คำนวณแรงดัน/ดึงและความเร็วกระบอกสูบไฮดรอลิก
แรงของกระบอกสูบไฮดรอลิกเป็นตัวกำหนดว่าเครื่องอัด ระบบยก แคลมป์ หรืออุปกรณ์ขับเคลื่อนสามารถรับภาระที่ออกแบบไว้ได้หรือไม่ เครื่องคำนวณนี้หาแรงดันและแรงดึงที่ความดันใช้งานและขนาดรูเจาะใดก็ได้ โดยคำนึงถึงพื้นที่หน้าตัดก้านที่ลดพื้นที่วงแหวนประสิทธิผลในช่วงชักถอย ใช้ในขั้นตอนการเลือกกระบอกสูบ การปรับขนาดใหม่ หรือการวินิจฉัยปัญหาแรงส่งออกต่ำ และเปรียบเทียบผลลัพธ์กับพิกัดก้านและพิกัดฝาครอบของผู้ผลิต
แรงดัน = ความดันระบบคูณพื้นที่ลูกสูบเต็ม F = P × (π × bore² / 4) แรงดึงใช้พื้นที่วงแหวน F = P × π × (bore² − rod²) / 4 เนื่องจากก้านสูบแทนที่ของเหลวด้านก้าน ความดันแสดงเป็น psi หรือ bar ขนาดรูเจาะและก้านสูบเป็นนิ้วหรือมิลลิเมตร เครื่องคำนวณแปลงเป็นหน่วย SI ที่สอดคล้องกันก่อนประเมิน ความเสียดทานที่ซีลและแผ่นรองมักลดแรงทางทฤษฎีลงประมาณ 5–10% ดังนั้นวิศวกรจึงเผื่อความปลอดภัย 15–25% ในการเลือกกระบอกสูบสำหรับรอบการทำงาน ความเร็วขึ้นอยู่กับอัตราการไหลหารด้วยพื้นที่: ความเร็วยืด v = Q / A_piston, ความเร็วถอย v = Q / A_annulus ซึ่งเป็นเหตุให้การถอยเร็วกว่าการยืดที่อัตราการไหลเท่ากัน ความดันใช้งานต้องไม่เกินขีดจำกัดการโก่งตัวของก้าน พิกัดเกลียวฝาครอบ และช่วงความดันซีลแบบไดนามิกที่ผู้ผลิตระบุ
วิศวกรเครื่องกลที่ออกแบบเครื่องอัด 50 ตัน เลือกกระบอกสูบรูเจาะ 5 นิ้วที่ความดัน 2,800 psi และใช้เครื่องคำนวณยืนยันว่าแรงดันฝาด้านหน้าเกิน 100,000 lb ที่โหลดสูงสุดโดยมีสำรอง 20% ก่อนออกคำสั่งซื้อ
ช่างเทคนิคภาคสนามที่พบว่าบูมรถขุดยกช้ากว่าสเปก วัดความดันรีลีฟจริงได้ 2,100 psi แทนที่จะเป็น 2,500 psi เมื่อรันเครื่องคำนวณด้วยค่าที่ต่ำกว่าจะได้แรงที่สังเกตได้จริง และระบุสาเหตุว่าเกิดจากการตั้งค่าวาล์วรีลีฟ
หัวหน้าฝ่ายบำรุงรักษาที่เปลี่ยนกระบอกสูบแคลมป์ขนาด 3 นิ้วเป็นขนาด 2.5 นิ้ว ตรวจสอบว่าลูกสูบใหม่ยังสามารถส่งแรงยึด 12,000 lb ที่จำเป็นในการยึดฟิกซ์เจอร์ที่ความดันระบบ 2,500 psi เดิมได้
ในกระบอกสูบแบบดับเบิลแอ็กติ้งมาตรฐาน ก้านสูบจะครองพื้นที่ส่วนหนึ่งที่ด้านดึง พื้นที่ที่ลดลงนี้ (พื้นที่วงแหวน) ทำให้แรงต่ำกว่าที่ความดันเดียวกัน
ใช่ กระบอกสูบในงานจริงสูญเสียแรงทางทฤษฎีประมาณ 5-10% ให้กับความเสียดทานซีล ควรออกแบบระบบโดยเผื่อความดันสำรองเพื่อชดเชยส่วนนี้เสมอ
ความเร็ว = อัตราการไหล / พื้นที่ หากต้องการให้กระบอกสูบเคลื่อนที่เร็วขึ้น ต้องเพิ่มอัตราการไหลของปั๊ม หรือใช้กระบอกสูบที่มีรูเจาะขนาดเล็กลง
ใช้หน่วยเดียวกับที่เกจของคุณแสดง เครื่องคำนวณรับทั้ง psi และ bar และแสดงแรงเป็นปอนด์หรือนิวตันตามลำดับ การใช้หน่วยผสมกันเป็นสาเหตุที่พบบ่อยที่สุดของความผิดพลาด 14.5 เท่า