Праця і сила - Максикури
Фізичні явища, такі як:
- вага;
- міцність;
- швидкість;
- тиск;
- і потік;
ніж ти вчився є лише засобом дати зрозуміти, що мета, яку шукають, - це робота що може виконати гідравлічна машина.
Однак, якщо ти добре опануєш ці параметри, а також взаємозв'язки, що існують між ними, Вам не складе труднощів вивчити та зрозуміти поняття:
У міжнародній системі (СІ) робота виражається добутком сили в ньютонах на відстань у метрах (Н м).
Робота (Ш) = F L.
- F в N (ньютони)
- L - в м (метри)
Гідравлічне зусилля (F) в СІ дорівнює
F = p S.
- сторв паскалях (Па)
- S - в квадратних метрах (м 2).
Гідравлічна робота в СІ виражається наступним чином:
Чому = (p S) d.
- Па (паскалі) = Н/м 2 (ньютони/м 2)
- Розріз = м 2
- Відстань = м
Отримуємо:
.
Візьміть конкретну ситуацію, щоб краще зрозуміти цей вислів. Скасування m 2 дає N m (N m), що є виразом роботи.
У целюлозно-паперовій фабриці, де потрібно підняти рулони паперу масою 10 000 кг, домкрат встановлений на кожному кінці рулону. Балони повинні піднімати ролик на відстань 1,2 метра.
Розрахуємо роботу, яку потрібно виконати:
W = F 1 і F = Mg;
Ш = 10 000 9,81 Н 1,2 метра;
Ш = 117 720 Н м.
Ньютон х метрів дорівнює одному Джоулю (J).
Отже, кожен домкрат виконує половину роботи, тобто: 58 860 Н м або 58860 Дж. Для вибору домкрата ми транспонуємо механічну роботу у формулу гідравлічної роботи:
Добуток p S повинен давати 49 050 Н.
Якщо ми виберемо циліндр з діаметром отвору 200 мм, ми можемо знайти переріз (S) у квадратних метрах.
.
Знайдемо необхідний тиск у паскалях та барах.
Починаючи з: p S = 49 050 Н.
р = 1,562,102 Па = 15,62102 10 5 Па;
Це дає циліндр, поршень якого має діаметр 200 мм і який повинен знаходитися під тиском 15,62 бар. Інший вибір діаметра поршня можна зробити, регулюючи відповідно тиск.
Окрім механічних та гідравлічних робіт, необхідно враховувати і потужність який визначає робота, виконана за одиницю часу.
Загалом, якщо ти швидко робиш роботу, необхідна потужність (P) більша що якщо нам знадобиться більше часу, щоб це зробити.
Очевидно, те саме в гідравліці.
Наприклад, гідроциліндр, який піднімає вантаж 500 кгс на відстані 0,60 м виконує роботу (W) з:
W = F L = M g L;
Ш = 500 9,81 0,60 = 2943 Н м.
Якщо цей гніздо виконає роботу за чотири секунди, потужність буде такою:
.
Основна одиниця потужність - ват. Так сила буде р = 735,75 Вт.
В кінці рядка, циліндр повинен поглинати потужність 735,75 Вт виконати запитуване завдання.
Можу також перетворення потужності в кінські сили (к.с.) щоб дозволити нам розрахувати потужність в CV електричних двигунів, що ведуть насоси.
або приблизно 1 резюме.
Повернемося до попередньої ситуації і дозволимо виконавчому механізму виконати роботу довше: 6 секунд замість 4.
Протягом часу прогноз задіяної потужності повинен зменшуватися. Новий розрахунок потужності дає:
.
Нехай р = 490,5 Вт.
Перетворимо потужність на CV:
.
Логічно, цей розрахунок підтверджує зменшення з 1 до 0,66 CV.
Тепер, коли була оцінена механічна потужність, потрібна домкрату, ми повинні знайти гідравлічні параметри, які зможуть генерувати цю потужність. Ось як туди дістатися.
1. Механічна робота = F l.
2. Механічна потужність (P):
P = оскільки L/t виражає швидкість (у м/с).
3. Гідравлічне зусилля = p S
4. Отже гідравлічна робота = p S l
5. Крім того, гідравлічна потужність =
6. Гідравлічну потужність (P) також можна виразити наступним чином:
Знаючи, що = потік Q v .
Отже, P = p * Q v
З P у ватах (w), p = тиск Н/м 2 (паскаль).
Q v = швидкість потоку, м 3/секунду.
Крутний момент p S містить два гідравлічні параметри, які слід шукати та враховувати при виборі гідравлічних компонентів, p - необхідний тиск, який виражається в паскалях у міжнародній системі, а S - переріз, виражений у квадратних метрах (м 2).
