حاسبة قوة الأسطوانة الهيدروليكية
احسب قوة الدفع والسحب النظرية للأسطوانة الهيدروليكية من الضغط والقطرين — بالمتري والأمريكي.
من ضغط التشغيل والقطر الداخلي وقطر العمود تحصل على قوتي الدفع والسحب والمساحات الفعالة والفرق والنسبة — مع شرح لماذا السحب أقل دائماً.
القوانين المستخدمة
القوة (kN) = الضغط (bar) × المساحة الفعّالة (cm²) ÷ 10
دفع: A = π × D² ÷ 4 · سحب: A = π × (D² − d²) ÷ 4 ونسبة المساحتين تحدّد فرق السرعتين
السرعة (m/s) = Q (L/min) ÷ 60000 ÷ A (m²) · زمن الشوط = الشوط ÷ السرعة
انبعاج القضيب (Euler): F_crit = π² × E × I ÷ (K × L)²، I = π × d⁴ ÷ 64
معامل الأمان للانبعاج نموذجي 2–3، وK=1 للمفصلين و0.5 للمُثبَّت الطرفين و2.0 للطرف الحر
الهيدروليك لا ينضغط عملياً فيخرج الحِمل كاملاً، لكن القضيب الطويل النحيف يفشل بالانبعاج قبل أن تفشل المادة — لذلك يُحدَّد الشوط الأقصى قبل اختيار القوة.
المراجع الأساسية
- ISO 6020-2 وISO 3320 — الأسطوانات الهيدروليكية بالمقاسات المتريّة: سلاسل الأقطار (50، 63، 80، 100، 125، 140، 160، 180، 200…) وأقطار القضيب والمسافات.
- ISO 4395 وISO 6162 — منافذ ووصلات الضغط العالي (16–42 MPa) وحواف SAE-flange؛ اختيار الوصلة الصحيح يمنع التسريب عند الضغط التشغيلي.
- NFPA/BHPA (الولايات المتحدة) — أحجام المنافذ وقواعد الأسطوانات بالمقاسات المتريّة والإنجليزية، ونِسب مساحتي الدفع إلى السحب.
- كتالوجات Bosch Rexroth وParker وEaton — الضغط الأقصى وحِمل الحشو (gland) ومنحنى السرعة، وهي المرجع الملزم بعد الحساب النظري.
- ضغط المنظومة نموذجي 160–210 bar في المكابس، و350–700 bar في دوائر الضغط العالي؛ وفي أمريكا يُقاس بـ psi (3000 psi ≈ 207 bar).
- معادلة أويلر للانبعاج (1744) مع معامل أمان 2–3 — أساس تحديد أقصى شوط مكشوف قبل اختيار قضيب أكبر قطراً أو أسطوانة مُثبَّتة الطرفين.
قوانين قوة الأسطوانة
القوة = الضغط × المساحة. الدفع بمساحة المكبس الكاملة (πD²/4)، والسحب بالمساحة الحلقية (Annular Area — تُطرح مساحة العمود). مثال: 80 مم وعمود 40 مم وضغط 160 بار ← دفع 80.42 kN (8.2 طن-قوة) وسحب 60.32 kN بنسبة 75٪. المراجع: ISO 4413 للسلامة وISO 6020/6022 وNFPA للأبعاد والمواصفة المصرية 6285/2025 — خلفية هندسية لا شهادة مطابقة.