Методические указания по выполнению домашней контрольной работы

Методические указания по выполнению домашней контрольной работы по МДК 01.02 Организация планово-предупредительных работ по текущему содержанию и ремонту дорог и дорожных сооружений

(Раздел «ГИДРАВЛИКА И ГИДРОПНЕВМОПРИВОД»)

для студентов заочного отделения по специальности 23.02.04 «Техническая эксплуатация подъемно-транспортных, строительных, дорожных машин и оборудования»

Соликамск, 2016

Введение

Выполнение домашней контрольной работы студентами заочного отделения позволяет им в процессе самостоятельной работы над учебным материалом изучить курс гидравлики и гидропневмопривода, ознакомиться с устройством гидропневмооборудования и приборов контроля, подготовиться к итоговой письменной классной контрольной работе (зачету).

Методические указания по выполнению домашней контрольной работы

Контрольная работа включает ответы на шесть основных вопросов и решение расчетного задания. Выбор варианта контрольной работы осуществляется по последним двум цифрам шифра студента из нижеприведенной таблицы. Перед выполнением работы необходимо внимательно изучить вопросы и уяснить их содержание. Изучите необходимый материал соответствующей темы из рекомендованной литературы в методических указаниях, подробно ознакомьтесь с ГОСТами, инструкциями, руководящими документами.

Отвечать на вопрос нужно технически грамотно, конкретно. Не допускать дословного переписывания информации с источника, ответы необходимо сопровождать требуемыми схемами, графиками, рисунками, изображениями с соответствующими подписями.

Целью расчетного задания является изучение и усвоение на практике общей схемы гидравлического расчета объемного гидропривода, а также приобретение навыков работы с технической и справочной литературой.

Схема расчетного задания (Приложение, рис.1) вычерчивается на одном листе контрольной работы с перечислением исходных данных к решению задания.

Все расчеты необходимо производить в международной системе измерений физических величин СИ. Справочные данные из источников перед использованием в расчетах следует переводить в систему СИ. Вычисления необходимо производить в развернутом виде с указанием размерностей полученных результатов.

Все справочные данные и расчетные формулы, используемые в расчетном задании, должны сопровождаться ссылками на соответствующие источники.

Контрольная работа выполняется на листах формата А4. На титульном листе контрольной работы указываются: полное наименование и ведомственная принадлежность учебного заведения, дисциплина, Ф.И.О. выполнившего, шифр, Ф.И.О. проверяющего, год выполнения и город расположения учебного заведения.

После выполнения контрольной работы приведите список использованной литературы или источника, указав: фамилию автора, полное название издательства, год издания, наименование сайта интернет-ресурса. Поставьте свою подпись на титульном листе напротив Ф.И.О. выполнившего.

После получения проверенной контрольной работы необходимо уточнить или переработать ответ с учетом замечаний, указанных в рецензии. Доработанные записи ответов производить в работе только после рецензии под заголовком: «Дополнения к ответам контрольного задания».

Варианты контрольных заданий

Вопросы для контрольной работы

1. Характеристика гидравлических жидкостей – плотность, вязкость, коэффициент теплового объемного расширения и т.д.

2. Вязкость динамическая и кинематическая, зависимость от температуры и нагрузок, стабилизация вязкости.

3. Требования к гидравлическим жидкостям, маркировка, взаимозаменяемость.

4. Механическая и химическая стабильность жидкостей, пути ее повышения.

5. Растворимость газов, явления кавитации и ее причины, способы борьбы.

6. Уравнения равновесия жидкости. Объяснить физический смысл каждого члена. Объясните свойство гидростатического давления.

7. Закон Паскаля. Поверхность равного давления и ее форма при абсолютном покое. Связь закона Паскаля с основным уравнением гидростатики.

8. Опишите устройство, принцип работы и основы работы гидравлического домкрата. Приведите структурную схему домкрата.

9. Абсолютное давление, избыточное давление, вакуум – объясните взаимосвязь. Объясните пъезометрическую высоту ртутного и водяного столба для атмосферного давления. Закон Архимеда и его примеры.

10. Дайте определение и приведите примеры основных видовдвижения жидкости.

11. При каких условиях сохраняется постоянство расхода потока. Объясните геометрический и физический смысл геодезического, пъезометрического и гидравлического уклонов.

