Что такое калькулятор усилия линейного привода?
Этот инструмент рассчитывает теоретическое выходное (толкающее) усилие гидравлического или пневматического линейного привода — цилиндра или плунжера — исходя из давления рабочей среды, действующего на поршень. Поршень преобразует давление в полезное механическое усилие: чем больше диаметр поршня и выше давление, тем больше развиваемое усилие.
Как пользоваться калькулятором
Введите рабочее давление и выберите единицу измерения (бар, psi, кПа или МПа). Затем укажите диаметр поршня (расточки) в миллиметрах. Калькулятор покажет усилие на выдвижении в ньютонах, а также удобные переводы в килограмм-силы (кгс) и фунт-силы (lbf) и рассчитанную площадь поршня.
Разбор формулы
В основе расчёта лежит уравнение \(F = P \times A\), где \(A\) — площадь круглого поршня, $$A = \frac{\pi}{4}\,D^{2}.$$ Давление переводится в паскали, а диаметр — в метры, чтобы усилие получилось в ньютонах (\(1\ \text{Pa} \times 1\ \text{m}^{2} = 1\ \text{N}\)). Так находится идеальное усилие при выдвижении штока на полную площадь поршня. Усилие при втягивании в цилиндре со штоком меньше, поскольку шток уменьшает эффективную площадь — этот случай здесь не учитывается.
Пример расчёта
Пневматический цилиндр работает при 6 бар с диаметром поршня 50 мм. Площадь $$A = \frac{\pi}{4}\cdot(0{,}05)^{2} = 0{,}0019635\ \text{м}^{2}.$$ Давление $$P = 6 \times 100000 = 600\,000\ \text{Па}.$$ Усилие $$F = 600\,000 \times 0{,}0019635 \approx \mathbf{1178\ \text{Н}}$$ (примерно 120 кгс или 265 lbf).
Частые вопросы
Учитываются ли потери на трение? Нет — это теоретическое усилие. Реальные цилиндры из-за трения уплотнений выдают около 85–95 % от расчётного значения.
Почему усилие при втягивании отличается? Со стороны штока его площадь вычитается из площади поршня, поэтому при том же давлении усилие получается меньше.
Какое давление подставлять? Используйте регулируемое рабочее давление, которое система подаёт на привод.