Коли ми оцінюємо потужність, яку розподільник розсіює для виконання роботи за визначений час, ми виявляємо чиста потужність , те, що відповідає вимогам машини.
Але слід розуміти, що потужність, що вводиться в машину, не передається повністю на виконавчі механізми. Між вхідною та вихідною потужністю існують різні типи втрат:
- втрати на тертя;
- втрати вентиляції;
- тепловтрати (теплові).
Тому корисна сила, яка використовується для виконання роботи, дорівнює потужності, що поглинається на вході виконавчого механізму мінус втрати. Що виражається в балансі:
Корисна потужність (Pu) = Поглинена потужність (Па) - втрати
Pu = Pa - втрати
З Pu = .
Використовуючи корисну потужність та поглинену потужність, можна розрахувати ефективність системи або її компонента. Врожайність тому відповідає співвідношення між корисною (корисною) потужністю та споживаною потужністю.
Урожайність () = .
Урожайність завжди менша або дорівнює 1. Щоб отримати врожай, представлений у відсотках, ми множимо на 100.
Тому: .
Загалом, гідравлічні системи мають a середня ефективність близько 70%.
Приклад 1:
Ось практична ситуація що допоможе вам зрозуміти та оцінити явище врожайності (год).
Гідроциліндр повинен підняти масу 850 кг на висоту 1,6 м за 15 секунд. Ефективність циліндра становить 80% (рисунок 1.20) .
Як розрахувати потужність, поглинуту циліндром ?
.
Знайдемо корисну потужність:
Ефективність балона:
Знайдемо поглинену потужність:
Якщо ми обчислимо втрати, оцінені в Н м/с, спричинені домкратом:
Втрати = 1112 Н м/с - 889 Н м/с;
Втрати = 223 Н м/с.
Ось кілька похідних одиниць, які вам знадобляться дуже корисними:
- робота висловлюється в джоулях (J);
1 Дж = 1 Н м.
- потужність виражається у ватах (Вт);
1 Вт = 1 джоуль/с;
1 Вт = 1 Н м/с.
- потужність також виражається в кінських силах (CV);
- В міжнародна система, сила виражається у ватах:
Коли робота та потужність необхідні приводу для виконання свого завдання, витрата (Q v) і тиск (P), які стають факторами, що допомагають у виборі інших компонентів, і особливо у виборі належного гідравлічного насоса.
Підсумкові розрахунки, які ви щойно провели, дозволять вам зробити більш обгрунтований вибір компонентів, навіть якщо тут не вивчено кілька інших фізичних факторів.
Приклад 2:
Усі вивчені вами параметри досі реалізовані у випадку, показаному на наступному малюнку .
Вивчіть це добре, по черзі крок за кроком.
Потужність приводу та вихідна потужність:
Наступні пояснювальні примітки містять всю інформацію, необхідну для вивчення параметрів (витрата, швидкість, тиск, сила, робота, потужність та ефективність):
- Домкрат повинен підняти рулон паперу масою 13500 кг на висоту 180 мм, і це за 20 секунд.
- Ми вирішили виконати роботу з тиском 30 бар.
- ККД циліндра дорівнює 93%.
- Ефективність решти системи становить 94%.
- ККД двигуна становить 88%.
Необхідно вивчити цю гідравлічну систему у 3 кроки:
- обчислювальний робота для досягнення;
- обчислювальний Потужність необхідні в системі обробки;
- шляхом визначення потужність для введення до насоса, що приводиться в рух двигуном.
Робота, яку потрібно виконати:
Робота (Ш) = F 1;
Ш = 23838 Н м;
Ш = 23838 джоулів.
Тепер ми можемо визначити, якою буде необхідна вихідна потужність:
.
звідси потужність, що поглинається домкратом:
Поглинена потужність (Па) =;
Споживана потужність = 1,282 Вт.
Давайте оцінимо витрату в л/хв, яку повинен забезпечувати насос, знаючи, що насос повинен подавати на циліндр 1282 Вт потужності,
Гідравлічна потужність (P) = p * Q v;
ми визначаємо, якою буде потужність, що поглинається системою трансформації.
Поглинена потужність (Па) =
p '= 3 192 136 Н/м 2
p '= 31,92136 10 5 Н/м 2 = 31,92 бар
Знаючи, що 736,5 Вт = 1 к.с., приводний двигун гідравлічного насоса повинен бути не менше (у к.с.):
CV (приводний двигун):
CV = 2,10 CV.
Коротко про роботу та потужність:
В результаті цього дослідження ви зможете запам’ятати наступні моменти:
.
Ви вже оцінили цей курс.
Відкрийте для себе інші курси, які пропонує Maxicours !