Uitleg over de knikbelasting van hydrauliek cilinders

Dit is de tekstuele uitleg van onze informatieve Youtube video over de knikbelasting van hydrauliek cilinders. Mijn naam is Pascal. In deze video ga ik het hebben over knikbelasting.

Hydrauliek cilinders staan erom bekend zeer sterk te zijn, maar hoe sterk zijn ze nou precies? Dat is niet alleen afhankelijk van de oliedruk die je erin pompt, maar ook van het materiaal en de manier waarop de cilinder is gebouwd en van de manier waarop de cilinder wordt belast.

Bij een zuiver axiale belasting kan materiaal heel veel hebben, maar in de praktijk bestaat een zuiver axiale belasting eigenlijk niet. Al bij een hoek die voor het blote oog niet eens zichtbaar is, gaan er krachten werken op plekken waar je dit niet zou willen. Als ik de cilinder wat verder kantel, kan ik dit wat beter zichtbaar maken.

Stel de cilinder is in twee punten opgehangen en je belast hem van boven naar beneden. Dan zie je dat de belasting niet alleen axiaal is, maar ook een component radiaal. Misschien zie je het zelf al, maar die kan belasting in de cilinderkop het slechtst hebben, omdat daar veel losse onderdelen zitten. Want stel dat je de cilinder nog platter zou leggen en je gaat hierboven op staan, dan kun je zelf al wel een beetje bedenken dat dat niet goed is voor de cilinder. En dat die dan wil doorbuigen.

Hoe langer de cilinder is, hoe groter het effect van die radiale factor van die kracht uiteindelijk op die cilinder is. Het effect hiervan is zichtbaar gemaakt in deze grafiek. 

In deze grafiek zien we op de Y as de slag van de cilinder uitgezet tegen op de X as de werkdruk. Als we bijvoorbeeld de 30/60 cilinder pakken, is dat een cilinder met boring 60 mm en stang diameter 30 mm. En we volgen deze lijn, dan zien we op het punt waar de lijn door 100 bar kruist een slag van 500 mm het maximum is om geen last te hebben van die knikbelasting.

In de grafiek wordt er rekening gehouden met dat de cilinder op de uiteinden wordt opgehangen. Stel dat de cilinder bijvoorbeeld met een frontflens in het midden dicht bij de cilinderkop wordt opgehangen. Dan is dat effect nog maar de helft. Stel dat de cilinder aan een kant wordt opgehangen en aan de andere kant dus enigszins vrij kan bewegen, dan moet je er rekening mee houden dat dat effect twee keer zo groot is. De belasting die die cilinder kan hebben is natuurlijk ook afhankelijk van de dikte van het materiaal. Met name de verhouding tussen de boring van de cilinder en de stang diameter. Zoals we in de grafiek zien heeft elk type cilinder op basis van boring en stangdiameter een eigen lijn. Als we dan bijvoorbeeld kijken naar de stang diameter 40 mm dan zien we dat boring 70 mm minder gevoelig voor knikbelasting is dan de boring 80. Doordat de verhouding stang diameter ten opzichte van boring hier kleiner is, zit de zuiger beter opgesloten in het huis. De beste manier om te voorkomen dat de cilinder knikt is deze te belasten op trekbelasting in plaats van op drukbelasting. Doordat de kracht in tegengestelde richting werkt, kan deze niet voor zorgen dat de cilinder doorbuigt. Maar gezien de toepassing is het natuurlijk niet altijd mogelijk. 

Bedankt voor het kijken, hopelijk heb ik het begrip knikbelasting wat duidelijker kunnen maken. Like en abonneer om niets van ons te missen en tot ziens in de volgende video!