Зусилля гідроциліндра — це сила на штоку, яку створює тиск рідини на площу поршня. Вимірюється в тоннах (у довідниках — у кілоньютонах) і рахується за формулою F = p · A · ηмех, де p — тиск у барах, A — площа в см², помножена на 10 для переходу до ньютонів, ηмех — механічний ККД (0,95). Швидкість штока при цьому дорівнює подачі, поділеній на ту саму площу: v = Q / A.
Циліндр Ø80 мм при 200 бар дає близько 9,7 т на висуванні — це 9 738 кг, або 95,5 кН, — і при подачі 40 л/хв висуває шток зі швидкістю 13 см/с. При втягуванні рідина діє на кільцеву площу, з якої вирахувано переріз штока, тому зусилля менше, а швидкість вища — для штока Ø45 це 6,7 т (65,3 кН) і 19 см/с.
Калькулятор завантажується…
Дві площі одного циліндра
Поршнева площа A₁ = πD²/4 працює при висуванні. Вона більша, тому висування — це режим сили: підйом, натискання, копання.
Кільцева площа A₂ = π(D² − d²)/4 працює при втягуванні. Вона менша на переріз штока, тому втягування — режим швидкості. Співвідношення площ у стандартних циліндрів становить приблизно 1,4–1,6, тобто зусилля падає на 30–40 %, а швидкість рівно настільки ж зростає.
Практичний наслідок: циліндр завжди ставлять так, щоб робоче навантаження припадало на висування. Якщо машина «не тягне назад», причина зазвичай не в насосі, а в тому, що навантаження повісили на кільцеву площу.
Зусилля типових діаметрів
У таблиці — зусилля висування в кілоньютонах з урахуванням ККД 0,95.
| Діаметр поршня, мм | Площа, см² | 100 бар, т (кН) | 160 бар, т (кН) | 200 бар, т (кН) | 250 бар, т (кН) |
| 50 | 19,6 | 1,9 (18,7) | 3,0 (29,8) | 3,8 (37,3) | 4,8 (46,6) |
| 63 | 31,2 | 3,0 (29,6) | 4,8 (47,4) | 6,0 (59,2) | 7,5 (74,0) |
| 80 | 50,3 | 4,9 (47,8) | 7,8 (76,4) | 9,7 (95,5) | 12,2 (119,4) |
| 100 | 78,5 | 7,6 (74,6) | 12,2 (119,4) | 15,2 (149,2) | 19,0 (186,5) |
| 125 | 122,7 | 11,9 (116,6) | 19,0 (186,5) | 23,8 (233,2) | 29,7 (291,4) |
| 160 | 201,1 | 19,5 (191,0) | 31,2 (305,7) | 39,0 (382,1) | 48,7 (477,6) |
У таблиці зусилля в тоннах, у дужках — кілоньютони: щоб перевести кН у тонни, діліть на 9,81.
Чому фактичне зусилля менше
Перша причина — тертя манжет і напрямних, приблизно 5 %, і саме воно враховане коефіцієнтом 0,95. Друга — протитиск на зливній лінії: він діє на протилежну площу поршня й віднімається від корисного зусилля. Третя — втрати тиску в рукавах, розподільнику й фільтрі: на самому циліндрі тиск завжди нижчий за налаштування запобіжного клапана.
Окремо варто пам'ятати, що розрахунок зусилля нічого не говорить про стійкість штока. Для довгих ходів потрібна перевірка на поздовжній згин, і саме вона, а не тиск, часто обмежує вибір діаметра.
Приклад із часом ходу
Циліндр Ø80/45 із ходом 600 мм, подача 40 л/хв, тиск 200 бар. Висування: зусилля 9,7 т (95,5 кН), швидкість 13,3 см/с, повний хід за 4,5 секунди. Втягування: зусилля 6,7 т (65,3 кН), швидкість 19,4 см/с, повний хід за 3,1 секунди. Робочий цикл разом — близько 7,6 секунди плюс перемикання розподільника.
Часті питання
Як розрахувати зусилля гідроциліндра?
F = p · A · ηмех, де F — зусилля в ньютонах, p — тиск у барах, A — площа в см², помножена на 10 для переходу до ньютонів, ηмех — механічний ККД (0,95). Циліндр Ø80 мм при 200 бар дає близько 9,7 т — це 9 738 кг, або 95,5 кН.
Чому при втягуванні зусилля менше?
Тому що рідина діє на кільцеву площу: з площі поршня віднімається переріз штока. У циліндра Ø80 зі штоком Ø45 площа падає з 50,3 до 34,4 см², тобто зусилля втягування становить близько 68 % від зусилля висування. Швидкість при цьому навпаки зростає.
Як порахувати швидкість штока і час ходу?
Швидкість дорівнює подачі, поділеній на площу: v = Q / A. При 40 л/хв на циліндрі Ø80 шток висувається зі швидкістю близько 13 см/с. Час повного ходу — це хід, поділений на швидкість: 600 мм за таких умов відпрацюються приблизно за 4,5 секунди.
Чому фактичне зусилля менше за розрахункове?
Три причини. Тертя манжет і напрямних забирає близько 5 %, це врахував ККД. Протитиск на зливі діє на протилежну площу й віднімається від корисного зусилля. І третє — тиск на самому циліндрі нижчий за налаштування клапана на величину втрат у рукавах і розподільнику.
Як підібрати ущільнення для наявного циліндра?
За трьома розмірами: зовнішній діаметр ущільнення дорівнює діаметру поршня, внутрішній — діаметру канавки, третій — ширина канавки. Профіль (К17, К18, К19, К43, К49) визначається формою канавки, тому найнадійніше зняти старе ущільнення й порівняти з ним, а не підбирати тільки за діаметром.
Куди далі
Каталог: ущільнення гідроциліндрів, ущільнення поршня К49, ущільнення поршня К43, гідроциліндри. Суміжні розрахунки: параметри системи під циліндр, подача насоса.
Потрібен ремкомплект або циліндр під задачу? Зателефонуйте або напишіть — менеджер підбере ущільнення за трьома розмірами канавки або циліндр за приєднанням і ходом.
Автор: технічний спеціаліст Hydraulic.ua. Оновлено 19 вересня 2026.
