Hydraulikzylinder sind zum Herzstück von Schwerlastmaschinen geworden. Von Bulldozern bis hin zu Kränen spielen diese Zylinder eine wichtige Rolle. Es ist jedoch von entscheidender Bedeutung, den genauen Druck zu kennen, den ein Hydraulikzylinder bieten kann. Aus diesem Grund haben wir einen Artikel darüber geschrieben, wie man den Druck von Hydraulikzylindern berechnet.
Hydraulikzylinder können unterschiedliche Druckstufen haben. Kleine Zylinder verbrauchen zum Beispiel weniger Hydraulikflüssigkeit. Sie üben also weniger Druck auf den Kolben aus und umgekehrt. Die schweren Maschinen bestehen aus Zylindern, die einen hohen Druck bieten. In diesem Artikel werde ich Ihnen die Berechnung des Drucks von Hydraulikzylindern erläutern.
Was ist der Druck in Hydraulikzylindern?
Die Zylinder arbeiten mit Hydraulikflüssigkeit. Diese Flüssigkeit übt in den Zylindern einen Druck aus, der den Kolben schiebt. Dieser Druck, der von der Flüssigkeit im Zylinder ausgeübt wird, wird als Hydraulikzylinderdruck bezeichnet. Das gesamte Hydrauliksystem ist auf diesen Druck angewiesen.
Hydraulische Systeme bestehen hauptsächlich aus Zylindern, Kolben und Flüssigkeit. Die Flüssigkeit tritt in die Zylinder ein, und die Kolbenstange befindet sich im Inneren des Zylinders. Die Flüssigkeit übt Druck auf die Oberfläche des Kolbens aus, wodurch sich der Kolben gegen den Flüssigkeitsdruck bewegt.
Die Kolbenstange fährt nach außen und führt die jeweilige Aufgabe aus. Sie kann alles tun, wie Heben, Ziehen oder Drücken. Die ganze Arbeit hängt also vom Druck der Hydraulikflüssigkeit ab. Aber wie hoch ist der Druck, den die Flüssigkeit im Inneren des Hydraulikzylinders ausübt? Diesen Druck zu kennen, ist in vielen Fällen entscheidend. Lassen Sie mich erklären, warum.
Sobald Sie den Druck kennen, können Sie den richtigen Zylinder verwenden. Verwenden Sie beispielsweise einen Zylinder mit hohem Druck, wenn Sie schwere Lasten heben müssen. Außerdem kann die Verwendung eines Zylinders mit geringem Druck zum Heben schwerer Lasten katastrophal sein. Der Zylinder liefert nicht genug Kraft, um das Objekt anzuheben. Im nächsten Abschnitt werde ich auf die Berechnungsmethode eingehen.
Wie berechnet man den Druck in Hydraulikzylindern?
Das Hydrauliksystem funktioniert nach dem Pascalschen Gesetz. Dieses Gesetz besagt, dass sich der Druck, der auf eine begrenzte Flüssigkeit ausgeübt wird, gleichmäßig in alle Richtungen überträgt. In einem Zylinder wirkt der auf die Flüssigkeit ausgeübte Druck gleichmäßig auf die gesamte Oberfläche des Kolbens. Gemäß dem Pascalschen Gesetz:
Kraft = Druck (P) × Fläche (A)
Wir können diese Formel auch wie folgt umstellen:
P = F/A
Das bedeutet, dass der Druck gleich der Kraft pro Flächeneinheit des Kolbens ist. Nun müssen wir zwei Parameter ermitteln. Der erste ist die Kraft, die der Hydraulikzylinder (Flüssigkeit) auf den Kolben ausübt. Der zweite ist die Fläche des Kolbens, der die Kraft von den Zylindern erhält.
1- Kraft
Es ist wichtig, die Kraft zu kennen, die der Zylinder auf den Kolben ausübt. Warum? Weil sie ein wichtiger Faktor ist, der uns hilft, den genauen Druck zu bestimmen. Sie müssen die Kraft, die der Hydraulikzylinder ausüben soll, abschätzen. Sie kann je nach Aufgabe variieren. Angenommen, die Maschinen müssen schweres Material heben; dann ist die Kraft höher und umgekehrt. Nehmen wir einen Fall an. Sie müssen einen Gegenstand mit einem Gewicht von 600 Pfund anheben. Wir benötigen eine Kraft von 600 Pfund, um diese Hebeaufgabe zu bewältigen.
