最大の油圧シリンダーの力出力を計算する方法は？

ちょっと、そこ！最大の油圧シリンダーのサプライヤーとして、私はしばしば、これらの巨大な機器の力出力を計算する方法を尋ねられます。特に、重いデューティアプリケーションで油圧シリンダーを使用したい場合は、これは重要な質問です。それでは、すぐに飛び込み、プロセスを分解しましょう。

まず、油圧シリンダーの背後にある基本原理を理解することが重要です。彼らはパスカルの法則に基づいて機能します。これは、圧力が閉じ込められた流体に適用されると、液体全体で圧力の変化が起こると述べています。油圧シリンダーでは、この圧力は力を生成するために使用されます。

油圧シリンダーの力出力を計算するための式は非常に簡単です。

$ f = p \ times a $

どこ：

• $ f $はニュートン（n）の力出力です
• $ p $は、パスカル（PA）の油圧液の圧力です
• $ a $は、平方メートルのピストンの断面領域です（$ m^{2} $）

ピストンのクロス - セクションエリア（$ a $）から始めましょう。ピストンは、前後に移動する油圧シリンダーの一部であり、その面積は力の出力を決定するのに大きな役割を果たします。ピストンに円形の形状がある場合（これは非常に一般的です）、式を使用して領域を計算できます。

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

ここで、$ r $はピストンの半径です。たとえば、最大の油圧シリンダーのピストンの半径が0.5メートルの場合、十字断面領域は次のとおりです。

$ a = \ pi \ times（0.5）^{2} \ amptx3.14 \ times0.25 = 0.785m^{2} $

それでは、圧力（$ p $）について話しましょう。油圧システムの圧力は、油圧ポンプによって生成されます。ポンプは油圧液をシリンダーに押し込み、圧力をかけます。圧力はPascalsで測定されますが、実際の世界アプリケーションでは、1平方インチ（PSI）などのバーやポンドなどのより実用的なユニットを使用します。

1 barは100,000人のパスカルに等しく、1 psiは約6894.76パスカルです。力式を使用するには、圧力をパスカルに変換する必要があります。油圧システムの圧力が200のバーであるとしましょう。これをパスカルに変換するために、100,000を掛けます。

$ p = 200 \ times100000 = 20000000pa $

クロス - 断面面積（$ a $）と圧力（$ p $）の両方ができたので、力出力（$ f $）を計算できます。例からの値を使用してください：

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

それは膨大な力です！そして、これは基本的な例です。実際のシナリオでは、力の出力に影響を与える可能性のある他のいくつかの要因があります。

これらの要因の1つは、油圧システムの効率です。 100％効率的なシステムはありません。シリンダーの摩擦による損失、油圧ラインの漏れ、およびその他の要因があります。井戸の維持された油圧システムの典型的な効率は、約80〜90％です。したがって、例で85％の効率を想定している場合、実際の力出力は次のとおりです。

$ f_ {実際の} = 0.85 \ times15700000 = 13345000n $

考慮すべきもう1つの要因は、シリンダーの負荷です。負荷が高すぎると、システムの圧力とピストンの動きに影響を与える可能性があります。たとえば、シリンダーがaで使用されている場合大きな油圧シリンダー非常に重いオブジェクトを持ち上げる必要があるアプリケーションでは、システムの圧力が増加して負荷を克服する可能性があります。

いくつかの特定のアプリケーションを見てみましょう。例えば、クレーンシリンダー油圧シリンダーの一般的なユースケースです。クレーンでは、油圧シリンダーを使用して、重い荷重を持ち上げて移動します。クレーンシリンダーに必要な力出力を計算するには、最初に持ち上げるのに必要な負荷の重量を知る必要があります。

50,000 kgの負荷を持ち上げたいとしましょう。この負荷の重量は、式$ w = m \ times g $を使用して計算できます。ここで、$ m $は質量（50,000 kg）、$ g $は重力による加速（約9.81 m/s²）です。

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

現在、油圧システムの効率とその他の要因を考慮すると、必要な圧力とピストン領域を計算できます。 80％の効率を想定している場合、シリンダーの力出力は次のとおりです。

$ f_ {必須} = \ frac {490500} {0.8} = 613125n $

油圧システムの圧力がわかっている場合、たとえば150バー（または15000000 PA）など、ピストンの必要な十字断面領域を計算できます。

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

そして、この地域からは、ピストンの半径を見つけることができます。

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

のサプライヤーとして最大の油圧シリンダー、これらの計算は、アプリケーションに適したシリンダーを選択するために不可欠であることがわかります。力出力が少なすぎるシリンダーを選択した場合、負荷を処理することはできません。一方、力が多すぎるシリンダーを選択した場合、必要以上に多くのお金を費やすことになります。

幅広い油圧シリンダーを提供しており、専門家チームが計算を支援できます。クレーンプロジェクト、重い義務建設機器、または強力な油圧シリンダーを必要とするその他のアプリケーションに取り組んでいるかどうかにかかわらず、私たちはあなたをカバーしています。

当社の製品についてもっと学ぶことに興味がある場合、または特定のアプリケーションの力出力を計算するためのサポートが必要な場合は、お気軽にご連絡ください。お客様のニーズに合わせて完璧な油圧シリンダーソリューションを見つけるのを支援するためにここにいます。詳細な相談については、このエキサイティングな旅を一緒に始めましょう！

参照

• 「油圧と空気圧：技術者とエンジニアのガイド」Andrew Parr
• Anthony Espositoによる「アプリケーション付きの流体電力」