12.Характеристика потерь напора при давлении жидкости, основные зависимости. Покажите – «гидравлические потери напора».

13. Режимы давления жидкостей, основные характеристики, отличительные признаки, физический смысл и практическое значение критерия Рейнольдса.

14.Поясните влияние сил трения и сил инерции на величину Rе и режимы течения. Основные отличия движения жидкости в круглых и некруглых трубах.

15. Изложите методику решения трех типовых задач расчета простого трубопровода. Пояснить методику определения коэффициента сопротивления системы трубопроводов.

16. Приведите структурные схемы силовых гидроцилиндров двухстороннего действия и объясните принцип их работы. Зависимость подачи и скорости потока.

17. Приведите методику расчета силовых гидроцилиндров. Как влияют потери на мощность цилиндров, КПД и как его повысить.

18. Приведите структурные схемы телескопического цилиндра двойного и тройного действия, поясните принцип работы таких цилиндров и область их применения.

19.Охарактеризуйте уплотнения поршня и штока в гидроцилиндрах и как они влияют на объемный КПД и величину подачи.

20.Приведите структурные схемы и объясните принцип действия радиально-поршневых гидромашин.

21.Объясните формулы для определения подачи и рабочего объема, и как влияет эксцентриситет ротора на изменение подачи.

22. Укажите область применения радиально-поршневых гидромашин, их достоинства и недостатки.

23.Приведите структурную схему радиально-поршневого гидромотора и объясните формулы по определению крутящего момента, развиваемой мощности.

24.Приведите структурную схему и объясните принцип действия высокомоментного гидромотора радиально-поршневого типа. От каких параметров зависит крутящий момент и развиваемая мощность.

25. Приведите структурную схему, объясните устройство и принцип действия аксиально-поршневых гидромашин с наклонной шайбой.

26. Приведите структурную схему, объясните устройство и принцип действия аксиально-поршневых гидромашин с наклонным блоком.

27.Приведите формулы скорости и ускорения поршня, производительности и рабочего объема насоса, крутящего момента и мощности мотора аксиально-поршневого типа.

28.Приведите конструктивные схемы и объясните устройство цапфенных опорно-торцевых, клапанно-щелевых и золотниковых распределителей, аксиально-поршневых гидромашин. Дайте их сравнительную оценку.

29.Поясните разгрузку контактных поверхностей головки поршня и опорного кольца аксиально-поршневых гидромашин. Пояснение иллюстрируйте схемами.

30. Поясните особенности конструкции гидромашин с неподвижным блоком. Из каких материалов изготавливают детали гидромашин.

31.Приведите структурную схему, объясните устройство и принцип действия центробежного лопастного насоса однократного действия.

32.Приведите структурную схему, объясните устройство и принцип действия центробежного лопастного насоса двукратного действия.

33. Приведите и поясните формулы по определению подачи, рабочего объема и напора при работе одного и двух лопастных насосов на сеть.

34. Укажите методы регулирования подачи лопастных насосов. Как определяется полезная и затраченная мощность, полный КПД лопастных гидромашин.

35.Пиведите структурную схему, объясните устройство и принцип действия шестеренных насосов, приведите формулы подачи и рабочего объема.

36. Приведите методику определения геометрических параметров шестеренных насосов, от чего зависит пульсация подачи и как ее снизить, от чего зависят нагрузки на подшипники и как они учитываются в конструкции шестеренных насосов.

37.Объясните конструкцию и принцип действия многоступенчатых и многошестеренных насосов, как увеличить подачу или давление. Ответ поясните гидросхемами.

38.Приведите структурную схему, объясните устройство и принцип действия винтовых насосов. Формулы по расчету подачи.

39.Приведите типовую схему установки по испытанию гидромашин, объясните ее принцип действия, устройство и методику регулирования параметров.

40.Приведите схему установки и объясните принцип ее работы по испытанию гидромашин с регенерацией мощности.

41. Причины и источники возникновения вибраций и шума в гидромашинах, методы и способы их устранения.

42.Приведите структурные схемы 2-х и 3-х позиционных золотниковых распределителей, их условные изображения по ГОСТу, поясните, как осуществляется подача жидкости.

43. Проанализируйте существующие способы управления распределителями и объясните целесообразность и условия применения каждого.

44.Приведите структурные схемы и объясните принцип действия дросселей 2-х типов. Поясните, какими устройствами обеспечивается постоянство перепада давления на дроссели.

