Jak vybrat hydraulický válec dvojčinný?
- HYDRAULIKA.store
Už jste někdy přemýšleli, jak navrhnout hydraulický válec, který skutečně sedne vašemu stroji?
🔍 Než začnete s návrhem vlastního hydraulického válce, prozkoumejte, co už máme hotové – klikněte zde pro přechod do sekce produktů.
V tomhle článku vás provedeme celým procesem – od výpočtu potřebné síly až po výběr konkrétního typu, řady a rozměru válce. Vše včetně vzorců, kalkulaček, typových řad a praktických tipů.- 🧮 Výpočet síly a průměru pístu
- 📐 Přehled rozměrů válců dle ISO 6020/2
- ⚙️ Volba uchycení, pístnice i těsnění
- 🔎 Technické detaily krok za krokem
- 💡 Zábavný a praktický styl s příkladem
- 📊 Interaktivní kalkulačka a výběr válce
TIP: Pokud si válec navrhnete dobře hned napoprvé, ušetříte nejen peníze, ale i nervy při montáži.
Krok 1: Stanovení požadované síly a rozměrů hydraulického válce
Typ rozhodnutí: Prvotní určení potřebné síly, kterou má válec vyvinout.
Představte si hydraulický válec jako silného pomocníka, který udělá přesně to, co potřebujete – ale jen pokud ví, jakou sílu má vyvinout. Tento krok je základem celého návrhu. Je to chvíle, kdy se rozhoduje, jak velký a silný válec vůbec bude.
Požadovanou sílu zadáváme podle potřeby aplikace: zda má válec něco tlačit, zvedat, držet nebo stahovat. Hodnotu zadáváme v kilogramech (kg) nebo kilonewtonech (kN). Pro přepočet platí jednoduché pravidlo:
1 kN = 1000 N ≈ 100 kg (přesněji 1 kN = 101.97 kg)Příklad: Válec CD 32/14 při 160 bar vyvine sílu cca 1300 kg (12,9 kN). Pokud vaše aplikace vyžaduje větší sílu, je třeba zvolit větší průměr nebo vyšší tlak.
🧪 Příklad: Hydraulický válec CD 32/14 při 160 bar
Chceme zjistit, jakou sílu vyvine standardní dvoučinný hydraulický válec typu CD 32/14 A 500 S při tlaku 160 bar.
Technické parametry válce:
- Průměr pístu (D): 32 mm
- Průměr pístnice (d): 14 mm
- Provozní tlak: 160 bar = 16 000 000 Pa
→ Výpočet síly při vysouvání
Pro vysouvání působí tlak na celou plochu pístu:
A = π × (D²) / 4 = π × (32²) / 4 = 804 mm² = 0,000804 m²
F = p × A = 16 000 000 × 0,000804 = 12 864 N ≈ 12,9 kN→ Výpočet síly při zasouvání
Pro zasouvání musíme odečíst plochu pístnice:
A = π × (D² - d²) / 4 = π × (32² - 14²) / 4 = 650 mm² = 0,00065 m²
F = p × A = 16 000 000 × 0,00065 = 10 400 N ≈ 10,4 kN
✅ Válec CD 32/14 při 160 bar vyvine sílu 12,9 kN při vysouvání a 10,4 kN při zasouvání.
Pokud vaše aplikace vyžaduje větší sílu, můžete:
- zvolit vyšší provozní tlak (např. 210 nebo 250 bar),
- zvolit větší průměr pístu (např. CD 40/18),
- použít více válců paralelně.
🔧 Krok 2: Výběr provozního tlaku a výpočet rychlosti výsuvu
Provozní tlak hraje klíčovou roli při návrhu hydraulického válce. Obvykle se volí z hodnot 160 bar, 210 bar a 250 bar v závislosti na aplikaci a typu válce:
- CD (160 bar) – kompaktní a lehčí aplikace
- HD (210 bar) – středně těžké provozní podmínky
- DP (250 bar) – náročné průmyslové a mobilní aplikace
Vyšší tlak umožňuje menší průměr válce pro stejnou sílu, ale vyžaduje vyšší kvalitu komponent. Doporučuje se ponechat 10–20 % rezervu tlaku.
