Ausfahrkraft
Kraft auf der Kolbenseite.
Strömungsmechanik · Hydraulik
Ausfahr- und Einfahrkraft eines Hydraulikzylinders
Beim Ausfahren wirkt der Druck auf die gesamte Kolbenfläche, beim Einfahren auf die um die Kolbenstange verringerte Ringfläche.
Erstellt am v1.0
Von Thibaut Grzelak, Berechnungsingenieur für Mechanik
02
Ergebnisse
Einfahrkraft
Kraft auf der Stangenseite.
Kolbenfläche
Gesamte Kreisfläche des Kolbens.
Ringfläche
Wirksame Fläche auf der Stangenseite.
Formel und Einsetzen der Werte
Fsortie = p·πD²/4·η ; Frentrée = p·π(D²−d²)/4·η—
Der Druck ist gleichmäßig verteilt. Der Kolbenstangendurchmesser ist kleiner als der Kolbendurchmesser. Gegendruck, Knicken und dynamische Effekte werden nicht geprüft.
01Formeln und Symbole
Verwendete Formeln
Ap
πD²/4KolbenflächeAa
π(D²−d²)/4RingflächeF
p·A·ηZylinderkraft02Annahmen und Grenzen
Gültigkeitsbereich
- Der Druck ist gleichmäßig verteilt.
- Der Kolbenstangendurchmesser ist kleiner als der Kolbendurchmesser.
- Gegendruck, Knicken und dynamische Effekte werden nicht geprüft.
03Validierungsbeispiel
Numerischer Referenzfall
- P = 100 bar, D = 50 mm, d = 25 mm und η = 90 %.
- F_Aus = 17,671 kN; F_Ein = 13,254 kN.
04Quellen
Technische Quellen
- Kreisfläche und Ringfläche.
- Hydraulische Kraft F = P · A.
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) / 4Vollständige Berechnung
Der zugehörige Rechner verbindet Kraft, Kolbendurchmesser, Stange, Hub, Zeit und Volumenstrom.