромашинах при вращении вала поршня (вытеснители) совершают возвратно-поступательное движение в осевом направлении параллельно (аксиально) оси ротора (блока цилиндров).

Согласно схеме передачи движения к вытеснителям, различают аксиально роторно-поршневые гидромашины с наклонным диском, у которых оси ведущего звена и вращения ротора совпадают, и с наклонным блоком, у которых оси ведущего звена и вращения ротора расположены под углом.

Достоинства: Они обладают: более высоким полным КПД (0,85...0,94) по сравнению с КПД шестеренных и пластинчатых гидромашин; работоспособности при высоком давлении в пределах 20...32 МПа (до 40...50 МПа); возможность регулировать рабочий объем за счет наклона диска или блока цилиндров; широкому диапазону рабочих объемов от 0,5 см³/об до 30 дм³/об; длительным срокам службы до 10000...12000 ч; низкому уровню шума; достаточно высоким удельным показателям. Высокая всасывающая способность. Недостатки: Высокая стоимость, из за сложности деталей, повышенные требования к тонкости фильтрации.

АПН с наклонным блоком состоит:

1 – неподвижный распред. диск с 2 серпообразными каналами. Внутри вращающегося блока цилиндров и перемещающихся в них поршней 4, поршни шарнирно соединены шатунами 5 с упорным фланцем 6, кот. вращается приводным валом 7.

dн – диаметр поршня; z – число поршней; h=D*sinφ – max ход поршня;

D – диаметр окружности упорного фланца, на кот. расположены центры шаровых валов; φ – угол наклона оси ротора (15…30°).

Вопрос 12

Гидромоторы -гидродвигатели с вращательным движением выходного звена. Гидромоторы предназначены для преобразования энергии движущейся жидкости в механическую энергию вращения исполнительного органа различных машин и механизмов. Гидромоторы конструктивно мало отличаются от роторных насосов. Основными параметрами любого гидромотора являются следующие: рабочий объем гидромотора , номинальное давление , частота вращения вала , расход , мощность , полный КПД .

Полезная мощность где – крутящий момент на валу гидромотора, Н×м; – угловая скорость вращения вала гидромотора, с^-1; – частота вращения вала, с^-1. Потребляемая мощность где – перепад давления на гидромоторе, Па, для предварительных расчетов можно принять ; – теоретический расход жидкости, м³/с; – рабочий объем гидромотора, м³/об; – частота вращения вала, с^-1 (об/с). Потери мощности где – механический КПД; – гидравлический КПД; – объемный КПД; – гидромеханический КПД, .

Если пренебречь потерями мощности в гидромоторе, то можно определить рабочий объем гидромотора По расчетным значениям рабочего объема гидромотора , номинальному давлению и остальным параметрам выбирается гидромотор.

Вопрос 13

Гидроцилиндры –это гидродвигатели с поступательным движением выходного звена. Они предназначены для преобразования энергии движущейся жидкости в механическую энергию поступательного движения выходного звена. Основным требованием при выборе гидроцилиндра является обеспечение исполнительным органом машины необходимого усилия F и скорости движения V выходного звена. Выходным звеном может быть как шток, так и корпус (гильза) гидроцилиндра. Основными параметрами гидроцилиндров, являются: номинальное давление ; диаметр поршня (гильзы) D; диаметр штока d; ход поршня L.

Усилие на штоке гидроцилиндра где  – перепад давления на гидроцилиндре, Па; – рабочая (эффективная) площадь поршня, м², (для пор-вой полости), (для штоковой полости). Расчетная скорость движения штока

Полезная мощность гидроцилиндра где – усилие на штоке, Н; – скорость движения штока, м/с. Потребляемая мощность гидроцилиндром . Потери мощности в гидроцилиндре оцениваются КПД:

Вопрос 14

Объемным гидроприводом называют совокупность устройств, предназначенных для приведения в движение исполнительных механизмов машин с помощью рабочей жидкости под давлением.

В состав объемного гидропривода входят следующие устройства: гидродвигатели, насосы с приводящими двигателями, гидроаппараты, кондиционеры рабочей жидкости, гидроемкости и гидролинии. Каждое из входящих в состав гидропривода устройств выполняет определенные функции. Насосы преобразуют механическую энергию приводных (тепловых, электрических и др.) двигателей в энергию потока жидкости.

Объемные гидродвигатели (гидроцилиндры, гидромоторы и поворотные гидродвигатели) преобразуют энергию потока рабочей жидкости в механическую энергию выходных звеньев (исполнительных механизмов) привода.

Гидроаппараты (клапаны, дроссели, распределители) предназначены для управления потоком рабочей жидкости. Под этим понимается изменение или поддержание заданных значений давления или расхода рабочей жидкости, либо изменение направления, пуск и остановка потока рабочей жидкости, а также открытие или перекрытие отдельных гидролиний. При помощи гидроаппаратуры осуществляется управление гидроприводом и его защита от перегрузок. Кондиционеры рабочей жидкости обеспечивают поддержание ее необходимых качественных показателей и состояния. К ним относятся фильтры, теплообменники (охладители и нагреватели), влагоотделители и пр. Гидроемкости (гидробаки, гидроаккумуляторы) служат для хранения рабочей жидкости, которая используется в процессе работы гидропривода. Гидролинии предназначены для движения рабочей жидкости или передачи давления от одного устройства гидропривода к другому или внутри устройства от одной полости (камеры) к другой. Различают гидролинии всасывающие, напорные, сливные, исполнительные, дренажные, управления и каналы. Конструктивно гидролинии представляют собой трубы, рукава, каналы и соединения.