🚀 Výpočet rychlosti výsuvu a zasouvání válce
Rychlost výsuvu určuje, jak rychle se válec vysune nebo zasune při daném průtoku oleje. Záleží na:
- Průměru pístu
- Průměru pístnice (při zasouvání)
- Zdvihu
- Průtoku oleje (l/min)
Výpočty:
Plocha výsuvu = π × d² / 4
Plocha zasouvání = π × (d² - d2²)/4
Rychlost (mm/s) = průtok (mm³/s) / plocha
Čas (s) = objem / průtok
💡 Kalkulačka rychlosti výsuvu a zasouvání
TIP: Při zasouvání se účinná plocha snižuje a tím se zvyšuje rychlost. Věnujte tomu pozornost při synchronizaci pohybů. Rozdíl může být až 30 % nebo více.
Typy rychlosti výsuvu a zasouvání:
- Pomalu: pod 50 mm/s – pro přesné upínání a jemné řízení
- Středně rychle: 50–150 mm/s – běžné stroje a automatizace
- Rychle: nad 150 mm/s – pro dynamické cykly nebo lisy
Příliš vysoká rychlost může způsobit rázy, kavitaci nebo přehřívání oleje. Doporučuje se nepřekračovat 0,3 m/s (300 mm/s) bez důkladné analýzy okruhu.
🔩 Krok 3: Určení zdvihu a výběr uchycení
Zdvih válce určuje, jaký maximální pohyb musí válec vykonat – tedy jakou dráhu musí jeho píst urazit. Obvykle se odvozuje od požadovaného pohybu v aplikaci, ale je důležité přidat i technickou rezervu (např. +5 až +10 mm) pro dorazy nebo drobné nepřesnosti.
Jak určit zdvih:
- Podle dráhy obrobku (např. lisovací nebo upínací vzdálenosti)
- Podle mechanického dorazu ve stroji
- Podle potřebného otevření nebo rozevření zařízení
Doporučení: Dlouhý zdvih = nutnost vést pístnici a použít pevnější uchycení.
🔧 Výběr typu uchycení válce
Typ uchycení určuje, jak bude válec instalován do stroje. Standardní ISO řady válců (např. CD dle ISO 6020/2) nabízejí širokou škálu možností:
- Typ A – Přední příruba: pevná montáž z čela, vhodná pro přesné ustavení
- Typ B – Zadní příruba nebo typ C – středová
- Typ D – Čep (např. nahoře/dole pro kyvný pohyb)
- Typ G – Kloubové oko s čepem – umožňuje úhlový pohyb
Příklad: Pro aplikaci s potřebou plynulého pohybu nahoru a dolů zvolíme válec CD 32/14 A 500, tedy s pístem Ø32 mm, pístnicí Ø14 mm, uchycením přední příruba (A) a zdvihem 500 mm.
Tento typ uchycení je kompaktní, snadno montovatelný a ideální pro stacionární instalace, kde válec není zatěžován velkými rázy nebo úhlovými odchylkami.
TIP: Pokud očekáváte výrazné boční síly nebo šikmé zatížení, použijte raději kloubové nebo čepové uchycení (typ G nebo D).
🔧 Krok 4: Výběr zakončení pístnice a příslušenství
Zakončení pístnice určuje, jakým způsobem bude pístnice spojena s ostatní částí stroje. Volba závisí na typu pohybu, požadavcích na přesnost i zatížení:
- Vnější závit - standardní zakončení pístnice
- Vnitřní závit – typ „SF“
- Čep (tenon) – typ „ST“
- Vnější závit dle DIN 24554 – typ „SL“
Příklad: Pro model CD 32/14 A 500 zvolíme zakončení vnejší závit, které je nejčastější a umožňuje univerzální spojení pomocí příslušenství.
🧩 Doporučené příslušenství pro hydraulické válce
K zakončení pístnice se obvykle dokupuje odpovídající příslušenství dle typu aplikace. Zde jsou hlavní možnosti:
- Kloubové nebo vidlicové koncovky – pro uchycení čepem nebo kulovým kloubem
- Hammer-head nebo šroubovací konce – pro kompaktní spojení se závitem
- Uchycení válce – šikmé nebo přímé držáky s čepem, párem držáků či konzolí
CS12125 – Vidlice s čepem je ideálním doplňkem pro tento válec. Umožňuje snadné a pevné uchycení do konstrukce.
TIP: Při výběru příslušenství zvažte typ pohybu, zatížení a přesnost – pro kloubový nebo kyvný pohyb jsou ideální kulové hlavy nebo vidlice s čepem.
🛠️ Krok 5: Tlumicí prvky a odvzdušnění válce
Pro zajištění plynulého a tichého konce pohybu pístu lze volit tlumení nárazu. Stejně tak je možné přidat odvzdušnění pro odstranění vzduchových bublin ze systému.
