油圧シリンダーのモデルを特定する方法は？

システム圧力を決定する

圧力の選択は負荷 (F)、機器の種類、利用可能なスペース、およびコストに依存します。不十分な圧力はアクチュエータのサイズを増加させ、材料を浪費し、設置の柔軟性を制限しますが、過剰な圧力は材料、シール、および精度に対する要求を高め、コストを増加させます。
固定設備（例：工作機械）はコスト効率のために低圧を使用するのが一般的ですが、移動機械（例：掘削機）はスペースを節約し、パワー密度を高めるために高圧を選択します。

具体的な選択については、次の表を参照してください:

負荷に応じて油圧シリンダーの設計圧力を選択する:

ホストタイプに従って油圧アクチュエータの設計圧力を選択する:

シリンダー径 D/ロッド径の初期選択

設計圧力が選択されると、すなわち P が既知であり、負荷サイズ F も既知である場合、式を使用して S、力面積を取得し、その後、力面積に基づいてシリンダー径を計算します:
推力 F1 = A1×P1×β 引力 F2 = A2×P2×β
A1: 押し側ピストン圧力面積 cm², A1 = π/4D² = 0.785D²
A2: 引き側ピストン圧力面積 cm², A2 = π/4 (D² - d²) = 0.785 (D² - d²)
D: 油圧シリンダーの内径、すなわちピストン径 cm
d: ピストンロッド径 cm
P1: 押し側作動圧力 kgf/cm²
P2: 引き側作動圧力 kgf/cm²
β: 負荷率

注意: 1. 油圧シリンダーの実際の出力は理論的出力よりも低いです。 2. 負荷率 β の値は、小さな慣性力の場合は80%、大きな慣性力の場合は60%です。

例: 油圧シリンダーの出力が1000 kgで作動圧力が70kgf/cm²の場合、油圧シリンダーの内径はどれくらいですか？

答え: 出力 F = 1000kg, 作動圧力 P = 70kgf/cm², 負荷係数 β = 0.8, F1 = A1×P1×β, A1 = F1/(P1×β) = 1000/ (70×0.8)= 17.86cm², A1 = π/4D² = 0.785D², したがって D² = 17.86/0.785 = 22.75cm², D = √22.75 = 4.8cm = 48mm, したがってシリンダーの内径は50mmです。

次の表からも選択できます:

選択原則に従って:

1. ホストタイプに従って油圧アクチュエータの設計圧力を参照し、一般的に ≤21Mpa;
2. コストを削減するためにシリンダー径は小さくするべきです;
3. シリンダーの標準サイズを選択し、次の式を覚えておいてください: P = 4F/π D

次にロッド径を選択する 

P ≤10Mpa, d = 0.5D

P = 12.5 ~ 20Mpa, d = 0.56D

P > 20Mpa, d = 0.71D

代替. 油圧シリンダーピストン

ストロークを選択する 

装置またはデバイスシステムの全体設計の要件に従って、取り付け方法とストローク S を決定します。具体的な決定原則は次のとおりです

1. ストローク S = 実際の最大作動ストローク Smax + ストローク余裕 △S;

ストローク余裕 △S = ストローク余裕 △S1 + ストローク余裕 △S2 + ストローク余裕 △S3.

ストローク余裕 △S を決定するための原則

システム設計に従って取り付けスタイルとストローク S を決定する:

S = Smax + △S (△S=△S1+△S2+△S3)

△S コンポーネント:

△S1: 製造公差

△S2: 開始位置の余裕

△S3: 終了位置の余裕

（バッファ付きシリンダーの△Sを最小化）

3.過長ストロークの安定性を確認する

4.最小ストローク要件を満たす

設置方法の選択

シリンダーの設置方法は、シリンダーが機器に接続される形式を指します。設置方法が決定されると、設置サイズが決まります。

設置方法を決定するための原則：

(1) フランジ取り付け（エンドフランジ、ミドルフランジ、テールフランジ）

固定油圧シリンダーの取り付けは、力が支持中心と一致するアプリケーションに適しています。取り付け位置（ヘッド/センター/テール）は、圧縮（プッシュ）または引張（プル）応力に依存します。圧縮はテール/センターフランジを好み、引張はヘッド/センターフランジを推奨します。最終的な選択は、構造設計と長ストローク圧縮の場合の曲げ安定性の両方を考慮する必要があります。

代替. 油圧シリンダーフランジ

(2) ヒンジ取り付け

油圧シリンダーの取り付けには、テールクレビス（シングル/ダブル）およびエンド/センター/テールトラニオンタイプが含まれ、固定平面での曲線経路の動きに適しています。角度操作の場合、トルクはリンクレバーアームとピボット角度に比例します。

a) クレビス取り付け（シングル/ダブルクレビス、溶接シングル/ダブルクレビス）

シングルクレビス取り付けは、最も一般的なピボット構成で、±3°のアークモーションに適しています。球面ベアリングはどちらの端にも使用できます（荷重制限に注意）。ダブルクレビスは全範囲の角度運動を可能にしますが、長ストローク推力アプリケーションには反座屈対策が必要です。

b) トラニオンマウント（ヘッド/センター/テール）

センタートラニオンは標準で、重量バランスの取れた位置決めが可能です。トラニオンピンはせん断荷重のみを受けます。肩面付近に全長のベアリングブロックを使用して曲げ応力を最小限に抑えます。テールトラニオンの用途はダブルクレビスを反映します。ヘッドトラニオンは小さなロッドに適しており、オーバーハング荷重を管理するためにストロークをボア径の5倍以下に制限します。

