Усилие гидроцилиндра — это сила на штоке, которую создаёт давление жидкости на площадь поршня. Измеряется в тоннах (в справочниках — в килоньютонах) и считается по формуле F = p · A · ηмех, где p — давление в барах, A — площадь в см², умноженная на 10 для перехода к ньютонам, ηмех — механический КПД (0,95). Скорость штока при этом равна подаче, делённой на ту же площадь: v = Q / A.
Цилиндр Ø80 мм при 200 бар даёт около 9,7 т на выдвижении — это 9 738 кг, или 95,5 кН, — и при подаче 40 л/мин выдвигает шток со скоростью 13 см/с. При втягивании жидкость действует на кольцевую площадь, из которой вычтено сечение штока, поэтому усилие меньше, а скорость выше — для штока Ø45 это 6,7 т (65,3 кН) и 19 см/с.
Калькулятор загружается…
Две площади одного цилиндра
Поршневая площадь A₁ = πD²/4 работает при выдвижении. Она больше, поэтому выдвижение — это режим силы: подъём, нажатие, копание.
Кольцевая площадь A₂ = π(D² − d²)/4 работает при втягивании. Она меньше на сечение штока, поэтому втягивание — режим скорости. Соотношение площадей у стандартных цилиндров составляет примерно 1,4–1,6, то есть усилие падает на 30–40 %, а скорость ровно настолько же растёт.
Практическое следствие: цилиндр всегда ставят так, чтобы рабочая нагрузка приходилась на выдвижение. Если машина «не тянет назад», причина обычно не в насосе, а в том, что нагрузку повесили на кольцевую площадь.
Усилие типовых диаметров
В таблице — усилие выдвижения в килоньютонах с учётом КПД 0,95.
| Диаметр поршня, мм | Площадь, 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) |
В таблице усилие в тоннах, в скобках — килоньютоны: чтобы перевести кН в тонны, делите на 9,81.
Почему фактическое усилие меньше
Первая причина — трение манжет и направляющих, примерно 5 %, и именно оно учтено коэффициентом 0,95. Вторая — противодавление на сливной линии: оно действует на противоположную площадь поршня и вычитается из полезного усилия. Третья — потери давления в рукавах, распределителе и фильтре: на самом цилиндре давление всегда ниже настройки предохранительного клапана.
Отдельно стоит помнить, что расчёт усилия ничего не говорит об устойчивости штока. Для длинных ходов нужна проверка на продольный изгиб, и именно она, а не давление, часто ограничивает выбор диаметра.
Пример со временем хода
Цилиндр Ø80/45 с ходом 600 мм, подача 40 л/мин, давление 200 бар. Выдвижение: усилие 9,7 т (95,5 кН), скорость 13,3 см/с, полный ход за 4,5 секунды. Втягивание: усилие 6,7 т (65,3 кН), скорость 19,4 см/с, полный ход за 3,1 секунды. Рабочий цикл вместе — около 7,6 секунды плюс переключение распределителя.
Частые вопросы
Как рассчитать усилие гидроцилиндра?
F = p · A · ηмех, где F — усилие в ньютонах, p — давление в барах, A — площадь в см², умноженная на 10 для перехода к ньютонам, ηмех — механический КПД (0,95). Цилиндр Ø80 мм при 200 бар даёт около 9,7 т — это 9 738 кг, или 95,5 кН.
Почему при втягивании усилие меньше?
Потому что жидкость действует на кольцевую площадь: из площади поршня вычитается сечение штока. У цилиндра Ø80 со штоком Ø45 площадь падает с 50,3 до 34,4 см², то есть усилие втягивания составляет около 68 % от усилия выдвижения. Скорость при этом наоборот растёт.
Как посчитать скорость штока и время хода?
Скорость равна подаче, делённой на площадь: v = Q / A. При 40 л/мин на цилиндре Ø80 шток выдвигается со скоростью около 13 см/с. Время полного хода — это ход, делённый на скорость: 600 мм при таких условиях отработаются примерно за 4,5 секунды.
Почему фактическое усилие меньше расчётного?
Три причины. Трение манжет и направляющих забирает около 5 %, это учёл КПД. Противодавление на сливе действует на противоположную площадь и вычитается из полезного усилия. И третье — давление на самом цилиндре ниже настройки клапана на величину потерь в рукавах и распределителе.
Как подобрать уплотнение для имеющегося цилиндра?
По трём размерам: наружный диаметр уплотнения равен диаметру поршня, внутренний — диаметру канавки, третий — ширина канавки. Профиль (К17, К18, К19, К43, К49) определяется формой канавки, поэтому надёжнее снять старое уплотнение и сравнить с ним, а не подбирать только по диаметру.
Куда дальше
Каталог: уплотнения гидроцилиндров, уплотнения поршня К49, уплотнения поршня К43, гидроцилиндры. Смежные расчёты: параметры системы под цилиндр, подача насоса.
Нужен ремкомплект или цилиндр под задачу? Позвоните или напишите — менеджер подберёт уплотнение по трём размерам канавки или цилиндр по присоединению и ходу.
Автор: технический специалист Hydraulic.ua. Обновлено 19 сентября 2026.
