Comment calculer la force d'un vérin pneumatique ?

La force d'extension d'un vérin pneumatique est F = P × A, où P est la pression d'alimentation et A la section du passage total (π/4 × D²). La force de rétraction utilise la section annulaire : A = π/4 × (D² − d²), où d est le diamètre de la tige.

Quelle est la différence entre la force d'extension et la force de rétraction ?

La force d'extension utilise toute la surface de l'alésage du piston et est donc toujours plus élevée. La force de rétraction utilise la surface annulaire (surface de l'alésage moins surface de la tige), ce qui donne une force de sortie inférieure.

Comment calculer la vitesse d'un vérin pneumatique ?

La vitesse du piston v = Q / A, où Q est le débit volumique et A la surface effective du piston. En extension, A correspond à la surface totale de l'alésage ; en rétraction, A correspond à la surface annulaire.

Quel diamètre d'alésage me faut-il pour une force donnée ?

En réarrangeant F = P × A, on obtient A = F / P, puis D = √(4A/π). Toujours dimensionner au-dessus du diamètre d'alésage standard supérieur et inclure un coefficient de sécurité de 25–50% pour les frottements et les charges dynamiques.

Le frottement a-t-il une incidence sur la force du vérin pneumatique ?

Oui. Le frottement des joints réduit généralement la force théorique de 5 à 20 % selon le type de joint, la lubrification et la vitesse. Il est courant d'appliquer un coefficient de perte par frottement de 10 à 15 %.

Outil d'ingénierie gratuit — #143

Calculateur de force et de vitesse pour vérin pneumatique

Calculez la force d'extension/de rétraction et la vitesse du piston des vérins pneumatiques. Indiquez l'alésage, le diamètre de la tige et la pression d'alimentation.

F = P × A v = Q / A Extension et rétraction

Résultats

Force d'extension (poussée)

—

Force de rétraction (traction)

—

Surface d'alésage

—

Surface annulaire

—

Vitesse d'extension

—

Vitesse de rétraction

—

Force d'extension du cylindre

Lorsque le piston se déploie, la pression s'exerce sur toute la surface de l'alésage :

Force de rétraction du cylindre

Lors de la rétraction, la tige occupe une partie du piston, réduisant ainsi la surface effective :

Vitesse du piston

La vitesse dépend du débit d'air et de la surface effective du piston :

P — pression d'alimentation
D — diamètre d'alésage
d — diamètre de la tige
Q — débit volumique à la pression de service

Dimensions d'alésage standard (ISO 15552)

Alésage (mm)	Tige (mm)	Surface étendue (cm²)
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

Exemple — Cylindre de 63 mm à 6 bar

Compte tenu de ce qui précède : Alésage = 63 mm, Tige = 20 mm, Pression = 6 bar

A_alésage = π/4 × 63² = 3117 mm² = 31,17 cm²

F_étendre = 6 × 10⁵ × 3117 × 10⁻⁶ = 1870 N (190,6 kgf)

A_annulaire = π/4 × (63² − 20²) = 2 803 mm²

F_rétracter = 6 × 10⁵ × 2803 × 10⁻⁶ = 1682 N (171,4 kgf)

⚠️ Remarque : La force réelle est réduite de 5 à 20 % en raison du frottement du joint. Appliquez un coefficient de sécurité lors du dimensionnement des vérins pour les applications réelles.