Как да изчислим силата на изхода на най -големия хидравличен цилиндър?

Ей там! Като доставчик на най -големия хидравличен цилиндър, често ме питат как да изчисля силата на изхода на тези масивни части от оборудването. Това е решаващ въпрос, особено ако искате да използвате хидравлични цилиндри в тежки приложения. Така че, нека се потопим точно и да разградим процеса.

Първо, важно е да се разбере основният принцип зад хидравличните цилиндри. Те работят по закона на Паскал, който гласи, че когато се прилага налягането върху затворена течност, промяната на налягането се случва в цялата течност. В хидравличен цилиндър това налягане се използва за генериране на сила.

Формулата за изчисляване на силата на изхода на хидравличен цилиндър е доста ясна:

$ F = p \ times a $

Къде:

• $ F $ е изходът на силата в Newtons (n)
• $ P $ е налягането на хидравличната течност в паскалите (PA)
• $ A $ е кръстосаната зона на буталото на квадратни метра ($ M^{2} $)

Да започнем с кръстосаната зона на секцията ($ A $) на буталото. Буталото е частта от хидравличния цилиндър, който се движи напред -назад, а неговата зона играе огромна роля за определяне на изхода на силата. Ако буталото има кръгла форма (която е много често срещана), можете да изчислите площта с помощта на формулата:

$ A = \ pi \ times r^{2} $

Тук $ r $ е радиусът на буталото. Например, ако радиусът на буталото на най -големия ни хидравличен цилиндър е 0,5 метра, тогава зоната на напречното сечение ще бъде:

$ A = \ pi \ times (0.5)^{2} \ приблизително3.14 \ times0.25 = 0.785m^{2} $

Сега, нека поговорим за натиска ($ P $). Налягането в хидравличната система се генерира от хидравлична помпа. Помпата принуждава хидравличната течност в цилиндъра, създавайки налягане. Налягането се измерва в паскалите, но в реални световни приложения често използваме по -практични единици като барове или килограми на квадратен инч (psi).

1 бар е равен на 100 000 паскали, а 1 psi е приблизително 6894,76 паскали. За да използвате формулата на силата, трябва да преобразувате налягането в паскали. Да речем, че налягането в нашата хидравлична система е 200 бара. За да преобразуваме това в паскали, ние умножаваме по 100 000:

$ P = 200 \ times100000 = 20000000pa $

Сега, когато имаме както кръстосаната секция ($ A $), така и налягането ($ P $), можем да изчислим изхода на силата ($ f $). Използване на стойностите от нашите примери:

$ F = p \ times a = 20000000 \ times0.785 = 15700000n $

Това е огромно количество сила! И това е само основен пример. В реални - световни сценарии има няколко други фактора, които могат да повлияят на продукцията на силата.

Един от тези фактори е ефективността на хидравличната система. Нито една система не е 100% ефективна. Има загуби поради триене в цилиндъра, течове в хидравличните линии и други фактори. Типичната ефективност за хидравличната система може да бъде около 80 - 90%. Така че, ако приемем ефективност от 85% в нашия пример, действителната продукция на силата би била:

$ F_ {действителен} = 0.85 \ times15700000 = 13345000n $

Друг фактор, който трябва да се вземе предвид, е натоварването на цилиндъра. Ако натоварването е твърде високо, това може да повлияе на налягането в системата и движението на буталото. Например, ако цилиндърът се използва в aГолям хидравличен цилиндърПриложение, където трябва да повдигне много тежък обект, налягането в системата може да се увеличи, за да преодолее товара.

Нека разгледаме някои конкретни приложения. Например,Кран цилиндъре често срещан случай за хидравлични цилиндри. В кран хидравличният цилиндър се използва за повдигане и преместване на тежки товари. За да изчислите изхода на силата, необходима за кранов цилиндър, първо трябва да знаете теглото на натоварването, от което се нуждае, за да повдигне.

Да речем, че искаме да вдигнем товар от 50 000 кг. Теглото на това натоварване може да се изчисли, като се използва формулата $ w = m \ пъти g $, където $ m $ е масата (50 000 кг), а $ g $ е ускорението поради гравитацията (приблизително 9,81 m/s²).

$ W = 50000 \ times9.81 = 490500n $

Сега, като се има предвид ефективността на хидравличната система и други фактори, можем да изчислим необходимото налягане и зона на буталото. Ако приемем ефективност от 80%, мощността на цилиндъра трябва да бъде:

$ F_ {изисква} = \ frac {490500} {0.8} = 613125n $

Ако знаем налягането в хидравличната система, да речем 150 бара (или 15000000 PA), можем да изчислим необходимата площ на напречното сечение на буталото:

$ A = \ frac {f} {p} = \ frac {613125} {15000000} = 0.040875m^{2} $

И от района можем да намерим радиуса на буталото:

$ r = \ sqrt {\ frac {a} {\ pi}} = \ sqrt {\ frac {0.040875} {3.14}} \ приблизително 0.114m $

Като доставчик наНай -големият хидравличен цилиндър, Мога да ви кажа, че тези изчисления са от съществено значение за избора на правилния цилиндър за вашето приложение. Ако изберете цилиндър с твърде малко изход на сила, той няма да може да се справи с товара. От друга страна, ако изберете цилиндър с прекалено голямо производство на сила, в крайна сметка ще харчите повече пари, отколкото е необходимо.

Ние предлагаме широк спектър от хидравлични цилиндри и нашият екип от експерти може да ви помогне при изчисленията. Независимо дали работите по проект за кранове, строително оборудване с тежко миене или друго приложение, което изисква мощен хидравличен цилиндър, ние ви покрихме.

Ако се интересувате да научите повече за нашите продукти или се нуждаете от помощ при изчисляване на изхода на силата за вашето конкретно приложение, не се колебайте да се свържете. Тук сме, за да ви помогнем да намерите перфектното решение за хидравличен цилиндър за вашите нужди. Свържете се с нас за подробна консултация и нека започнем това вълнуващо пътуване заедно!

ЛИТЕРАТУРА

• „Хидравлика и пневматика: Ръководство за техник и инженер“ от Андрю Пар
• „Течна мощност с приложения“ от Антъни Еспозито