Calcolo cilindro idraulico: spinta, trazione, velocità e volume d’olio
Con questo calcolo cilindro idraulico ottieni la forza teorica di un cilindro a doppio effetto da diametro del pistone, diametro dello stelo e pressione: in uscita sull’intera area del pistone, in rientro sulla corona circolare più piccola. Con portata e corsa si aggiungono velocità, volume d’olio e tempo. Pistone 100 mm, stelo 56 mm a 160 bar: 125,66 kN di spinta e 86,26 kN di trazione.
Esempio: Unità: metriche (mm, bar, l/min) · Diametro del pistone (alesaggio) 100 · Diametro dello stelo 56 · Pressione 160 · Portata della pompa (facoltativa) 60 · Corsa (facoltativa) 500 → Forza del cilindro: Spinta 125,66 kN · trazione 86,26 kN. Fonte: Bosch Rexroth RE 17332 (edition 2021-07), hydraulic cylinder series CDH1/CGH1/CSH1, p. 14 “Diameters, areas, forces, flow”: areas A1/A2/A3, area ratio φ, forces F1/F2/F3 as theoretical static force without efficiency, flow at 0.1 m/s (read 09.10.2026). Aggiornato al: .
Come si calcola
Forza = pressione × area. In uscita l’olio spinge sull’intera area del pistone A1 = π × D² ÷ 4. In rientro agisce solo sull’area anulare A3 = A1 − A2, perché lo stelo occupa l’area A2 = π × d² ÷ 4. Bosch Rexroth riporta proprio queste tre aree e forze nella scheda tecnica dei suoi cilindri, come «forza statica teorica del cilindro senza considerare il rendimento».
Esempi a 160 bar
In unità metriche vale F [kN] = p [bar] × A [cm²] ÷ 100.
| Pistone / stelo | Spinta F1 | Trazione F3 | φ |
|---|---|---|---|
| 40 / 22 mm | 20,11 kN | 14,02 kN | 1,43 |
| 50 / 28 mm | 31,42 kN | 21,56 kN | 1,46 |
| 63 / 36 mm | 49,88 kN | 33,59 kN | 1,48 |
| 80 / 45 mm | 80,42 kN | 54,98 kN | 1,46 |
| 100 / 56 mm | 125,66 kN | 86,26 kN | 1,46 |
| 125 / 70 mm | 196,35 kN | 134,77 kN | 1,46 |
Per il confronto con la scheda: Rexroth indica per il pistone da 100 mm a 250 bar 196,35 kN e per lo stelo da 56 mm un rapporto delle aree di 1,46.
Velocità, volume d’olio e tempo di corsa
Velocità = portata ÷ area. Con 60 l/min il cilindro 100/56 esce a 0,127 m/s e rientra a 0,185 m/s, perché l’area anulare è più piccola. Una corsa di 500 mm richiede in uscita 3,93 l d’olio e 3,9 s, in rientro 2,70 l e 2,7 s. Al contrario Rexroth indica per 0,1 m/s con il pistone da 100 mm una portata di 47,1 l/min. Per convertire la pressione usa bar in psi; la base di F = p × A è nel calcolo della forza, il volume nel volume del cilindro.
Domande frequenti
Come si calcola la forza di un cilindro idraulico?
Pressione per area. Un pistone da 100 mm ha 78,54 cm²; a 160 bar sono 125,66 kN di spinta.
Perché la trazione è minore della spinta?
In rientro lo stelo copre parte del pistone e conta solo l’area anulare A1 − A2. Con stelo da 56 mm sono 53,91 cm², cioè 86,26 kN a 160 bar.
Come calcolo la velocità del cilindro?
Portata diviso area. 60 l/min su 78,54 cm² danno 0,127 m/s in uscita.
Che cos’è il rapporto delle aree φ?
Area del pistone divisa per l’area anulare (A1 ÷ A3). Con 100/56 mm φ = 1,46: il cilindro rientra 1,46 volte più veloce di quanto esce.
Che cos’è la forza differenziale?
Nel circuito rigenerativo entrambe le camere sono in pressione e spinge solo l’area dello stelo A2: poca forza (39,41 kN a 160 bar) ma uscita rapida.
Il cilindro sviluppa davvero la forza calcolata?
No, è la forza statica teorica. Attrito delle guarnizioni, contropressione e rendimento la riducono; pressione nominale e carico di punta dello stelo vanno verificati a parte.
Fonti e riferimenti normativi
- Bosch Rexroth RE 17332 (edition 2021-07), hydraulic cylinder series CDH1/CGH1/CSH1, p. 14 “Diameters, areas, forces, flow”: areas A1/A2/A3, area ratio φ, forces F1/F2/F3 as theoretical static force without efficiency, flow at 0.1 m/s (read 09.10.2026)
- NIST SP 811, Appendix B.8 – conversion factors: 1 bar = 10⁵ Pa, 1 psi = 6 894.757 Pa, 1 lbf = 4.448 222 N, 1 in = 2.54 cm, 1 gal (U.S.) = 3.785 412 L, 1 kgf = 9.806 65 N (read 09.10.2026)
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