代替. 油圧シリンダーベース

(3) 三脚取り付け（前後三脚、左右三脚、溶接三脚）
フットマウントシリンダーは、シリンダーの中心線からオフセットされた取り付け面に適した固定設置に適しています。この構成は、操作中に転倒モーメントを生成します。適切な構造アンカーと荷重ガイダンスが、ピストンロッドに過度の横荷重がかかるのを防ぐために重要です。エンドフットおよびサイドフット取り付けバリエーションで利用可能です。

エンドバッファの選択

次の作業条件では、両端バッファまたは片端バッファを選択することを検討してください：

1. 油圧シリンダーピストンが全ストロークを通じて動作し、その往復速度が100mm/sを超える場合、両端バッファを選択する必要があります。
2. 油圧シリンダーピストンが一方向の往復速度が100mm/sを超え、ストロークの終わりまで動作する場合、片端または両端バッファを選択する必要があります。
3. その他の特定の作業条件。

ポートタイプと直径の選択

1. 油口の種類：内ネジタイプ、フランジタイプ、その他の特殊タイプ。選択はシステム内の接続パイプラインの接続方法によって決まります。
2. 油口直径選択の原則：システムと油圧シリンダー間の接続パイプライン内の媒体流速が既知の条件下で、油口を通る媒体流速は一般に5m/sを超えません。同時に、流速比率係数に注意して油口直径を決定します。

バルブ付き油圧シリンダー

1. 圧力の維持：スライドバルブタイプの逆転バルブは隙間漏れがあり、短時間しか圧力を維持できません。圧力を維持する必要がある場合、油回路に油圧制御一方向バルブを追加し、コーンバルブの閉鎖の密閉性を利用して油回路の圧力を長時間維持できます。
2. 油圧シリンダーの「サポート」：垂直油圧シリンダーでは、スライドバルブやパイプの漏れにより、ピストンとピストンロッドがピストンとピストンロッドの重力で下に滑ることがあります。油圧制御の一方向バルブを油圧シリンダーの下室の油回路に接続することで、油圧シリンダーピストンやスライダーなどの可動部品が下に滑るのを防ぐことができます。
3. 油圧シリンダーのロック：逆転バルブが中間位置にあるとき、2つの油圧制御一方向バルブが閉じられ、油圧シリンダーの2つのチャンバー内の油をしっかりと密封できます。この時、外力によってピストンは動くことができません。

代替. 油圧シリンダーバルブブロック

条件選択のための特定の作動条件

(1) 作動媒体

標準媒体は鉱油です。他の媒体の場合、シールおよび材料の互換性への影響を考慮してください。推奨: ISO VG 32/46 耐摩耗性油圧油。最適な作動温度: 20-55°C (15°C未満または70°Cを超える場合は運転禁止; 必要に応じてヒーター/クーラーを使用)。1-6ヶ月ごとに油を交換し、タンクを清掃してください。フィルターの詰まり、ノイズ、ポンプの摩耗を防ぐために油の清浄度を維持してください。

(2) 周囲または媒体温度

通常の作動媒体温度は-20°Cから+80°Cです。作動温度がこれを超える場合、シールシステムへの影響、各部品の材料特性、冷却システムの設定およびその他の条件に注意を払う必要があります。

(3) 高精度操作

中高圧のような低始動圧力要件を持つサーボまたはその他の油圧シリンダーの場合、シールシステムへの影響、各部品の材料特性および詳細設計に注意を払う必要があります。

(4) ゼロリーク

特定の圧力維持要件を持つ油圧シリンダーの場合、シールシステムへの影響、各部品の材料特性およびその他の条件に注意を払う必要があります。

(5) 作動圧力と速度、作動条件例:

a) 中低圧システム、ピストン往復速度 ≥70-80mm/s

b) 中高圧、高圧システム、ピストン往復速度 ≥100-120mm/s、シールシステムへの影響、各部品の材料特性、接続構造および適合精度に注意を払う必要があります。

(6) 高周波振動作動環境: 各部品の材料特性、接続構造および詳細設計などの要因への影響に注意を払う必要があります。

(7) 低温の氷結または汚染された作動環境、作動条件例:

a) 高粉塵環境;

b) 水噴霧、酸ミストまたは塩ミスト環境。

シールシステムへの影響、各部品の材料特性、ピストンロッドの表面処理および製品の保護に注意を払う必要があります。

シール品質の選択

上記のように特定の作動条件および指定された品質要件があります。油圧シリンダーのシールシステムの故障の結果は重大です（安全性への影響、交換の困難、大きな経済的損失など）。輸出用の油圧シリンダーのシールシステムなどの特別な要件については、作動条件に基づいて、互換性が良く調達が容易な有名なシール品質の使用をメーカーの専門エンジニアに推奨することをお勧めします。

代替. 油圧シリンダーシール

その他の機能オプション

排気弁

油圧シリンダーの作動位置に応じて、通常は空気が最終的に両端室に蓄積する最高点に設定されます。空気が排出されると、這い上がりを防ぎ、シールを保護し、油の劣化を遅らせることができます。

漏れポート

油漏れが厳禁される作動環境では、油圧シリンダーの長いストロークや特定の作動条件により、往復運動中にダストリングの後ろに油が蓄積します。長期間の運転後の漏れを防ぐために、油が蓄積する場所に漏れポートを設ける必要があります。

結論

適切な油圧シリンダーを選択するには、負荷、圧力、ストローク、および環境要因のバランスを取る必要があります。これらのガイドラインに従うことで、性能を最適化し、ダウンタイムを減らし、サービス寿命を延ばすことができます。