İçeriğe atla
Eşittir

Hidrolik silindir kuvvet ve hız hesabı

Piston çapı, mil çapı, çalışma basıncı ve debiye göre hidrolik silindirin itme–çekme kuvvetini, piston hızını ve strok süresini hesaplar.

Hidrolik silindir çizimipbasınç girişiDdstrokFitme yönüpistongövdemil
Kesit görünüş: p basıncı D çaplı pistonun tüm alanına etki edip mili strok boyunca sağa iter, çekmede ise yalnızca d mil çapının düştüğü halka alanı iş görür.

Girdiler

ISO 6020 kovan çapları: 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200 mm.

Piston çapından küçük olmalı. 0 girilirse mil yokmuş gibi hesaplanır: itme ve çekme alanları eşitlenir.

Emniyet valfinin ayarlandığı sistem basıncı.

Silindire fiilen giden debi; hız ve süreyi bu belirler.

kN
—

Değerleri girince sonuç burada görünür.

Nasıl hesaplanır

Hidrolik silindirin kuvveti tek bir çarpımdan çıkar: basınç kere etkin alan. Birimleri karıştırmamak için pratik bağıntı F(N) = 0,1 · p(bar) · A(mm²) şeklinde kullanılır, çünkü 1 bar tam olarak 0,1 N/mm²'ye eşittir. İtme yönünde tüm piston alanı iş görürken, çekme yönünde milin kapladığı kesit devre dışı kaldığı için yalnızca halka alanı kalır; bu yüzden aynı basınçta çekme kuvveti her zaman daha küçüktür.

Hız ve süre kuvvetten bağımsızdır, onları debi belirler. Silindire giren yağ hacmi alan kere strok olduğundan, sabit debide kalın silindir yavaş, ince silindir hızlı hareket eder. Çekme yönünde etkin alan küçüldüğü için piston daha hızlı toplanır; buna karşılık piston tarafından tanka dönen debi alan oranı kadar büyür. Yön valfi ve dönüş hattı çoğu zaman pompa debisine göre değil, bu büyümüş dönüş debisine göre seçilmelidir.

Kovan ve mil çapları ISO 6020-2 (160 bar) ile ISO 6022 (250 bar) serilerinden seçilir; alan oranı φ bu serilerde genellikle 1,25 · 1,4 · 2 gibi standart değerlere denk gelir. Hesap teorik kuvveti verir — keçe sürtünmesi tipik olarak %5–10 kayıp yaratır, uzun stroklarda ise milin Euler burkulması kuvvetten önce sınır oluşturabilir. Strok/mil çapı oranı 20'yi aşıyorsa bağlama biçimine göre ayrı bir burkulma kontrolü şarttır.

Formül

  • A_piston = π·D²/4
  • A_halka = π·(D² − d²)/4
  • F = 0,1 · p[bar] · A[mm²] (N)
  • v = Q[L/dak] · 10⁶ / (60·A) (mm/s)
  • t = strok / v
  • P_hid = p[bar] · Q[L/dak] / 600 (kW)

Sık sorulanlar

Neden çekme kuvveti itme kuvvetinden düşük çıkıyor?

Çekme yönünde basınç, milin oturduğu halka alanına etki eder; milin kesiti kadar alan kaybolur. Örneğin 80 mm kovan ve 45 mm mil çapında halka alanı piston alanının yaklaşık %68'idir, dolayısıyla aynı basınçta çekme kuvveti de itmenin %68'i kadar olur.

Debiyi artırırsam silindir daha güçlü olur mu?

Hayır. Debi yalnızca hızı belirler; kuvveti basınç ve alan belirler. Daha hızlı hareket için debiyi, daha büyük kuvvet için basıncı veya kovan çapını artırmanız gerekir. Debiyi artırmak yalnızca pompanın çektiği gücü büyütür.

Hesaplanan kuvveti uygulamada tam olarak alabilir miyim?

Genellikle hayır. Piston ve mil keçelerinin sürtünmesi ile yataklama kayıpları nedeniyle mekanik verim tipik olarak %90–95 arasındadır. Buna ek olarak hortum, valf ve filtre üzerindeki basınç düşümü silindir girişindeki basıncı azaltır; seçim yaparken en az %15 pay bırakmak yerinde olur.

Bunu da dene

Mil burulma

MPa

Güç aktaran dolu veya boş dairesel milde burulma gerilmesini, güvenlik katsayısını, gereken minimum çapı ve burulma açısını hesaplar.

Cıvata sıkma torku

N·m

Metrik cıvata için sıkma torkunu ve elde edilen ön yükleme kuvvetini VDI 2230 yöntemiyle hesaplar.

Basınç çevirme

bar

Bar, psi, pascal, atmosfer ve mmHg arasında basınç çevirir.

Birim Çevirme

Motor güç–tork

N·m

Motor gücü ile devir sayısından torku, ya da tork ile devirden gücü hesaplar; açısal hız ve beygir karşılıklarını da verir.

Elektrik & Motor