Принцип действия объемного гидропривода основан на практической несжимаемости рабочей жидкости (высоком модуле объемного сжатия рабочей жидкости), использовании закона Паскаля и уравнения Бернулли, учитывающего течение реальной жидкости в гидросистеме.

Основными параметрами объемного гидропривода являются давление p, расход Q (для насосов – подача), полный КПД , полезная и потребляемая мощности, частота вращения вала гидромашины

Полный КПД – отношение полезной к потребляемой мощности насоса, гидродвигателя; ,

Расход - количество жидкости, протекающей через живое сечение в единицу времени: объемный расход , где – объем; – время; Подачей - называется количество рабочей жидкости проходящее через гидромашину в еденицу времени.

Давление может быть номинальным , максимальным и рабочим. Под номинальным понимается давление, при котором гидрооборудование работает длительное время без изменения параметров, указанных в технической характеристике. Под максимальным давлением понимается наибольшее давление, на котором допускается кратковременная работа гидропривода. Рабочее давление – текущее фактическое давление, которое будет в гидросистеме при преодолении какого-либо сопротивления.

Вопрос 15

Принцип действия объемного гидропривода основан: на практической несжимаемости рабочей жидкости (высоком модуле объемной упругости рабочей жидкости), использовании закона Паскаля («Внешнее давление производимое на жидкость, заключенную в закрытом сосуде, передается жидкостью во все точки без изменения») и применении уравнения Бернулли, учитывающего течение реальной жидкости и гидровлические сопротивления в гидросистеме. Причем для большинства практических инженерных расчетов в уравнении Бернулли можно пренебрегать геометрическим и скоростным напорами ввиду их малости

Вопрос 16

По виду источника подачи рабочей жидкости гидроприводы подразделяются на: насосный гидропривод, безнасосный -(это гидропривод работающий по принципу сообщающихся сосудов), аккомуляторный (при котором рабочая жидкость подается из гидроаккомулятора предварительно заряженного от внешнего источника не входящего в состав привода), магистральный гидропривод (при котором рабочая жидкость попадает из гидромагистрали не входящей в состав привода). По характеру движения выходного звена гидроприводы подразделяются: на гидропривод поступательного движения (гидроцилиндр), вращательного движения (гидроматор), поворотного движения и комбинированного. По возможности регулирования подразделяются на регулируемые и не регулируемые. Регулируемым гидроприводом называется такой гидропривод в котором скорость движения выходного звена может изменяться по заданному закону или желанию оператора. По циркуляции рабочей жидкости гидроприводы бывают с замкнутым и разомкнутым контурами циркуляции рабочей жидкости. К основным параметрам объемного гидропривода относятся: подача насоса, мощность, КПД, выходные параметры.

К достоинствам гидропривода можно отнести: 1 снижение металлоемкости и габаритов машины из-за отсутствия или сокращения числа валов, редукторов, муфт, фрикционов; 2 применение минеральных масел в качестве рабочей жидкости, что обеспечивает самосмазываемость элементов гидропривода, повышает их долговечность и эксплуатационные качества; 3 возможность бесступенчатого плавного регулирования скорости выходных звеньев в широком диапазоне.

Недостатки: 1 повышенные требования к точности изготовления отдельных элементов гидропривода увеличивает его стоимость; 2 зависимость характеристик гидропривода от вязкости рабочей жидкости, которая изменяется от температуры; 3 невозможность передачи энергии на большие расстояния

Вопрос 17

Схемой называется конструкторский документ, на котором показаны в виде условных изображений или обозначений составные части изделия и связи между ними. Графическое обозначение элементов на схеме следует располагать таким образом, чтобы линии связи были наименьшей длины, а также число их изломов и взаимных пересечений было минимальным. На поле схемы допускается помещать спецификации, различные технические данные, например, технические требования, таблицы, диаграммы. Принципиальная гидравлическая схема определяет полный состав элементов и связей между ними и дает детальное представление о принципах работы изделия. Элементы и устройства на схеме изображают в виде условных графических обозначений, установленных ГОСТАМИ. Каждый элемент (или устройство) на схеме должен иметь буквенно-цифровое позиционное обозначение, состоящее из буквенного обозначения и порядкового номера. Порядковые номера элементам присваиваются в соответствии с последовательностью их расположения на схеме сверху вниз и слева на право. Принципиальная гидравлическая схема служит основой для расчета гидропривода, разработки схем соединений, изучения принципа действия машины, а также для ее ремонта, наладки и регулировки.

Вопрос 18 см вопрос 36

Поиск по сайту: