Как рассчитать усилие пневматического цилиндра?

Сила выдвижения пневматического цилиндра определяется формулой F = P × A, где P — давление подачи, а A — площадь поперечного сечения цилиндра (π/4 × D²). Сила втягивания определяется площадью кольцевого зазора: A = π/4 × (D² − d²), где d — диаметр штока.

В чём разница между силой выдвижения и силой втягивания?

Усилие при выдвижении поршня использует всю площадь цилиндра, поэтому оно всегда выше. Усилие при втягивании поршня использует площадь кольцевого зазора (площадь цилиндра минус площадь штока), что приводит к меньшему выходному усилию.

Как рассчитать скорость пневматического цилиндра?

Скорость поршня v = Q / A, где Q — объемный расход, а A — эффективная площадь поршня. При выдвижении A — площадь всего диаметра поршня; при втягивании A — площадь кольцевого зазора.

Какой диаметр отверстия мне нужен для заданной силы?

Преобразуем формулу F = P × A, чтобы получить A = F / P, тогда D = √(4A/π). Всегда выбирайте диаметр до следующего стандартного диаметра отверстия и учитывайте коэффициент запаса прочности 25–50% для учета трения и динамических нагрузок.

Влияет ли трение на усилие пневматического цилиндра?

Да. Трение в уплотнении обычно снижает теоретическую силу на 5–201 Тп4Т в зависимости от типа уплотнения, смазки и скорости. Распространенная практика проектирования — применение коэффициента потерь на трение 10–151 Тп4Т.

Бесплатный инженерный инструмент — #143

Калькулятор силы и скорости пневматического цилиндра

Рассчитайте усилие выдвижения/втягивания и скорость поршня для пневматических цилиндров. Введите диаметр цилиндра, диаметр штока и давление подачи.

F = P × A v = Q / A Выдвижение и втягивание

Результаты

Приложить усилие (толчок)

—

Усилие оттягивания (тяга)

—

Площадь скважины

—

Кольцевая область

—

Увеличить скорость

—

Скорость втягивания

—

Усилие растяжения цилиндра

При выдвижении поршня давление действует на всю площадь цилиндра:

Усилие втягивания цилиндра

При втягивании шток занимает часть поршня, уменьшая эффективную площадь:

Скорость поршня

Скорость зависит от расхода воздуха и эффективной площади поршня:

P — давление предложения
D — диаметр отверстия
d — диаметр стержня
Q — объемный расход при рабочем давлении

Стандартные диаметры отверстий (ISO 15552)

Диаметр цилиндра (мм)	Стержень (мм)	Площадь расширения (см²)
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

Пример — цилиндр диаметром 63 мм при давлении 6 бар.

Данный: Диаметр цилиндра = 63 мм, диаметр штока = 20 мм, давление = 6 бар

A_{расточка} = π/4 × 63² = 3117 мм² = 31,17 см²

F_{продлевать} = 6 × 10⁵ × 3117 × 10-⁶ = 1870 Н (190,6 кгс)

A_{кольцевой} = π/4 × (63² − 20²) = 2803 мм²

F_{отозвать} = 6 × 10⁵ × 2803 × 10-⁶ = 1682 Н (171,4 кгс)

⚠️ Примечание: Фактическое усилие снижается на 5–20% из-за трения в уплотнениях. При расчете размеров цилиндров для реальных условий эксплуатации следует учитывать коэффициент запаса прочности.