چگونه نیروی سیلندر پنوماتیک را محاسبه کنم؟

نیروی انبساط سیلندر پنوماتیک برابر است با F = P × A، که در آن P فشار ورودی و A مساحت کل سوراخ (π/4 × D²) است. نیروی جمع شدن از مساحت حلقهای استفاده میکند: A = π/4 × (D² - d²)، که در آن d قطر میله است.

تفاوت بین نیروی کشش و نیروی جمع شدن چیست؟

نیروی انبساطی از کل سطح مقطع پیستون استفاده میکند، بنابراین همیشه بیشتر است. نیروی انقباضی از سطح مقطع حلقوی (مساحت مقطع منهای مساحت میله) استفاده میکند و نیروی خروجی کمتری میدهد.

چگونه سرعت سیلندر پنوماتیک را محاسبه کنم؟

سرعت پیستون v = Q / A، که در آن Q نرخ جریان حجمی و A سطح مقطع مؤثر پیستون است. برای باز شدن، A مساحت کل سیلندر و برای جمع شدن، A مساحت حلقهای است.

برای نیروی مشخص به چه اندازه سوراخی نیاز دارم؟

برای یافتن A = F / P، F = P × A را دوباره مرتب کنید، سپس D = √(4A/π) را بیابید. همیشه اندازه را تا قطر سوراخ استاندارد بعدی در نظر بگیرید و ضریب ایمنی 25-50% را برای بارهای اصطکاکی و دینامیکی در نظر بگیرید.

آیا اصطکاک بر نیروی سیلندر پنوماتیک تأثیر میگذارد؟

بله. اصطکاک آببند معمولاً نیروی نظری را بسته به نوع آببند، روانکاری و سرعت، 5 تا 20 درصد کاهش میدهد. یک روش طراحی رایج، اعمال ضریب اتلاف اصطکاک 10 تا 15 درصد است.

ابزار مهندسی رایگان — #143

محاسبه‌گر نیرو و سرعت سیلندر پنوماتیک

نیروی باز و بسته شدن و سرعت پیستون را برای سیلندرهای پنوماتیک محاسبه کنید. قطر داخلی، قطر میله و فشار منبع را وارد کنید.

ف = پ × الف v = پرسش / پاسخ گسترش و جمع شدن

Results

نیروی کششی (فشار)

—

نیروی جمع شدن (کشش)

—

منطقه سوراخ

—

ناحیه حلقوی

—

سرعت را افزایش دهید

—

سرعت جمع شدن

—

نیروی انبساط سیلندر

وقتی پیستون باز می‌شود، فشار روی کل ناحیه‌ی سوراخ پیستون اعمال می‌شود:

نیروی جمع شدن سیلندر

هنگام جمع شدن، میله بخشی از پیستون را اشغال می‌کند و سطح مؤثر را کاهش می‌دهد:

سرعت پیستون

سرعت به نرخ جریان هوا و سطح مؤثر پیستون بستگی دارد:

P - فشار تأمین
دی - قطر سوراخ
د - قطر میله
س — دبی حجمی در فشار کاری

اندازه‌های استاندارد سوراخ (ISO 15552)

سوراخ (میلی‌متر)	میله (میلی‌متر)	مساحت گسترش یافته (سانتی متر مربع)
32	12	8.04
40	16	12.57
50	20	19.63
63	20	31.17
80	25	50.27
100	25	78.54
125	32	122.72
160	40	201.06
200	50	314.16

مثال — سیلندر ۶۳ میلی‌متری در فشار ۶ بار

با توجه به: قطر داخلی = ۶۳ میلی‌متر، قطر میله = ۲۰ میلی‌متر، فشار = ۶ بار

آ_سوراخ = π/4 × 63² = 3117 میلی متر مربع = 31.17 سانتی متر مربع

ف_{گسترش دادن} = ۶ × ۱۰⁵ × ۳۱۱۷ × ۱۰⁻⁶ = ۱۸۷۰ نیوتن (۱۹۰.۶ کیلوگرم نیرو)

آ_حلقوی = π/4 × (63² − 20²) = 2803 میلی‌متر مربع

ف_{جمع کردن} = ۶ × ۱۰⁵ × ۲۸۰۳ × ۱۰⁻⁶ = ۱۶۸۲ نیوتن (۱۷۱.۴ کیلوگرم نیرو)

⚠️ توجه: نیروی واقعی به دلیل اصطکاک آب‌بند به میزان ۵–۲۰۱TP3T کاهش می‌یابد. هنگام تعیین اندازه سیلندرها برای کاربردهای واقعی، ضریب ایمنی را اعمال کنید.

محاسبه‌گر نیرو و سرعت سیلندر پنوماتیک | ابزار آنلاین رایگان

منتشر شده توسط Nikolai Shelkovenko روی فوریه ۱۵, ۲۰۲۶ فوریه ۱۵, ۲۰۲۶

Results

نیروی انبساط سیلندر

نیروی جمع شدن سیلندر

سرعت پیستون

اندازه‌های استاندارد سوراخ (ISO 15552)