45.Дайте структурную схему, поясните принцип действия и методику расчета предохранительных клапанов.

46.Дайте структурную схему, поясните принцип действия и методику расчета приливных клапанов.

47.Приведите структурную схему редукционных клапанов и поясните принцип их работы.

48. Приведите структурные схемы и объясните принцип действия синхронизатора движения клапана последовательного включения, ограничителя расхода.

49.Приведите структурную схему и объясните принцип действия дозатора реле выдержки времени, обратного клапана, гидрозамка.

50.Приведите структурную схему и объясните принцип действия и основы расчета гидроаккумуляторов и жидкостных пружин.

51. Приведите методику расчета труб на статическую прочность, приведите примеры и конструктивные схемы подвижных и неподвижных соединений. Как производится гибка стальных труб.

52.Объясните устройство резинотканевых рукавов и способы их соединения с арматурой. Поясните устройство гидробака и приборов его обеспечения. Ответ иллюстрируйте схемами.

53. Приведите гидросхему управления отвалом бульдозера и опишите ее.

54. Приведите гидросхему управления стрелой экскаватора и опишите ее.

55. Опишите назначение и область применения гидродинамических передач, их достоинства и недостатки. Приведите принципиальную схему и объясните принцип действия гидромуфты.

56. Приведите конструктивную схему и объясните принцип работы гидротрансформатора. Дайте характеристику прозрачного и непрозрачного трансформатора. Способы регулировки.

57.Приведите конструктивную схему и объясните принцип работы двухцилиндрового поршневого компрессора.

58.Приведите конструктивную схему и объясните принцип работы винтового компрессора.

59.Приведите конструктивную схему и объясните принцип работы поршневого компрессора.

60. Приведите схемы, опишите устройство, принцип действия и назначение воздухосборника, вентилятора, предохранительных клапанов.

61. Приведите схему и объясните устройство пневмопривода. Дайте сравнительный анализ гидропневмоцилиндров. Подтвердите это расчетным примером.

62. Дайте сравнительный анализ гидропривода и пневмопривода, их преимущества и недостатки.

Исходные данные к вариантам приложения:

Вариант А:

- длина магистралей l1 =0,6м;l2 =1,8м; l3 =1,4м; l4 = 1,2м; l5 =0,7м;l6 = 0,8м;

- внутренние диаметры трубопроводов D1=D2 = 10мм;D3 = 13мм;D4 = D5= D6 =15мм;

-угол плавных поворотов магистралей α = 90°;

- материал трубопровода - сталь;

Ход поршня S = 710мм; усилие на штоке Р = 49870Н.

Вариант Б:

- длина магистралей l1 = 0,4м;l2 =2,1м; l3 =1,3м; l4 =1,5м; l5 =0,8м;l6 = 0,7 ;

- внутренние диаметры трубопроводов D1 = 13мм;D2 =D3 =D4 = D5= 15мм;D6 =10мм;

-угол плавных поворотов магистралей α = 90°;

- материал трубопровода - сталь;

Ход поршня S = 800мм; усилие на штоке Р = 20110 Н.

Вариант В:

- длина магистралей l1 = 0,7м;l2 =1,7м; l3 =1,6м; l4 =1,3м; l5 =0,9м;l6 =0,6м;

- внутренние диаметры трубопроводов D1 = D2 = 15мм;D3 = D4 = 13мм;D5=D6 = 10мм;

-угол плавных поворотов магистралей α = 90°;

- материал трубопровода - сталь;

Ход поршня S = 900мм; усилие на штоке Р = 18850 Н.

Вариант Г:

- длина магистралей l1 = 0,8м;l2 =1,6м; l3 =1,5м; l4 = 1,7м; l5 =0,6м;l6 = 0,9м;

- внутренние диаметры трубопроводов D1 = D2 =D3 = 15мм;D4 =D5=10мм; D6 = 13мм;

-угол плавных поворотов магистралей α = 90°;

- материал трубопровода - сталь;

Ход поршня S = 1000мм; усилие на штоке Р = 33360 Н.

