OEM エンジニアが油圧シリンダー「10トン押す」「10トン引く」という場合、まずその力がフルボア側に必要なのかロッド側に必要なのかということです。差動油圧シリンダには、片側に完全なピストン領域があり、もう一方の側に環状領域があります。ロッドはロッド側の領域の一部を占めるため、同じ圧力では利用可能な引張力は低くなります。
交換用シリンダーを外径や古い部品番号で選択する場合、この違いは見落とされがちです。これは、十分な公称容量があるように見えるシリンダーが、実際の動作方向に必要な力を供給できない可能性がある理由でもあります。
このガイドでは、最初の OEM レビューに使用される計算ロジックについて説明します。これは、完全な機械設計、構造チェック、油圧回路のレビュー、または安全性評価に代わるものではありません。
ボア、つまりピストンの直径によって、圧力がかかるピストンの全面積が決まります。ボアが大きくなると、同じ圧力でより多くの理論上の力を生み出すことができますが、オイルの量、特定の速度に必要な流量、シリンダーエンベロープ、および取り付け要件も変化します。
ロッドはロッド側の面積を占めるため、ロッドの直径は引き力に影響します。また、ロッドの接続、ガイドの荷重、利用可能なクリアランス、およびシリンダーが圧縮または張力を処理する方法にも影響します。ロッドは引き力だけでは選べません。ストローク、取り付け、ガイド、実際の荷重経路も重要です。
ポンプの最大リリーフ設定だけでなく、必要な動作中にシリンダで実際に利用可能な圧力を使用してください。バルブ、ホース、継手、その他のコンポーネントによる圧力損失により、シリンダーに供給される圧力が低下する可能性があります。機械の動作シーケンスによって、最初の計算に使用される設計圧力が決定される必要があります。
一貫した単位を使用した最初のパスの計算の場合:
押す力:
引っ張る力:
どこ：
円形セクションの場合:
圧力を psi で入力し、直径をインチで入力すると、結果はポンド力で表示されます。圧力をパスカル、直径をメートルで入力すると、結果はニュートンで表示されます。最初から最後まで一貫した単位系を維持してください。
これらの方程式は理論的な水力を表します。これらには、シールの摩擦、ガイドの摩擦、機械的損失、圧力降下、負荷角、加速度、構造的なたわみ、または安全率は自動的に含まれません。
エンジニアがシリンダーを以下の検査を行っていると仮定します。
ピストンエリア全体は：
ロッドエリアは次のとおりです。
したがって、初回パスの理論値は次のようになります。
この違いは製造上の欠陥ではありません。ロッド側のロッド変位部から発生します。この例は計算トレーニングのみを目的としています。これは、特定の HCIC 製品またはマシンの評価ではありません。
荷重は常にシリンダの中心線に沿って直接作用するとは限りません。レバー、リンケージ、ヒンジ、またはハサミの配置により、さまざまな位置で必要な力が増加または減少する可能性があります。エンジニアは開始位置だけでなく、動作の最悪点を計算する必要があります。
シリンダーと被駆動部材間の角度も重要です。円柱は理論的には高い力を持っていますが、特定の角度での力の成分が貧弱である場合があります。荷重のパスと位置を示す図面は、単一の荷重番号よりも役立ちます。
負荷を解放すること、加速すること、定常速度で動かすことは、異なる条件です。シールの摩擦、ガイドの抵抗、慣性、および材料の抵抗により、初期の力がストロークの滑らかな部分で必要な力よりも大きくなる場合があります。
エジェクター、コンパクター、グラブ、リフト機構などの機器の場合、購入者は最大の力がいつ発生するか、またストローク中に荷重が詰まったり変化したりする可能性があるかどうかを説明する必要があります。
ポンプ付近の圧力測定値は、シリンダポートの圧力ではない場合があります。ホースの長さ、継手、方向バルブ、流量制御、背圧はすべて、利用可能な圧力に影響します。信頼性の高い計算では、圧力が測定される場所と動作条件を特定する必要があります。
圧縮荷重がかかったロッドは、特にストロークが長い場合やガイドが不十分な場合には、ロッドの安定性を見直す必要がある場合があります。張力がかかったロッドは、さまざまな接続および材料の制限によって制御される場合があります。この記事は、座屈計算や構造検証に代わるものではありません。これにより、力の面積の計算がそれらの追加のチェックから分離されます。
ボアを大きくすると力が増加しますが、一定のストロークでピストンを動かすのに必要なオイルの量も増加します。目標速度の場合、必要な流量は有効チャンバー面積とピストン速度に関係します。ロッド側とフルボア側では単位長さ当たりの体積が異なります。
これにより、設計上のトレードオフが生じます。
したがって、シリンダーは、ポンプ、バルブ、リザーバー、ホース、取り付け具、およびマシンサイクルを 1 つのシステムとして考慮してサイズを決定する必要があります。
OEM に関する有益な問い合わせには、次の内容が含まれている必要があります。
負荷経路が完全であればあるほど、シリンダのサイジングの問題と、構造、リンケージ、または油圧回路の問題とを区別することが容易になります。
油圧シリンダ押す力と引く力の計算は、ボア直径、ロッド直径、有効圧力という 3 つの基本的な入力から始まります。ピストンの全面積によって初回通過の押し力が決まりますが、ロッドによって有効面積が減少するため、引き力が減少します。
その計算は始まりにすぎません。シリンダが実際の用途に適しているかどうかは、リンケージ角度、始動抵抗、速度、圧力損失、ロッド荷重、取り付け、ガイド、機械構造によって決まります。完全な荷重経路と油圧データを提供する OEM バイヤーは、力番号のみを送信するバイヤーよりも有益な見積書を受け取ることができます。
HCIC は、車両、廃棄物処理、建設、産業用機器向けの油圧シリンダー、油圧パワーユニット、および関連コンポーネントを開発および製造しています。技術的適合性は、実際の機械設計および適用される安全要件と照らし合わせて検討する必要があります。
