유압 실린더 힘 운동 방법: 밀기, 효과기 및 톤수 기본 사항

크레인이나 리프트 플랫폼 옆에 서서 실린더가 실제로 얼마나 많은 부하를 움직일 수 있는지 궁금해한 적이 있다면 답은 하나의 관계로 귀결됩니다. 즉, 오일의 압력에 오일이 미는 면적을 곱한 것입니다. 이것이 모든 유압 실린더 힘 계산의 핵심이며, 몇 번 반복하면 제2의 천성이 됩니다.

우리는 크레인, 공중 작업 플랫폼, 견인 트럭 및 파일링 장비용 실린더를 제작하므로 일주일의 대부분을 이 연산에 소비합니다. 아래는 우리가 실제로 사용하는 방법, 미터법 및 영국식 단위 모두에서 작업된 예, 종이의 숫자가 현장의 숫자와 일치하는지 여부를 결정하는 작은 세부 사항입니다.

핵심 공식: 힘은 압력 시간 면적과 같습니다.

모든 계산은 F = P × A로 시작됩니다. 여기서 힘은 뉴턴(또는 파운드 힘), 압력은 파스칼(또는 psi), 면적은 평방 미터(또는 평방 인치)로 측정됩니다. 유일한 실제 작업은 올바른 영역을 찾는 것입니다. 복동 실린더는 오일이 흐르는 방향에 따라 두 가지 다른 실린더를 제공하기 때문입니다.

푸시 포스(확장)

오일이 캡 끝으로 들어가면 피스톤의 전체 면에 작용합니다. 보어 직경 D의 경우 면적은 A = π × D² ¼ 4입니다. 여기에 작동 압력을 곱하면 확장력이 됩니다.

당기는 힘(수축)

오일이 로드 끝 부분에 들어가면 로드 자체가 피스톤 면의 일부를 차지합니다. 로드 직경이 d인 경우 유효 면적은 A = π × (D² − d²) ¼ 4가 됩니다. 로드가 항상 면적을 제거하기 때문에 후퇴력은 항상 확장력보다 낮으며, 일반적인 로드 대 보어 비율에서 30~45% 정도 되는 경우가 많습니다.

단위를 일관되게 유지하십시오. 평방 인치와 막대를 혼합하는 것은 말도 안되는 결과의 가장 일반적인 소스이며 스프레드시트는 경고 없이 자신감 있고 잘못된 답변을 기꺼이 반환합니다.

따라할 수 있는 실제 사례

복동 실린더의 보어가 100mm이고 로드가 70mm이며 작동 압력이 200바라고 가정합니다.

1. 압력을 변환합니다: 200바 = 20 MPa = 20 N/mm².
2. 피스톤 면적: π × 100² ¼ 4 = 7,854mm².
3. 로드 면적: π × 70² ¼ 4 = 3,848mm².
4. 확장력: 20 × 7,854 = 157,080 N, 즉 약 157kN.
5. 수축력: 20 × (7,854 − 3,848) = 80,120 N, 즉 약 80kN.

대략 16톤을 밀고 8톤을 당기는 힘의 톤은 기계의 지정 방식을 바꿀 만큼 충분히 큽니다. 영국식 용어로 설명된 동일한 실린더(2,500psi에서 4인치 보어 및 2인치 로드)는 약 31,400lbf 확장 및 23,560lbf 수축을 제공합니다. 비율은 동일하게 유지되므로 도면 세트 간에 이동할 때 상태를 쉽게 확인할 수 있습니다.

보어, 로드 및 압력을 올바르게 설정하기

계산은 입력만큼만 유효하며 그 중 세 가지가 우리가 보는 대부분의 오류를 유발합니다.

• 보어 는 튜브의 외부 직경이나 엔드 캡의 직경이 아닌 배럴의 내부 직경입니다.
• 로드 직경 크롬 표면에서 측정해야 합니다. 도금 두께와 마모는 공칭 도면 값을 사용하는 것보다 중요하지 않습니다.
• 압력 펌프의 최대 정격이 아니라 실린더 포트의 작동 압력이어야 합니다. 릴리프 밸브 설정은 작동 지점이 아니라 천장입니다.

릴리프 설정만 알고 있는 경우 해당 값으로 계산을 실행하여 실린더가 생성할 수 있는 최대 힘을 ​​찾은 다음 일반적인 작동 압력으로 이를 반복하여 기계가 일상 작업에서 사용하는 것을 확인합니다. 둘 사이의 격차는 기계가 한 기능에서는 과도하게 구축되고 다른 기능에서는 미미하다고 느끼는 이유를 종종 설명합니다.

힘을 톤수로 변환

사이트 언어는 킬로뉴턴이 아닌 톤 단위로 실행됩니다. 변환하려면 뉴턴을 9,810으로 나눕니다. 1미터톤 힘은 9.81kN과 같기 때문입니다. 위의 157kN은 약 16톤이 되며, 이는 대부분의 운영자가 즉시 상상할 수 있는 수치입니다.

어떤 톤을 사용하고 있는지 확인하세요. 미국 톤은 2,000lbf이고 미터법 톤은 2,205lbf이며, 그 10% 차이는 정확히 잘못된 순간에 표면화되는 방법이 있습니다.

실제 힘이 공식보다 낮은 이유

이 공식은 이상적인 실린더를 설명합니다. 실제 하드웨어는 약간의 손실이 발생하므로 하드웨어가 어디로 가는지 이해하면 추가할 마진을 판단하는 데 도움이 됩니다.

