Drück-/Zugkraft und Geschwindigkeit des Hydraulikzylinders berechnen.
Die Kraft eines Hydraulikzylinders entscheidet darüber, ob eine Presse, ein Hebezeug, eine Klemmvorrichtung oder ein Aktuator die konstruktiv vorgesehene Last aufbringen kann. Dieser Rechner ermittelt Schub- und Zugkraft bei beliebigem Betriebsdruck und Bohrungsdurchmesser – unter Berücksichtigung des Kolbenstangenquerschnitts, der beim Einfahrhub die wirksame Ringfläche verringert. Verwenden Sie ihn bei der Zylinderauswahl, der Nachrüstauslegung oder der Fehlersuche bei zu geringer Ausgangskraft, und vergleichen Sie das Ergebnis mit den veröffentlichten Nennwerten für kolbenstangenseitigen und bodenseitigen Anschluss.
Die Schubkraft entspricht dem Systemdruck multipliziert mit der vollen Kolbenfläche: F = P × (π × D² / 4). Die Zugkraft verwendet die Ringfläche: F = P × π × (D² − d²) / 4, da die Kolbenstange auf der Stangenseite Fluid verdrängt. Der Druck wird in psi oder bar angegeben, Bohrung und Stangendurchmesser in Zoll oder Millimeter; der Rechner wandelt in einheitliche SI-Einheiten um. Reibungsverluste an Dichtungen und Führungen reduzieren den theoretischen Wert typischerweise um 5–10 %, weshalb Konstrukteure bei der Zylinderauswahl für einen Lastspielzyklus eine Sicherheitsreserve von 15–25 % einplanen. Die Kolbengeschwindigkeit ergibt sich aus dem Volumenstrom dividiert durch die Fläche: Ausfahrgeschwindigkeit v = Q / A_Kolben, Einfahrgeschwindigkeit v = Q / A_Ring – daher ist das Einfahren bei gleichem Volumenstrom schneller als das Ausfahren. Der Betriebsdruck muss unterhalb der Knickgrenze der Kolbenstange, der Gewindetragfähigkeit des Zylinderbodens und des vom Hersteller angegebenen Druckfensters für dynamische Dichtungen bleiben.
Ein Maschinenbauingenieur, der eine 50-Tonnen-Verdichtungspresse auslegt, wählt einen Zylinder mit 5-Zoll-Bohrung bei 2.800 psi und überprüft mit dem Rechner, ob die bodenseitige Schubkraft die Spitzenlast von 100.000 lb mit einer Reserve von 20 % überschreitet, bevor er die Bestellung aufgibt.
Ein Servicetechniker an einem Baggerausleger, der langsamer als spezifiziert hebt, misst den tatsächlichen Systemdruck am Druckbegrenzungsventil mit 2.100 psi statt 2.500 psi; die Eingabe des niedrigeren Werts im Rechner reproduziert die beobachtete Kraft und isoliert den Fehler als falsche Einstellung des Druckbegrenzungsventils.
Ein Instandhaltungsleiter, der einen 3-Zoll-Klemmmzylinder durch eine 2,5-Zoll-Einheit ersetzt, prüft mit dem Rechner, ob der neue Kolben bei bestehendem Systemdruck von 2.500 psi noch die erforderliche Klemmkraft von 12.000 lb zum Halten einer Spannvorrichtung erzeugt.
Bei einem doppeltwirkenden Standardzylinder nimmt die Kolbenstange auf der Zugseite einen Teil der wirksamen Fläche ein. Diese verringerte Ringfläche führt bei gleichem Druck zu einer geringeren Kraft.
Ja. Reale Zylinder verlieren durch Dichtungsreibung etwa 5–10 % ihrer theoretischen Kraft. Das System sollte daher immer mit einer Druckreserve ausgelegt werden, um diese Verluste zu kompensieren.
Geschwindigkeit = Volumenstrom / Fläche. Um einen Zylinder schneller zu bewegen, muss entweder der Pumpenstrom erhöht oder ein Zylinder mit kleinerem Bohrungsdurchmesser eingesetzt werden.
Verwenden Sie die Einheit, die Ihr Manometer anzeigt. Der Rechner akzeptiert psi oder bar und gibt die Kraft entsprechend in Pfund oder Newton aus; Einheitenfehler sind die häufigste Ursache für einen 14,5-fachen Berechnungsfehler.