AHP Merkle: Hydraulikzylinder: allgemeine Berechnungen

Conversión de si-unidad a si-conforme

Fuerza/Diámetro pistón

A: área efectiva del pistón [mm2]

F: fuerza [N]

p: presión [bar]

D: diámetro de pistón [mm]

d: diámetro de vástago [mm]

η: rendimiento del cilindro hidráulico

El rendimiento [η] que es, en su mayor parte, el resultado de pérdidas por fricción (juntas y guías), puede ser aproximadamente de 0,8 . Cuanto mayor sea el cilindro, la repercusión de la fricción en la fuerza total será menor. A velocidades inferiores a 0,05 m/s la fricción es prácticamente independiente de la presión.

Para diámetros de pistón de 100 mm y mayores el porcentaje de pérdida no es superior al 2%, incluso en el peor de los casos. Con diámetros aún mayores la pérdida incluso se puede considerar insignificante.

Ejemplo:

Para cilindros con diámetro inferior a 20 mm y una presión de trabajo de aproximadamente 140 bar las pérdidas por fricción podrían ser de 20%. Para un pistón de diámetro 100 mm este valor se reduce a 2%.

Se ha observado en la práctica que las juntas nuevas tienen unos valores de fricción relativamente altos, que van disminuyendo con el uso, incrementándose así el rendimiento del cilindro hidráulico. Esto debe tenerse en cuenta, también al cambiar las juntas, especialmente si los cilindros van a funcionar a velocidades bajas (efecto stick-slip) o si se trabaja a baja presión.

Para los cilindros hidráulicos la fórmula que representa la relación entre la fuerza [F], la presión del circuito [p] y el área del pistón [A] es la siguiente:

La fuerza resultante de la presión del circuito es menor en el extremo del vástago que en el extremo del pistón. El área efectiva se calcula de la siguiente forma:

Como norma general, el área circular [A] se calcula a partir del diámetro [D] utilizando la siguiente fórmula:

Como alternativa, de la fuerza a aplicar [F] y la presión [p]:

Cálculo del diámetro de pistón respecto a la presión y la fuerza requerida:

Especialmente para cargas en empuje, además de las dimensiones del cilindro hidráulico, también es necesario calcular la carga de pandeo del vástago.

Para calcular fácilmente sus cilindros hidráulicos puede utilizar la herramienta disponible en internet en www.ahp.de, que además le recomendará el cilindro adecuado para su aplicación.