이 계산기의 기능
유압 실린더는 유체의 압력을 직선 방향의 힘으로 바꿔 줍니다. 이 계산기는 공급 압력과 실린더의 치수를 바탕으로 실린더가 만들어 내는 밀기(전진) 힘과 당기기(후진) 힘을 구합니다. 후진 쪽에서는 피스톤 로드가 면적의 일부를 차지하기 때문에, 같은 압력이라도 당기기 힘은 언제나 밀기 힘보다 작습니다.
사용 방법
먼저 단위계를 선택하세요. bar·mm(미터법, 결과는 뉴턴 N)와 psi·inch(야드파운드법, 결과는 파운드포스 lbf) 중 하나를 고르면 됩니다. 그다음 작동 압력, 보어(피스톤) 지름, 로드 지름을 입력합니다. 보어 지름은 밀기 힘을 결정하고, 로드 지름은 보어 면적에서 빼서 당기기 힘을 만들어 내는 환형 면적(애뉼러스)을 구하는 데 쓰입니다. 밀기 힘만 필요하다면 로드 지름은 0으로 두세요.
공식 설명
힘은 압력에 면적을 곱한 값입니다. $$F = P \times A = P \times \frac{\pi}{4} D^2$$ 피스톤은 원형이므로 면적은 \(A = \frac{\pi}{4} \times D^2\)로 구합니다. 후진 행정에서는 보어 면적에서 로드 단면적을 뺀 값이 유효 면적이 됩니다. 즉 \(A = \frac{\pi}{4} \times (D^2 - d^2)\)입니다. 미터법에서는 bar 단위의 압력을 N/mm²로 환산해(\(1\ \text{bar} = 0.1\ \text{N/mm}^2\)) mm² 단위 면적과 곱하면 뉴턴 단위의 힘이 나옵니다. 야드파운드법에서는 \(\text{psi} \times \text{in}^2\)이 곧바로 파운드포스 단위의 힘이 됩니다.
계산 예시
100 bar로 작동하고 보어 50 mm, 로드 25 mm인 실린더를 생각해 봅시다. 밀기 면적 $$= \frac{\pi}{4}(50^2) = 1963.5\ \text{mm}^2$$ 10 N/mm²(100 bar)에서 밀기 힘 $$= 19{,}635\ \text{N} \approx 19.6\ \text{kN}$$ 환형 면적 $$= \frac{\pi}{4}(50^2 - 25^2) = 1472.6\ \text{mm}^2$$이므로, 당기기 힘 \(\approx 14{,}726\ \text{N}\)입니다.
자주 묻는 질문
당기기 힘이 밀기 힘보다 작은 이유는 무엇인가요? 후진할 때 로드가 압력이 작용하는 면적을 줄이기 때문에, 같은 압력에서도 더 적은 힘이 발생합니다.
마찰이나 효율도 반영되나요? 아니요. 이 계산기는 이론적인 힘만 알려 줍니다. 실제 실린더는 실(seal) 마찰 때문에 조금 더 작은 힘을 내며, 효율은 보통 90~95% 수준입니다.
뉴턴(N)을 kgf로 바꾸려면 어떻게 하나요? 뉴턴 값을 9.80665로 나누면 됩니다(예: \(19{,}635\ \text{N} \approx 2{,}002\ \text{kgf}\)).
