De zuigerstang in hydraulische cilinders met lange slag heeft bij overdruk verhoogd risico om te verbuigen. Zo’n knik wil je natuurlijk vermijden om grote beschadiging, of erger, stilstand van de installatie te voorkomen. In dit blog vind je een handige calculator om de maximaal toegestane werkkracht op de cilinder te bepalen.
Knik en de montage van de cilinder
Knik is afhankelijk van de stijfheid van het materiaal, de lengte, de doorsnede en de weerstand tegen doorbuiging. Hoe stijver een materiaal, hoe groter de doorsnede. Hoe groter de weerstand tegen buiging, hoe kleiner de kans op knik. En, hoe langer een cilinder des te groter de kans op knik.
Daarom is het belangrijk om rekening te houden met de manier waarop de cilinder in de installatie is gemonteerd. Dit neem je mee nemen in de berekening in de maximaal toegestane werkkracht op de cilinder. Wanneer de cilinder eenzijdig is opgehangen is de kniklengte zelfs twee keer de nominale lengte van de cilinder.
Hierbij houden we rekening met het feit dat de stang een zwak punt is van de cilinder. Ook de verschillende typen cilinder bevestigingen hebben invloed op de knikbelasting, dit is hierin niet meegenomen.
Met onderstaande berekening is de maximaal kracht te berekenen waarbij de cilinder knik zal vertonen. In de formule is dan te zien dat door te delen door een groter getal, je minder werkkracht op de cilinder kunt genereren.
Formule
Uitleg bij de symbolen:
Fk = de kracht waarbij de zuigerstang verbuigt (in N)
E = elasticiteitsmodulus van staal (is 210000 N/mm2) (in N/mm2)
l = traagheidsmoment (voor cirkeldoorsnede) (in mm4)
Lk = vrije kniklengte
Laat ik de D30501000CB-hydrauliekcilinder als rekenvoorbeeld nemen. Passen we de formule toe op de cilindereigenschappen, dan komt daar het volgende uit.
| E | 210000 | N/mm2 |
| Lk | 0,7 | |
| 1 | ||
| 2 | ||
| L | 2200 | mm |
| Pi | 3,14 | |
| r | 15 | mm |
| l | 39760,78 | mm4 |
| Fk | 17027 | N |
| 1737 | Kg |
Calculator
[CP_CALCULATED_FIELDS id=”26″]
Vragen of opmerkingen?
Heb je nog vragen over het voorkomen van knik in jouw hydrauliekinstallatie, of een andere technische vraag? Laat gerust onderaan deze pagina een berichtje achter of neem contact op. Wij staan voor je klaar.
Lees ook:
Makkelijk hydraulische waardes berekenen
Hoe bereken je het slagvolume van een tandwielpomp?
Hoe groot moet ik mijn hydrauliektank maken?
