Jak obliczyć siłę siłownika pneumatycznego?

Siła wysuwania cylindra pneumatycznego wynosi F = P × A, gdzie P to ciśnienie zasilania, a A to powierzchnia pełnego otworu (π/4 × D²). Siła wsuwania wykorzystuje powierzchnię pierścieniową: A = π/4 × (D² − d²), gdzie d to średnica tłoczyska.

Jaka jest różnica pomiędzy siłą wysuwania i cofania?

Siła wysuwania wykorzystuje całą powierzchnię cylindra tłoka, więc jest zawsze większa. Siła cofania wykorzystuje powierzchnię pierścieniową (powierzchnię cylindra minus powierzchnię tłoczyska), co daje mniejszą siłę wyjściową.

Jak obliczyć prędkość cylindra pneumatycznego?

Prędkość tłoka v = Q / A, gdzie Q to natężenie przepływu objętościowego, a A to efektywna powierzchnia tłoka. W przypadku wysuwania A to powierzchnia pełnego otworu; w przypadku cofania A to powierzchnia pierścieniowa.

Jaki rozmiar otworu jest mi potrzebny do uzyskania danej siły?

Przekształć F = P × A, aby znaleźć A = F / P, a następnie D = √(4A/π). Zawsze dobieraj rozmiar do kolejnej standardowej średnicy otworu i uwzględnij współczynnik bezpieczeństwa 25–50% dla obciążeń tarcia i dynamicznych.

Czy tarcie wpływa na siłę cylindra pneumatycznego?

Tak. Tarcie uszczelnienia zazwyczaj zmniejsza teoretyczną siłę o 5–20%, w zależności od rodzaju uszczelnienia, smarowania i prędkości. Powszechną praktyką projektową jest stosowanie współczynnika strat tarcia wynoszącego 10–15%.

Bezpłatne narzędzie inżynierskie — #143

Kalkulator siły i prędkości cylindra pneumatycznego

Oblicz siłę wysuwania/cofania i prędkość tłoka dla cylindrów pneumatycznych. Wprowadź średnicę cylindra, średnicę tłoczyska i ciśnienie zasilania.

F = P × A v = Q / A Wysuwanie & wsuwanie

Wyniki

Siła wysuwania (pchnięcie)

—

Siła cofania (pociągania)

—

Powierzchnia otworu

—

Powierzchnia pierścieniowa

—

Prędkość wysuwania

—

Prędkość cofania

—

Siła wysuwania cylindra

Gdy tłok się wysuwa, ciśnienie działa na całą powierzchnię otworu:

Siła cofania cylindra

Podczas cofania pręt zajmuje część tłoka, zmniejszając powierzchnię roboczą:

Prędkość tłoka

Prędkość zależy od natężenia przepływu powietrza i efektywnej powierzchni tłoka:

P — ciśnienie zasilania
D — średnica otworu
d — średnica tłoczyska
Q — natężenie przepływu objętościowego przy ciśnieniu roboczym

Standardowe rozmiary otworów (ISO 15552)

Średnica otworu (mm)	Tłoczysko (mm)	Powierzchnia wysuwania (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

Przykład — cylinder 63 mm przy ciśnieniu 6 barów

Biorąc pod uwagę: Średnica otworu = 63 mm, tłoczysko = 20 mm, ciśnienie = 6 bar

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

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

A_{pierścieniowy} = π/4 × (63² - 20²) = 2803 mm²

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

⚠️ Uwaga: Rzeczywista siła jest zmniejszona o 5–20% ze względu na tarcie uszczelnienia. Należy zastosować współczynnik bezpieczeństwa przy doborze cylindrów do rzeczywistych zastosowań.