МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Курганский государственный университет»

Кафедра «Цифровая энергетика»


Гидравлика и гидропневмопривод

Методические указания

к выполнению самостоятельной работы

для бакалавров

15.03.04 – Автоматизация технологических процессов и производств

Направленность:

Автоматизация технологических процессов и производств

(в машиностроении)

27.03.04 – Управление в технических системах

Направленность:

Системы и технические средства автоматизации и управления

Курган 2022

Кафедра : « Цифровая энергетика»

Дисциплина: «Гидравлика и гидропневмопривод»

направление (15.03.04) Автоматизация технологических процессов и производств.

направление (27.03.04) Управление в технических системах
Составил: канд. техн. наук, доц. В.А. Савельев.

Утверждены на заседании кафедры « 4 »декабря 2022г.

Рекомендованы методическим советом университета « 20 » декабря 2018 г.

Введение

Дисциплина «Гидравлика и гидропневмопривод» относится к базовой части профессионального цикла и является общетехнической дисциплиной, которая занимает одно из важных мест в инженерной подготовке специалистов. Это связано с тем , что гидравлические и пневматические приводы используются во многих технических устройствах и технологических процессах современной техники. Гидравлические машины, гидравлические и пневматические приводы широко используются, как основное средство механизации и управления в металлообрабатывающей отрасли машиностроения. Специалист по технологии металлообработки должен уметь правильно формулировать и решать разнообразные прикладные задачи с использованием основных законов гидравлики.

Общие положения

дисциплина «Гидравлика и гидропневмопривод» состоит из следующих основных разделов: Гидравлики – раздел, в котором изучаются общие законы равновесия и движения жидкостей и газов. Она является основой теории гидравлических машин и гидропневмоприводов. Гидромашины и гидроприводы – в этом разделе изучаются законы передачи и обмена энергии жидкости и газа и механической энергии, а также машины, устройства и аппараты, в которых осуществляется такое преобразование энергии.

---

Студенту предлагается самостоятельно проработать материал, указанный в предлагаемом перечне разделов и тем изучаемой дисциплины, а затем решить задачи по следующим темам курса: расчёт простейшей гидравлической машины, расчёт равновесия жидкости в движущихся сосудах и расчёт гидропривода.
Разделы и темы курса «Гидравлика»

Шифр раздела, темы	Наименование раздела, темы дисциплины
1	Предмет гидравлики. Основные понятия и методы исследования. Силы, действующие в жидкости; свойства жидкостей и газов.
2	Законы гидростатики.Свойства гидростатического давления; способы измерения давления. Силы давления жидкости на плоские и криволинейные стенки. Плавание тел, относительный покой жидкости.
3	Законы кинематики и динамики жидкости. Основные понятия и определения. Расход жидкости, уравнение неразрывности. Уравнение Бернулли для идеальной и реальной жидкости.
4	Основы гидродинамического подобия и режимы течения жидкости, кавитация.
5	Потери напора в гидравлических сопротивления. Потери напора при ламинарном и турбулентном течении жидкости в трубах; местные гидравлические сопротивления.
6	Истечение жидкости из отверстий и насадков; через проходные гидротехнические устройства.
7	Гидравлический расчёт трубопроводов: расчёт простого трубопровода, соединений простых трубопроводов, трубопроводов с насосной подачей. Гидравлический удар в трубах.
8	Гидро и пневмоприводы механизмов и машин, области применения. Общая классификация , состав и схемы работы, машины и аппараты гидро и пневмоприводов.

Содержание изучаемых разделов и тем

Раздел 1. Введение.

Предмет «Механика жидкости и газа», роль и место дисциплины в системе подготовки специалистов по конструированию и эксплуатации мобильных машин. Краткий очерк развития гидравлики как науки. Роль русских ученых и инженеров в развитии механики жидкости и газа.

---

Раздел 2. Основные законы гидроаэромеханики

Тема 1.Физические свойства жидкостей и газов

Плотность, сжимаемость, температурное расширение, вязкость.

Тема 2. Силы действующие в жидкости.

Давление, единицы измерения давления. Основное уравнение гидростатики. Закон Паскаля. Сила давления на плоскую и криволинейную тела. Простейшие гидромашины: гидропресс, гидромультипликаторы.

Тема 3.Законы кинематики и динамики жидкости.

Основные понятия и определения: установившиеся и неустановившиеся движения жидкости; напорное и безнапорное течение; линия тока, трубка тока, элементарная струйка. Расход жидкости. Уравнение неразрывности потока жидкости. Уравнение Бернулли.

Тема 4.Режимы течения жидкости.

Два режима течения жидкости: ламинарный и турбулентный. Основы теории подобия. Критерии Рейнольдса, Эйлера, Фруда.

Тема 5.Гидравлические потери напора в трубах.

Местные и линейные гидравлические потери напора в трубах. Формула Вейсбаха. Потери напора при ламинарном течении. Формула Пуазейля. Потери напора при турбулентном течении жидкости. Коэффициент линейного сопротивления - Дарси. Гладкие и шероховатые трубы. Формулы Дарси-Вейсбаха, Блазиуса, Альтшуля. Номограмма Кольбрука-Уайта.

Тема6. Истечение жидкости из отверстий и насадок.

