Hydraulika siłowa. Piotr Sobczyk

idzie v₂ = 0,

      – powierzchnia cieczy styka się bezpośrednio z atmosferą, dlatego ,

      – wysokość powierzchni cieczy w zbiorniku względem manometru .

      Po postawieniu tych danych do równania:

      Poszczególne składowe:

      Ciśnienie kPa

      Jak widać, składowa ciśnienia dynamicznego jest bardzo mała w stosunku do strat przepływu. Jej wpływ jest ograniczany poprzez utrzymywanie w układach hydroSTATYCZNYCH niskich prędkości przepływu. Dlatego przy ciśnieniach 20–30 MPa występujących w tego typu układach można ją pomijać.

      Składowa odpowiedzialna za energię potencjalną jest wysoka, lecz w rzeczywistych układach hydraulicznych różnice w poziomach są znacznie mniejsze i rzadko osiągają więcej niż kilka metrów. Dlatego najczęściej również ta składowa może być pominięta. Jednak, jak widać w powyższym przykładzie, nie zawsze, zwłaszcza gdy mamy do czynienia z linią ssącą, gdzie różnica nawet kilu metrów może decydować o właściwej pracy układu.

      3. Siłowniki – prędkość wysuwu, dobór średnicy, przecieki wewnętrzne, współczynnik sprężystości objętościowej, siłowniki specjalne

      3.1. Na rysunku 3.1a przedstawiono siłownik hydrauliczny dwustronnego działania. Do siłownika przyłączone są dwa przewody hydrauliczne, którymi jest doprowadzany i odprowadzany olej. Siłownik jest obciążony siłą kN. Wymiary: mm, mm, .

      a) Korzystając z rys. 3.1a i powyższych danych, oblicz powierzchnie robocze siłownika. Ciśnienie kPa, tłoczysko pozostaje w spoczynku.

      b) Oblicz ciśnienie przy założeniu, że , a tłoczysko wysuwa się ze stałą prędkością v. Do siłownika dostarczany jest olej z natężeniem przepływu o lepkości cSt.

      c) Oblicz ciśnienie przy założeniu, że: bar, siła F jest zwrócona przeciwnie niż na rys. 3.1a. Tłoczysko porusza się ze stałą prędkością zgodnie ze zwrotem siły F (w prawo). Olej jest doprowadzany do siłownika z natężeniem .

      d) Oblicz prędkość wysuwu tłoczyska () i jego ruchu powrotnego ().

      Rys. 3.1.

      3.2. Jakie muszą być natężenia przepływu oleju oraz , aby prędkość tłoczyska siłownika z zad. 3.1 była jednakowa w obu kierunkach i wynosiła 0,4 .

      3.3. Na rysunku 3.1a przedstawiono siłownik obciążony siłą F = 1000 N. Średnica wewnętrzna cylindra D = 60 mm, ciśnienie = 50 bar, a średnica tłoczyska d = 30 mm. Tłoczysko siłownika pozostaje w spoczynku. Sprawność całkowita siłownika .

      a) Oblicz ciśnienie .

      b) Oblicz ciśnienie dla siłownika przedstawionego na rysunku 3.1b, korzystając z tych samych danych.

      c) Oblicz moc obu siłowników przy wysuwie tłoczyska dla danych: N, , , siła F jest zwrócona tak jak na rysunku.

      3.4. Korzystając z danych podanych w zadaniu 1.7 i na rys. 1.4, oblicz:

      a) Ciśnienie .

      b) Jaka musi być masa , aby układ nadal pozostawał w spoczynku, jeżeli masę zwiększymy dwukrotnie? Ile będą wynosiły ciśnienia w obu siłownikach?

      c) Oblicz ciśnienie p panujące w siłownikach po y-krotnym zwiększeniu średnicy przy zachowaniu obciążenia . Jaka musi być wartość obciążenia , by układ pozostał w spoczynku?

      3.5. Siłownik przedstawiony na rys. 1.6a został użyty do opuszczenia masy kg z jednostajną prędkością . Ładunek zostanie wyhamowany z jednostajnym opóźnieniem a w czasie jednej sekundy. Średnica tłoka mm. Oblicz, jak zmieni się ciśnienie w końcowej fazie ruchu tłoczyska. Ciśnienie , sprawność całkowita siłownika .

      3.6. Opisz, które wielkości przedstawione na rysunku 3.1 są ze sobą bezpośrednio związane: ciśnienie , natężenie przepływu , prędkość wysuwu siłownika v, obciążenie F.

      3.7. Na rysunku 3.2 przedstawiono schematyczną budowę multiplikatora – siłownika służącego do powielania (multiplikacji) siły. Ciśnienie bar, natężenie dopływu oleju . Można przyjąć, że ciśnienie jest równe zeru. Wymiary: mm, mm. Jaka będzie wartość ciśnienia i natężenia przepływu  na wyjściu z multiplikatora? Pomiń straty.

      Rys. 3.2.

      3.8. W projektowanym układzie hydraulicznym siłownik jednotłoczyskowy (taki jak na rys. 3.1a) ma wysuwać się z prędkością . Będzie na niego działać siła kN, zwrócona przeciwnie do prędkości wysuwu. Założone ciśnienie pracy układu MPa. Oblicz wymagane natężenie