ฉันจะคำนวณแรงดันในกระบอกสูบแบบนิวแมติกได้อย่างไร?

แรงดึงออกของกระบอกสูบแบบนิวแมติกคือ F = P × A โดยที่ P คือแรงดันจ่าย และ A คือพื้นที่หน้าตัดของกระบอกสูบทั้งหมด (π/4 × D²) แรงดึงกลับใช้พื้นที่หน้าตัดของวงแหวน: A = π/4 × (D² − d²) โดยที่ d คือเส้นผ่านศูนย์กลางของแกน.

แรงดึงออกและแรงหดกลับต่างกันอย่างไร?

แรงในการยืดออกใช้พื้นที่ทั้งหมดของกระบอกสูบลูกสูบ ดังนั้นแรงจึงสูงกว่าเสมอ ส่วนแรงในการหดกลับใช้พื้นที่วงแหวน (พื้นที่กระบอกสูบ ลบด้วยพื้นที่ก้านลูกสูบ) ทำให้ได้แรงที่ต่ำกว่า.

ฉันจะคำนวณความเร็วของกระบอกสูบแบบนิวแมติกได้อย่างไร?

ความเร็วของลูกสูบ v = Q / A โดยที่ Q คืออัตราการไหลของปริมาตร และ A คือพื้นที่หน้าตัดของลูกสูบ สำหรับการยืดออก A คือพื้นที่หน้าตัดเต็มรู และสำหรับการหดกลับ A คือพื้นที่หน้าตัดวงแหวน.

ต้องใช้ขนาดรูเจาะเท่าใดจึงจะได้แรงตามที่กำหนด?

จัดเรียงสมการ F = P × A ใหม่เพื่อให้ได้ A = F / P จากนั้น D = √(4A/π) ควรเลือกขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางรูเจาะมาตรฐานที่ใหญ่ขึ้นเสมอ และรวมปัจจัยด้านความปลอดภัย 25–50% สำหรับแรงเสียดทานและภาระไดนามิก.

แรงเสียดทานมีผลต่อแรงดันในกระบอกสูบแบบนิวแมติกหรือไม่?

ใช่แล้ว แรงเสียดทานของซีลโดยทั่วไปจะลดแรงตามทฤษฎีลง 5–20% ขึ้นอยู่กับชนิดของซีล การหล่อลื่น และความเร็ว แนวทางการออกแบบทั่วไปคือการใช้ค่าสัมประสิทธิ์การสูญเสียแรงเสียดทาน 10–15%.

เครื่องมือวิศวกรรมฟรี — #143

เครื่องคำนวณแรงและความเร็วของกระบอกสูบแบบนิวแมติก

คำนวณแรงยืด/หดและความเร็วลูกสูบสำหรับกระบอกสูบแบบใช้ลม ป้อนขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางกระบอกสูบ เส้นผ่านศูนย์กลางก้านสูบ และแรงดันจ่าย.

F = P × A v = Q / A ยืดและหด

เส้นผ่านศูนย์กลางรูเจาะ (มิลลิเมตร)

เส้นผ่านศูนย์กลางของแท่ง (มิลลิเมตร)

แรงดันอุปทาน (บาร์)

อัตราการไหลของอากาศ (ลิตร/นาที, ตัวเลือกเสริม)

ค่าที่ตั้งไว้ล่วงหน้าอย่างรวดเร็ว

Results

ขยายแรง (ผลัก)

แรงดึงกลับ (แรงดึง)

พื้นที่เจาะ

พื้นที่วงแหวน

เร่งความเร็ว

ความเร็วในการหดกลับ

แรงยืดกระบอกสูบ

เมื่อลูกสูบยืดออก แรงดันจะกระทำต่อพื้นที่ทั้งหมดของกระบอกสูบ:

แรงดึงกลับของกระบอกสูบ

เมื่อดึงกลับ ก้านจะเข้าไปกินพื้นที่ส่วนหนึ่งของลูกสูบ ทำให้พื้นที่ใช้งานลดลง:

ความเร็วลูกสูบ

ความเร็วขึ้นอยู่กับอัตราการไหลของอากาศและพื้นที่หน้าตัดของลูกสูบที่มีประสิทธิภาพ:

P — แรงกดดันด้านอุปทาน
ดี — เส้นผ่านศูนย์กลางรูเจาะ
ง — เส้นผ่านศูนย์กลางของแท่ง
คิว — อัตราการไหลของปริมาตรที่ความดันใช้งาน

ขนาดรูมาตรฐาน (ISO 15552)

รูเจาะ (มม.)	แท่ง (มม.)	พื้นที่ขยาย (ตร.ซม.)
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

ตัวอย่าง — กระบอกสูบขนาด 63 มม. ที่ความดัน 6 บาร์

ที่ให้ไว้: เส้นผ่านศูนย์กลางรู = 63 มม., ก้าน = 20 มม., แรงดัน = 6 บาร์

ก_เจาะ = π/4 × 63² = 3117 มม.² = 31.17 ซม.²

เอฟ_ขยาย = 6 × 10⁵ × 3117 × 10⁻⁶ = 1870 นิวตัน (190.6 กิโลกรัมแรง)

ก_{วงแหวน} = π/4 × (63² − 20²) = 2803 มม.²

เอฟ_ถอน = 6 × 10⁵ × 2803 × 10⁻⁶ = 1682 นิวตัน (171.4 กิโลกรัมแรง)

⚠️ หมายเหตุ: แรงที่เกิดขึ้นจริงจะลดลง 5–20% เนื่องจากการเสียดทานของซีล ควรใช้ปัจจัยด้านความปลอดภัยเมื่อกำหนดขนาดกระบอกสูบสำหรับการใช้งานจริง.

เครื่องคำนวณแรงและความเร็วของกระบอกสูบแบบนิวแมติก | เครื่องมือออนไลน์ฟรี

เผยแพร่โดย นิโคไล เชลโคเวนโก บน 15 ก.พ. 2569 15 ก.พ. 2569

Results

แรงยืดกระบอกสูบ

แรงดึงกลับของกระบอกสูบ

ความเร็วลูกสูบ

ขนาดรูมาตรฐาน (ISO 15552)