Истечение жидкости из малого отверстия в тонкой стенке. Сжатие струи. Коэффициенты сжатия, скорости течения и расхода жидкости. Понятие насадка. Типы насадок и их использование.

Раздел 3. Расчет гидравлических и газовых систем.

Тема 1. Расчеты трубопроводов.

Понятие простого и сложного трубопроводов. Гидравлический расчет трубопровода с использованием уравнения Бернулли. Три задачи расчета простого трубопровода: определение напора, расхода и подбор диаметра. Параллельное и последовательное соединение трубопроводов. Разветвленный трубопровод.

Тема 2. Гидравлический удар.

Сущность явления гидравлического удара. Определение величины повышения давления при гидравлическом ударе. Формула Жуковского. Меры борьбы с гидравлическим ударом.

Раздел 4. Динамические гидравлические машины

Гидравлические машины. Классификация гидромашин. Насосы и гидродвигатели. Лопастные центробежные и осевые насосы и турбины. Параметры насосов: напор, подача, мощность, КПД. Гидропередачи. Устройство и работа гидромуфты. Рабочие характеристики. Гидротрансформаторы: устройство и работа, рабочие характеристики, области применения.

---

Раздел 5. Объемные гидравлические машины.

Классификация объемных гидромашин. Устройство и работа, рабочие характеристики поршневых, плунжерных насосов. Роторные гидромашины: шестеренные, винтовые, пластинчатые, аксиальные и радиальные. Особенности работы, рабочие характеристики. Способы регулирования и области при-менения.

Раздел 6. Гидравлические и пневматические приводы.

Тема 1. Гидравлические приводы

Общая характеристика гидроприводов. Устройство, работа и области применения. Гидравлические аппараты. Распределители: золотниковые, крановые и клапанные. Назначение и области применения. Клапаны: предохранительные, редукционные и обратные. Устройство, назначение и работа Характеристики. Дроссели: назначение, устройство и работа. Вспомогательная и обслуживающая аппаратура и устройства. Аппараты для поддерживания работоспособности приводов: фильтры, аккумуляторы, ресиверы, маслобаки, огнетушители, кондиционеры, соединительная аппаратура.

Тема 2. Пневматические приводы.

Компрессоры. Назначение, устройство и работа. Классификация. Пневмодвигатели. Пневматические приводы транспортно-технологических машин, средства пневмоавтоматики.

Тема 3. Основы расчета гидравлических и пневматических приводов.

Схемы приводов с замкнутой и разомкнутой циркуляцией, способы регулирования их работы. Комбинированные приводы. Методики расчета, подбора оборудования. Составление гидро и пневмосхем.

Раздел 7. Аппаратура управления и автоматики гидравлических и пневматических приводов.

Аппаратура стабилизации и синхронизации движения выходных звеньев, следящие приводы.

Примеры расчетов для самостоятельной работы

студента

Расчёт простейшей гидравлической машины

К простейшим гидромашинам относятся устройства, работающие на основе закона Паскаля. Согласно закона Паскаля внешнее давление в жидкости передаётся по всем направлениям одинаково. Схема такого устройства приведена на рисунке 1. Внешнее давление создаётся рычагом, давящем на поршень с усилием F₁ и под поршнем в сосуде, эаполненном жидкостью, образуется давление p.



Это давление передаётся под правый поршень, который развивает силу F₂.

F₂=????·s₂

---

Тогда сила F₂ во столько раз превысит силу F₁ во сколько площадь поршня диаметром D равная S₂ больше площади поршня диаметром d равная S₁.

F₂= F₁×



Рисунок 1. Схема простейшего объемного гидропривода

Пример расчёта.

Давление в цилиндре гидравлического пресса повышается в результате нагнетания в него жидкости ручным насосом и сжатия её в цилиндре. Определить число двойных ходов n поршня ручного насоса, необходимое для увеличения силы прессования детали А от 0 до 0,8МН, если диаметры поршней: D =500мм, d = 10мм; ход поршня ручного насоса l = 30мм; объёмный модуль упругости жидкости K = 1300мПа; объём жидкости в прессе V=60 л. Чему равно максимальное усилие F на рукоятке насоса при ходе нагнетания, если b/a =10.



Рисунок 2 Схема гидропресса

Дано:

D = 500мм.; d =10мм.; сила А=0.8 МН ; l = 30 мм.

K = 1300мПа ; V=60 л. ; b/a =10.

Решение:

Усилие прессования определяется по формуле:



где P - давление жидкости;

- площадь большого поршня;

F = A – усилие прессования.

P

Определим давление под поршнем D.

P = 4,076 МПа.

Определим уменьшение объёма при упругом сжатии жидкости.

, где

– уменьшение объёма при сжатии;

- начальный объём;

- объёмный коэффициент сжатия равный 1/K;

- увеличение давления.

60

---

Смотрите также файлы

• Отчет о практике Преддипломная практика это форма учебных занятии в организациях (предприятиях) разных форм собственности и организационно правовых форм.docx

• Филиал в г. СлавянскенаКубани курсовая работа изучение истории мчс 19912022 Г. Г. В рамках школьной внеурочной работы.docx

• Ведущий вид деятельности.pdf

• Б ерылген карарга байланысты мен мысалдар келтыре кейстер айткым келип отыр.docx

• Мощность и распределение пассажиропотоков на железнодорожных направлениях.docx