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.
Résultats
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 |
Compte tenu de ce qui précède : Alésage = 63 mm, Tige = 20 mm, Pression = 6 bar
Aalésage = π/4 × 63² = 3117 mm² = 31,17 cm²
Fétendre = 6 × 10⁵ × 3117 × 10⁻⁶ = 1870 N (190,6 kgf)
Aannulaire = π/4 × (63² − 20²) = 2 803 mm²
Frétracter = 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.
L'effort de poussée (sortie de tige) d'un vérin pneumatique est F = P × A, où P est la pression d'alimentation et A la section de l'alésage (π/4 × D²). Pour l'effort de traction (rentrée de tige), utilisez la section annulaire : A = π/4 × (D² − d²), où d est le diamètre de la tige.
L'effort de sortie utilise toute la surface du piston et est toujours supérieur. L'effort de rentrée utilise la surface annulaire (alésage moins section de la tige), produisant moins d'effort. La vitesse de rentrée est plus élevée pour un même débit car le volume à remplir est plus faible.
Vitesse du piston v = Q / A. En sortie : v = Q / A_bore. En rentrée : v = Q / A_annular. La course de rentrée est plus rapide que celle de sortie pour un même débit car la section annulaire est plus petite.
Un coefficient de sécurité de 1.5–2.0 est typique. Le frottement des joints réduit l'effort théorique de 5–20%. Tenez également compte des charges dynamiques, des efforts d'accélération et des pertes de charge dans la conduite d'alimentation.
Oui. Le frottement des joints réduit généralement l'effort théorique de 5–20% selon le type de joint (joint torique, joint à lèvre), la lubrification et la vitesse de fonctionnement. À basse vitesse, le frottement de décollement est supérieur au frottement dynamique.
Les procédures décrites sur cette page ont été développées et testées sur le terrain par l'équipe Vibromera à l'aide du Balanset-1A, un équilibreur portable à deux canaux et analyseur de vibrations pour l'équilibrage des rotors sur site.
Instruments et logiciels professionnels d'équilibrage sur site. Utilisés dans plus de 50 pays.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko est ingénieur en analyse vibratoire, ainsi que fondateur et PDG de Vibromera. Depuis plus de 15 ans, il équilibre des équipements rotatifs sur le terrain plutôt que sur banc d'essai : broyeurs, ventilateurs industriels, concasseurs, centrifugeuses, arbres et broches. C'est de ce travail que sont nés les instruments Balanset — conçus comme un outil qu'un spécialiste peut emporter jusqu'à la machine et utiliser seul, sur site, et non comme un équipement de laboratoire. Vibromera a été fondée en 2017 et est basée à Porto, au Portugal, depuis 2023. Le développement, l'assemblage et le support de la gamme Balanset se font ici. L'instrument phare est le Balanset-1A, un analyseur portable pour l'équilibrage à un et deux plans et pour le diagnostic vibratoire. Nikolai est personnellement impliqué dans le support client, dans le traitement des cas d'équilibrage difficiles et dans le développement du logiciel. Il travaille avec des clients du monde entier, dans toutes les langues.