씰 및 가이드 마찰

피스톤 씰, 로드 씰 및 가이드 링은 모두 움직임에 저항합니다. 마모되었거나 너무 꽉 조여짐 물개 이 수치를 올리면 몇 달 동안 사용하지 않은 실린더가 계속 움직이는 데 필요한 압력보다 눈에 띄게 높은 압력으로 인해 파손되는 경우가 많습니다.

배압

반대쪽 챔버에서 나가는 오일은 호스, 밸브 및 필터를 통해 이동해야 합니다. 이러한 제한으로 인해 동작에 반대되는 배압이 생성되므로 순 힘은 작동 압력에서 복귀측 힘을 뺀 값입니다.

측면 하중 및 정렬 불량

축에서 벗어난 실린더가 약간 구부러지고 로드가 가이드에 걸리며 마찰이 급격히 증가합니다. 이는 유압 문제가 아닌 기계적 문제이며 추가 압력을 가해도 문제가 깔끔하게 해결됩니다.

계획수당으로 이론치보다 5~15% 정도 낮을 것으로 예상합니다. 안전과 관련된 모든 경우에는 계산된 수치를 보증이 아닌 최대치로 간주하십시오.

안전계수 선택

현실적인 힘 수치를 얻은 후 다음 결정은 얼마만큼의 마진을 유지할 것인지입니다. 보편적인 대답은 없지만 다음과 같은 출발점은 이동식 기계에 적합합니다.

• 부드러운 사이클링으로 꾸준하고 잘 안내되는 하중: 1.5
• 충격 하중, 잦은 반전 또는 고르지 않은 지면: 2.0 이상
• 사람이 관련된 응용 분야: 일반적으로 2보다 훨씬 높은 해당 기계 표준을 따르십시오.
• 긴 스트로크 실린더: 압력이 가해지기 전에 설계를 제한하는 경우가 많기 때문에 로드 버클링을 별도로 확인하십시오.

관대 한 안전 계수는 무료가 아닙니다. 무게, 비용, 열이 추가되므로 반사보다는 실제 임무를 반영하는 숫자가 목표입니다. 이것이 바로 우리가 고객에게 압력 및 보어와 함께 듀티 사이클을 요청하는 이유이기도 합니다.

숫자에서 지속되는 실린더로

필요한 힘을 아는 것은 시작에 불과합니다. 그런 다음 실린더는 로드가 휘거나 씰이 울지 않고 먼지, 비, 온도 변화 속에서 수천 번의 주기에 걸쳐 이를 전달해야 합니다.

예를 들어, 트럭 장착형 크레인의 경우 붐 각도가 상승함에 따라 러핑 힘이 지속적으로 변하며, 최악의 경우는 일반적으로 최대 부하에서 낮은 각도에 도달합니다. 평균 크기로 조정하면 중요한 순간에 기계가 부족해집니다.

트럭 장착형 크레인 유압 러핑 실린더 다양한 높이와 거리에서 들어 올릴 수 있도록 붐 각도를 조정합니다. 이중 실린더 옵션은 러핑 힘 변경에 대한 크기 고려 사항과 함께 더 무거운 하중을 지원합니다. 제품보기 →

가위식 리프트는 다른 변형을 가져옵니다. 여러 개의 리프팅 실린더가 하중을 공유하고, 실린더당 필요한 힘은 플랫폼이 이동 하단에 있고 연결 각도가 가장 적합하지 않을 때 가장 높습니다. 이것들은 뒤에 앉아있는 일종의 세부 사항입니다. 특정 애플리케이션에 대한 설계 고려 사항 , 보어를 고정하기 전에 확인해 볼 가치가 있습니다.

가위 리프트 공중 플랫폼 유압 리프팅 실린더 단동 실린더는 부드러운 위치 조정을 위해 댐핑 구멍이 있는 플랫폼을 올리고 내립니다. 여러 실린더가 부하를 공유하므로 최악의 경우 연결력을 확인할 가치가 있습니다. 제품보기 →

의무가 특이한 경우

파이프 재킹은 간단한 공식이 시작에 불과한 작업의 좋은 예입니다. 메인 재킹 실린더는 전체 파이프 스트링을 지면을 통해 밀어 넣기 때문에 필요한 힘은 전체 스트링을 따른 마찰, 표면의 토양 저항 및 파이프 자체의 무게를 감당해야 합니다. 계산은 여전히 ​​압력에 면적을 곱한 것이지만 면적이 커야 하고 긴 스트로크에 걸쳐 압력을 지속적으로 사용할 수 있어야 합니다.

파이프 잭킹 기계 유압 메인 잭킹 실린더 강력한 추력과 정확한 확장을 제공하는 파이프 재킹의 핵심 동력원; 힘 크기 조정은 파이프 스트링을 따른 마찰과 면 저항을 포함해야 합니다. 제품보기 →

이와 같은 경우 실린더는 카탈로그에서 선택하는 것이 아니라 하중을 중심으로 설계되며, 힘 수치는 최종 답이 아닌 사양의 첫 번째 줄이 됩니다.

힘 계산은 노력에 대한 보상을 여러 번 반복하는 작은 기술 중 하나입니다. 압력, 면적 및 톤수 사이를 자신있게 이동할 수 있게 되면 몇 분 안에 공급업체의 도면이 제대로 작동하는지 확인할 수 있고, 크기가 작은 실린더가 기계에 도달하기 전에 발견할 수 있으며, 견인력이 미는 힘과 동일하지 않은 이유를 고객에게 설명할 수 있습니다.

계산에 대한 추가 정보를 원하시면 보어, 로드 직경, 압력 및 장착 스케치를 보내주십시오. 우리는 제품이 제조되기 전에 항상 수치를 통해 이야기를 나누는 것을 기쁘게 생각합니다.