Калькулятор силы поршня

Введите расчет

Давление (P)

Диаметр цилиндра (D)

Система единиц SI (P in Pa, D in m → F in N) Imperial (P in psi, D in in → F in lbf)

Результатов

Сила поршня

3 926,99

N

Площадь поверхности поршня	0,007854 m²
Формула	F = P × (π/4) × D²

Что такое калькулятор силы поршня?

Этот калькулятор определяет линейное усилие, которое развивает гидравлический или пневматический поршень (цилиндр), исходя из давления рабочей среды и диаметра цилиндра. Это универсальный инженерный инструмент, основанный на чистой физике, поэтому он применим везде — главное, чтобы единицы измерения были согласованы между собой.

Как пользоваться калькулятором

Введите рабочее давление (P) и диаметр цилиндра (D), затем выберите систему единиц. В системе СИ давление задаётся в паскалях (Па), а диаметр — в метрах (м); результат получится в ньютонах (Н). В имперской системе давление вводится в psi, диаметр — в дюймах, а сила выводится в фунт-силах (lbf). Калькулятор также показывает рассчитанную площадь рабочей поверхности поршня.

Разбор формулы

Поршень представляет собой круг диаметром D, поэтому площадь его рабочей поверхности равна \(A = \frac{\pi}{4}\cdot D^{2}\). Давление — это сила, приходящаяся на единицу площади, значит суммарное усилие, толкающее поршень, равно давлению, умноженному на эту площадь:

$$F = P \times \frac{\pi}{4} \times D^{2}$$

Если удвоить диаметр, усилие возрастёт в четыре раза, поскольку площадь растёт пропорционально квадрату диаметра. Именно поэтому цилиндры большого диаметра развивают такое мощное усилие.

Эффективная площадь — это круг сечения цилиндра: \(A = \frac{\pi}{4} \times D^{2}\).

Давление жидкости P, действующее на торец поршня диаметром D, создаёт выходную силу F.

Пример расчёта

Гидроцилиндр с диаметром 0,1 м работает под давлением 500 000 Па (5 бар). Площадь составляет $$\frac{\pi}{4}(0{,}1)^{2} = 0{,}0078540 \ \text{м}^{2}.$$ Усилие равно $$500\,000 \times 0{,}0078540 \approx \mathbf{3927 \ \text{Н}}.$$

Часто задаваемые вопросы

Учитывается ли шток поршня? Нет — калькулятор даёт полное усилие выталкивания (на выдвижение) со стороны крышки. Со стороны штока нужно вычесть из площади A площадь поперечного сечения штока.

А как же трение и противодавление? Это теоретическое усилие. Реальная отдача снижается из-за трения уплотнений и любого давления с противоположной стороны.

Можно ли смешивать единицы измерения? Нет. В рамках одной системы используйте согласованные единицы (Па и м либо psi и дюймы), иначе результат будет неверным.