🔧 Možnosti tlumení:
- Bez tlumení: základní provedení bez zpomalení pohybu pístu
- Přední a zadní tlumení (K): doporučeno pro většinu aplikací s vyšší rychlostí
- Pouze přední tlumení (V): vhodné pro jednostranné zatížení
- Pouze zadní tlumení (Z): vhodné při převládajícím návratovém pohybu
💨 Možnosti odvzdušnění:
- Bez odvzdušnění: pouze pro dobře odvzdušněné hydraulické okruhy
- Přední a zadní odvzdušnění (SK): ideální pro spolehlivý provoz
- Pouze přední (SV): pokud je válec svisle instalován a vzduch stoupá vzhůru
- Pouze zadní (SZ): pokud vzduch zůstává v zadní komoře
TIP: Pro válce se zdvihem nad 500 mm se doporučuje použití tlumení. Pomáhá ochránit strojní části před nárazy a prodlužuje životnost těsnění.
🛠️ Krok 6: Volba těsnění a speciálních provedení pístu
🧵 Typy těsnění
Výběr správného typu těsnění je zásadní pro správnou funkci válce, jeho životnost a kompatibilitu s použitou kapalinou.
| Kód | Vlastnosti | Max. rychlost | Teplotní rozsah (°C) | Hydraulický olej | Fosfátové estery | HFC-kapaliny |
|---|---|---|---|---|---|---|
| S | Vysoká těsnost | 0,5 m/s | -20 až +80 | ✔️ | ||
| L | Nízké tření | 1,0 m/s | -20 až +80 | ✔️ | ||
| H | Viton® – vysoká teplota | 1,0 m/s | -20 až +150 | ✔️ | ✔️ | |
| G | Pro kapaliny HFC | 1,0 m/s | -20 až +80 | ✔️ |
Doporučení: Pro běžné aplikace je vhodný typ S, pro aplikace s potřebou sníženého tření typ L. Typ H se používá při vyšších teplotách, typ G je určen pro speciální kapaliny HFC.
🔒 Speciální provedení pístu (BL)
Pro aplikace, kde je současně vyžadována vysoká těsnost a nízké tření (např. balanční válce, uzavřené okruhy, použití různých kapalin), je k dispozici speciální provedení označené BL. Vždy je nutná konzultace s technickým oddělením pro ověření vhodnosti řešení.
Možnost magnetických senzorů pro válec MD
U hydraulických válců řady MD je možné detekovat polohu pístu pomocí magnetických snímačů. Válec má v sobě integrovaný magnet a umožňuje přímou montáž čidel typu SR (reed) nebo SH (PNP magnetorezistivní).
🧲 Možnosti senzorů
- SR – reed spínač: jednoduchý, univerzální kontakt, napájení 3–110 V AC/DC, krytí IP67
- SH – PNP spínač: elektronický výstup, napájení 6–30 V DC, vyšší odolnost, krytí IP67
📦 Kódové označení pro objednání
Pro objednání kompletního senzoru uveďte:
- Typ senzoru: SR (reed) nebo SH (PNP)
- Typ držáku: dle průměru válce (STA, STB, STC, STD)
Příklad: Pro válec MD 32 použijeme SR + STA.
TIP: V případech vyžadujících vyšší přesnost nebo sledování více pozic lze na vyžádání dodat také speciální programovatelné senzory.
🔧 Výsledný výrobek našeho návrhu:
Hydraulický válec Conforti CD 32/14 A 500 SVálec podle normy ISO 6020/2 • Pracovní tlak 160 bar • Zdvih 500 mm • Vhodný pro náročné průmyslové aplikace
🧾 Shrnutí a závěr jak vybrat hydraulický válec dvojčinny
Značka Conforti Oleodinamica nabízí široký výběr hydraulických válců pro průmyslové použití s provozními tlaky 160 bar, 210 bar a 250 bar. Mezi hlavní přednosti patří možnost výběru provedení podle konkrétních požadavků na sílu, zdvih, typ uchycení, tlumení, odvzdušnění i těsnění.
Velkou výhodou je jednoduchý servis a údržba – díky snadno dostupným náhradním dílům jako jsou pístnice, těsnění, uložení či příslušenství je možné rychle provést opravy nebo výměny a minimalizovat prostoje.
Výběr vhodného hydraulického válce dvojčinného by měl vždy vycházet z konkrétní aplikace. Zohledněte požadovanou sílu, zdvih, konstrukční uspořádání i pracovní tlak. Nabídku značky Conforti najdete přehledně na hydraulika.store, kde si můžete válec nakonfigurovat podle vlastních parametrů.
Ukázky hydraulických válců:
