Bagaimana cara menghitung gaya pada silinder pneumatik?

Gaya pemanjangan silinder pneumatik adalah F = P × A, di mana P adalah tekanan suplai dan A adalah luas penampang penuh (π/4 × D²). Gaya penarikan menggunakan luas penampang melingkar: A = π/4 × (D² − d²), di mana d adalah diameter batang.

Apa perbedaan antara gaya ekstensi dan gaya retraksi?

Gaya ekstensi menggunakan seluruh area lubang piston, sehingga selalu lebih tinggi. Gaya retraksi menggunakan area melingkar (area lubang dikurangi area batang), sehingga menghasilkan keluaran gaya yang lebih rendah.

Bagaimana cara menghitung kecepatan silinder pneumatik?

Kecepatan piston v = Q / A, di mana Q adalah laju aliran volume dan A adalah luas penampang piston efektif. Untuk ekstensi, A adalah luas penampang penuh; untuk retraksi, A adalah luas penampang melingkar.

Berapa ukuran lubang yang saya butuhkan untuk gaya tertentu?

Susun ulang F = P × A untuk mendapatkan A = F / P, lalu D = √(4A/π). Selalu tingkatkan ukuran ke diameter lubang standar berikutnya dan sertakan faktor keamanan 25–50% untuk gesekan dan beban dinamis.

Apakah gesekan memengaruhi gaya pada silinder pneumatik?

Ya. Gesekan seal biasanya mengurangi gaya teoritis sebesar 5–20% tergantung pada jenis seal, pelumasan, dan kecepatan. Praktik desain umum adalah menerapkan faktor kehilangan gesekan sebesar 10–15%.

Alat Rekayasa Gratis — #143

Kalkulator Gaya & Kecepatan Silinder Pneumatik

Hitung gaya ulur/tarik dan kecepatan piston untuk silinder pneumatik. Masukkan bore, diameter batang, dan tekanan suplai.

F = P × A v = Q / A Memanjang & Menarik

Hasil

Gaya Ulur (Dorong)

—

Gaya Tarik (Retract Force)

—

Luas Bore

—

Area Melingkar

—

Kecepatan Ulur

—

Kecepatan Penarikan Kembali

—

Gaya Perpanjangan Silinder

Saat piston memanjang, tekanan bekerja pada seluruh area lubang:

Gaya Tarik Silinder

Saat ditarik kembali, batang tersebut menempati sebagian piston, sehingga mengurangi luas efektif:

Kecepatan Piston

Kecepatan bergantung pada laju aliran udara dan luas penampang piston yang efektif:

P — tekanan pasokan
D — diameter lubang
D — diameter batang
Q — laju aliran volume pada tekanan kerja

Ukuran Lubang Standar (ISO 15552)

Diameter dalam (mm)	Batang (mm)	Luas Area (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

Contoh — Silinder 63 mm pada tekanan 6 bar

Diberikan: Diameter dalam = 63 mm, Batang = 20 mm, Tekanan = 6 bar

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

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

A_anulus = π/4 × (63² − 20²) = 2803 mm²

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

⚠️ Catatan: Gaya sebenarnya berkurang sebesar 5–20% karena gesekan segel. Terapkan faktor keamanan saat menentukan ukuran silinder untuk aplikasi nyata.