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Hydraulik · Vordimensionierung

Rechner zur Auslegung eines Hydraulikzylinders

Berechnen Sie den theoretischen Kolbendurchmesser, einen Richtwert für den Stangendurchmesser und den erforderlichen Volumenstrom aus Kraft, Druck, Hub und Zielzeit.

Erstellt am v1.0

Von Thibaut Grzelak, Berechnungsingenieur für Mechanik

Hydraulische Auslegung
01AuslegungsdatenD = √[4F/(πPη)]
DdFLKolbenseiteStangenseite
Der gewählte Modus legt die Mindestkraft auf der Kolben- oder Stangenseite fest.
02

Theoretische Ergebnisse

Minimaler Kolbendurchmesser D
—mm

— in

Richtwert für den Stangendurchmesser d
—mm

— in

Verfügbare Ausfahrkraft
—kN

— lbf

Verfügbare Einfahrkraft
—kN

— lbf

Erforderlicher Volumenstrom beim Ausfahren
—L/min

— US gpm

Erforderlicher Volumenstrom beim Einfahren
—L/min

— US gpm

Numerische Einsetzung—

Theoretische Werte: Wählen Sie anschließend einen größeren Normdurchmesser und prüfen Sie die Kolbenstange auf Knicken.

Statische Vordimensionierung. Gegendruck, detaillierte Reibung, Knicken der Kolbenstange, Endlagendämpfung, Druckspitzen und Normbaureihen werden nicht geprüft.

01Berechnungsmethode

Vom Kraftbedarf zum Volumenstrom

  1. Berechnen Sie die erforderliche wirksame Fläche mit A = F/(Pη).
  2. Bestimmen Sie D unter Berücksichtigung von d/D für die Berechnung auf der Stangenseite.
  3. Berechnen Sie die Volumina A·L und anschließend die Volumenströme Q = V/t.
  4. Wählen Sie größere Normdurchmesser und wiederholen Sie die Nachweise.
02Grenzen der Auslegung
  • Die Kolbenstange muss anhand ihrer freien Länge und Lagerungsbedingungen auf Knicken geprüft werden.
  • Die tatsächliche Kraft hängt von Gegendruck und Reibung ab.
  • Der Pumpenvolumenstrom muss Spitzen und den vollständigen Arbeitszyklus abdecken.
  • Die berechneten Durchmesser entsprechen keiner Herstellerbaureihe.

Berechnungsweg und Quellen

Der Druck bestimmt die Kraft, der Volumenstrom die Geschwindigkeit und ihr Produkt die hydraulische Leistung.

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Externe technische Quellen

Hydraulische Vorauslegung

Hydraulikzylinder auslegen: Kraft, Durchmesser, Volumenstrom und Geschwindigkeit

Druck und Kraft bestimmen die erforderliche Fläche. Die Fläche legt den Durchmesser fest, anschließend bestimmt der Volumenstrom Geschwindigkeit und Hubzeit.

Kolbendurchmesser auf der Bodenseite

Der Mindestdurchmesser hängt von der geforderten Kraft, dem verfügbaren Druck und dem Wirkungsgrad ab.

D = √[4F / (πPη)]

Ringfläche auf der Stangenseite

Beim Einfahren reduziert die Kolbenstange die wirksame Fläche.

Aa = π(D² − d²) / 4

Vollständige Berechnung

Der zugehörige Rechner verbindet Kraft, Kolbendurchmesser, Stange, Hub, Zeit und Volumenstrom.