Cilindri idraulici a pistone

Massa di un cilindro idraulico
Il primo passo è determinare la dimensione della massa che devi spostare. Non appena sai quanto è pesante la massa, consideri l'effetto che essa ha sulla forza necessaria per spostarla. Ad esempio, se un carico viene spinto verso l'alto, sarà necessaria solo una forza pari al suo peso per sollevarlo, ma se spinge un carico a terra, dovrai superare l'attrito e l'accelerazione. Si noti inoltre che è buona pratica assumere una forza maggiore del 120% rispetto al risultato calcolato per la sicurezza.

Geometria coinvolta
Successivamente, è necessario studiare la geometria coinvolta nel movimento. Nelle macchine come una pressa idraulica, che si muove alternativamente su e giù, la geometria è semplice e non richiede ulteriori considerazioni. Tuttavia, quando il centro del carico da spostare è spostato rispetto al punto di forza di sollevamento e ad angoli perpendicolari a quel punto di forza di sollevamento , la forza richiesta dal cilindro cambia. In una gru, ad esempio, il cilindro spinge sul braccio, solitamente molto lontano dal carico. Nella maggior parte dei casi, la distanza dal carico al fulcro può essere dieci volte superiore alla forza di portanza e talvolta anche di più. Pertanto, più il punto di sollevamento è vicino al fulcro, maggiore sarà la forza necessaria al cilindro per sollevare il carico.

Dimensione del foro
Il passo successivo è calcolare la dimensione del foro del cilindro. La forza prodotta dal cilindro è il prodotto della pressione del sistema moltiplicato per l'area della superficie interna del pistone su cui agisce tale pressione. Questa è la formula utilizzata per calcolare la dimensione del foro necessaria per ottenere tale forza. Anche il campo di pressione massima per l'applicazione varierà la dimensione del foro. Le pressioni possono variare notevolmente a seconda del lavoro specifico svolto dal sistema. Le bombole sono applicabili alla pressione di prova e alla pressione nominale standard, soddisfacendo così le variazioni. La pressione del sistema non deve mai essere superiore alla pressione nominale di progetto della bombola.

Dimensione asta
Il passo successivo per selezionare qualsiasi cilindro idraulico dovrebbe essere quello di scegliere la dimensione dello stelo appropriata. La maggior parte dei cilindri standard è disponibile con opzioni a uno o due steli. La scelta della dimensione dello stelo richiesta richiede un'attenta considerazione della lunghezza della corsa necessaria che a sua volta influisce sulla resistenza alla deformazione dello stelo. Oltre alla deformazione dello stelo, anche i carichi sui cuscinetti rappresentano un'altra considerazione nella scelta di un cilindro idraulico. Aumentando la lunghezza della corsa di un cilindro aumentano anche i carichi risultanti sui cuscinetti sullo stelo.
Se si sceglie tra le opzioni di stelo del cilindro standard, si consiglia di utilizzare uno stelo più piccolo per un dato alesaggio solo per carichi di spinta a corsa ridotta o applicazioni a pressione ridotta, mentre lo stelo più grande deve essere utilizzato quando si desidera ottenere la massima affidabilità e durata a fatica dello stelo asta. Se si determina che il diametro dello stelo necessario supera quello del diametro più grande disponibile per l'alesaggio del cilindro selezionato, potrebbe essere essenziale riconsiderare i parametri di progettazione.

Cuscini in cilindri
Una volta determinate le dimensioni dell'alesaggio, dello stelo e della corsa, l'altro aspetto da considerare è se sono necessari degli ammortizzatori interni a fine corsa del cilindro. Si consiglia l'uso di ammortizzatori per la decelerazione degli steli ad alta velocità per ridurre l'energia dell'impatto del gruppo pistone contro la testata del cilindro. L'utilizzo dei cuscini non influirà sull'involucro del cilindro o sulle dimensioni di montaggio.