2- Bereich
Sie benötigen auch die Oberfläche des Kolbens, um den Druck des Hydraulikzylinders zu ermitteln. Wie ich bereits sagte, übt die Hydraulikflüssigkeit Druck auf die Oberfläche des Kolbens aus. Der Kolben spürt den gleichen Druck auf der gesamten Oberfläche. Denken Sie daran, dass die Oberfläche eines Kolbens unterschiedliche Formen haben kann. Für den Fall, dass die Oberfläche kreisförmig ist, ist hier die Formel, um die Oberfläche zu finden:
Fläche = π × (Durchmesser ÷ 2)²
Mit dieser Formel können Sie die Fläche des Kolbens ermitteln. Normalerweise haben Zylinder ein Etikett, auf dem die Fläche des Kolbens angegeben ist. Falls dort aber keine Angaben zu finden sind, kannst du sie mit dieser Formel ermitteln. Nehmen wir einmal an, der Durchmesser des Kolbens beträgt 4 Zoll.
Fläche = 3,14 × (4 ÷ 2)² = 12,57 Quadratzoll
Berechnung des Drucks in Hydraulikzylindern
Wie Sie wissen, arbeiten Hydraulikzylinder nach dem Prinzip des Pascalschen Gesetzes. Diesem zufolge
Kraft = Druck (P) × Fläche (A)
Wenn man umrechnet, erhält man die folgende Formel
Druck (P) = Kraft ÷ Fläche (A)
Setzen Sie nun die Werte für Kraft und Fläche ein, die wir bereits im obigen Abschnitt ermittelt haben.
Druck (P) = 600 ÷ 12,57 = 47,73 PSI
Dieser Zylinder würde einen Druck von 47 PSI auf die Oberfläche des Kolbens ausüben. Ich habe in diesem Artikel angenommene Werte verwendet, aber Sie können diese mit den korrekten Werten ermitteln. Denken Sie daran, dass die Werte für Kraft und Fläche variieren werden. Warum? Weil sie von der jeweiligen Anwendung und den Eigenschaften des Hydraulikzylinders abhängen.
Häufig gestellte Fragen
Wie berechne ich den Druck im Hydraulikzylinder?
Die Berechnung des Drucks im Hydraulikzylinder ist einfach. Sie funktioniert nach dem Pascalschen Gesetz. Hier ist die Formel zur Ermittlung des Drucks:
P = F/A
P steht für den Druck, F für die Kraft und A für die Fläche. Sie können diese Werte verwenden, um den genauen Druck des Hydraulikzylinders zu ermitteln.
Was ist das Pascal'sche Gesetz und wie lässt es sich auf Hydraulikzylinder anwenden?
Das Pascalsche Gesetz besagt, dass sich der Druck auf eine eingeschlossene Flüssigkeit in alle Richtungen gleichmäßig verteilt oder überträgt. Hydraulikzylinder funktionieren nach diesem Prinzip. Wenn z. B. eine Flüssigkeit eine Kraft auf eine Kolbenfläche ausübt, wird der Druck gleichmäßig verteilt. Alle Flächen spüren den gleichen Druck. Infolgedessen bewegt sich die Kolbenstange und erledigt die jeweilige Aufgabe.
Welche Faktoren beeinflussen den Druck in einem Hydraulikzylinder?
Die Fläche und die Kraft des Kolbens sind zwei wichtige Faktoren. Aber auch die Art der in den Zylindern verwendeten Hydraulikflüssigkeit wirkt sich auf den Druck des Zylinders aus.
Was passiert, wenn eine Flasche mit niedrigem Druck für schwere Lasten verwendet wird?
Zylinder mit niedrigem Druck sind nicht für schwere Lasten geeignet. Wenn Sie sie verwenden, kann das gesamte Hydrauliksystem ausfallen. Ich empfehle die Verwendung eines Zylinders mit hohem Druck, wenn Sie mit schweren Lasten arbeiten.
Schlussfolgerung
Es ist wichtig zu wissen, dass es auf dem Markt verschiedene Hydraulikzylinder gibt. Einige sind klein und üben weniger Druck auf den Kolben aus. Umgekehrt werden leistungsstärkere Zylinder auch für Schwerlastmaschinen verwendet. Sie können einen extremen Druck ausüben und problemlos schwere Lasten heben oder ziehen. Die Wahl eines Zylinders mit dem richtigen Druck ist von entscheidender Bedeutung.
In diesem Artikel erkläre ich die Berechnung zur Ermittlung des Drucks von Hydraulikzylindern. Der Zweck dieses Artikels ist es, Ihnen zu helfen, komplexe Berechnungen leicht zu verstehen. Kurz gesagt, man braucht die Fläche des Kolbens und die Kraft, um den Druck zu ermitteln. Die Wissenschaft von Hydraulikzylindern beruht auf dem Pascalschen Gesetz. Wenn du es einmal durchgelesen hast, wirst du keine Verwirrung mehr haben.