Вариант Д:

- длина магистралей l1 =0,9м;l2 =1,9м; l3 =1,7м; l4 =1,4м; l5 =0,5м;l6 =1,0м;

- внутренние диаметры трубопроводов D1 = 10мм;D2 =D3 =13мм;D4 = D5= D6 =15мм;

-угол плавных поворотов магистралей α = 90°;

- материал трубопровода - сталь;

Ход поршня S = 630мм; усилие на штоке Р = 31400 Н.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Объёмный гидропривод состоит из следующих основных частей:

- насоса объёмного типа, который воспринимает механическую энергию двигателя и передаёт её перемещаемой жидкости;

- гидравлического двигателя (гидромотора) объёмного типа, который преобразует энергию перемещаемой жидкости в механическую энергию рабочего органа;

- трубопроводов, с помощью которых насос соединяется с гидравлическим двигателем; регулирующих и распределительных устройств;

- бака гидропривода, который является резервуаром для рабочей жидкости.

Трубопроводы, входящие в систему объёмного гидропривода, образуют четыре характерные линии: всасывающую, соединяющую бак гидропривода с насосом; нагнетательную, соединяющую насос с распределителем; исполнительную, соединяющую распределитель с силовым гидроцилиндром или гидромотором; сливную, соединяющую силовой гидроцилиндр с баком рабочей жидкости.

Большое влияние на работу гидропривода оказывает рабочая жидкость (минеральные масла). Это обусловливает необходимость тщательного подбора рабочей жидкости в соответствии с условиями работы гидропривода (температурой и давлением).

Нормальная температура работы гидропривода колеблется в пределах 50 … 60°С.

Рекомендуется при данной температуре в зависимости от давления внутри гидроцилиндра применять рабочие жидкости со следующими вязкостными характеристиками:

– до 7,0 МПа – жидкость с кинематическим коэффициентом вязкости n = (0,20…0,36) × 10–4 м2/с;

– при давлениях от 7,0 МПа до 20,0 МПа – n = (0,60 … 1,10) × 10–4 м2/с;

– при давлениях от 80 МПа до 140 МПа рекомендуется применять масла с бόльшей вязкостью [1].

ПОРЯДОК ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАСЧЁТА

ОБЪЁМНОГО ГИДРОПРИВОДА

С ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНЫМ ДВИЖЕНИЕМ

ВЫХОДНОГО ЗВЕНА

Расчёт гидропривода рекомендуется вести в следующей последовательности:

– рассчитывают гидродвигатель поступательного действия;

– выбирают типоразмеры элементов гидроаппаратуры и определяют потери давления в каждом элементе;

– рассчитывают трубопроводы гидропривода (для чего всю трассу разбивают на участки, отличающиеся друг от друга характером и величиной сопротивления; устанавливают исходные данные для рассматриваемой системы или трассы в целом и характеристику каждого отдельного участка; с помощью таблиц и формул определяют коэффициенты гидравлических

потерь на трение по длине l и в местных сопротивлениях ζ; определяют потери давления на каждом участке или на совокупности подобных участков);

– выбирают объёмный насос и определяют его параметры;

– устанавливают зависимость потребляемой мощности силового гидроцилиндра от числа оборотов насоса.

При выполнении расчётно-графической работы удобно пользоваться формуляром-таблицей, в которую заносятся исходные, промежуточные и итоговые расчётные данные (табл. 1).

Таблица1

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Вильнер, Я.М. Справочное пособие по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам / Я.М. Вильнер, Я.Т. Ковалев, Б.Б. Некрасов. – Минск:Высшая школа, 1976. – 287 с.

2. Ермаков, В.В. Основы расчёта гидропривода / В.В. Ермаков. – М. :Машгиз, 1951. – 247 с.

3. Аврутин, Р.Д. Справочник по гидроприводам металлорежущих станков / Р.Д. Аврутин. – М. :Машиностроение, 1965. – 267 с.

4. Богданович, Л.Б. Гидравлические приводы в машинах / Л.Б. Богданович. – М. :Машгиз, 1962. – 161 с.

5. Башта, Т.М. Объёмные насосы и гидравлические двигатели гидросистем / Т.М. Башта. – М. :Машиностроение, 1974.– 606 с.

6. Бурдун, Г.Д. Международная система единиц / Г.Д. Бурдун, Н.В. Колашников, Л.Р. Стоцкий. – М. :Высшая школа,1964. – 274 с.

7. Башта, Т.М. Машиностроительная гидравлика:справочное пособие / Т.М. Башта. – М. :Машиностроение, 1971. – 671 с.