Калькулятор усилия пневмоцилиндра

Введите расчет

Давление воздуха

Единица давления bar psi kPa

Диаметр поршня (мм)

Диаметр штока (мм, для тянущего усилия при втягивании — необязательно)

Результатов

Толкающее усилие (выдвижение)

1 178,1

ньютоны (Н)

Толкающее усилие (кгс)	120,13 kgf
Тянущее усилие (втягивание)	1 178,1 N
Площадь поршня	1 963,5 mm²

Что это такое

Калькулятор усилия пневмоцилиндра определяет теоретическое усилие, которое способен развивать пневмоцилиндр, исходя из давления подаваемого воздуха и диаметра поршня (диаметра цилиндра). Физика здесь одинакова в любой стране, поэтому инструмент универсален — просто выберите ту единицу давления (бар, psi или кПа), которую показывает ваш манометр.

Как пользоваться

Введите давление воздуха и выберите его единицу измерения, затем укажите диаметр поршня в миллиметрах. Чтобы рассчитать усилие при втягивании (тянущее усилие), задайте ещё и диаметр штока — шток занимает часть площади поршня, уменьшая эффективную площадь со стороны штока. Если шток оставить равным 0, тянущее усилие учитываться не будет.

Разбор формулы

Усилие равно произведению давления на площадь: \(F = P \times A\). Торец поршня представляет собой круг, поэтому его площадь равна \(A = \frac{\pi}{4} \cdot d^{2}\). При выдвижении используется полная площадь поршня. При втягивании из неё вычитается площадь сечения штока, и получается кольцевая площадь \(A = \frac{\pi}{4}\left(d^{2} - d_r^{2}\right)\). Переведите давление в паскали (1 бар = 100\,000 Па, 1 psi ≈ 6894,76 Па, 1 кПа = 1000 Па), а площадь — в квадратные метры, и результат получится в ньютонах.

$$F_{push} = P \cdot \frac{\pi}{4}\,D^{2} \qquad F_{pull} = P \cdot \frac{\pi}{4}\left(D^{2} - d^{2}\right)$$

Тянущее (втягивающее) усилие использует уменьшенную кольцевую площадь, так как шток занимает часть торца поршня.

Толкающее усилие задействует всю площадь поршня \(A = \frac{\pi}{4}d^{2}\).

Пример расчёта

Цилиндр с диаметром поршня 50,8 мм при давлении 100 psi: \(P = 100 \times 6894{,}757 = 689\,475{,}7\) Па. Площадь \(= \frac{\pi}{4}(0{,}0508)^{2} = 0{,}0020268\) м². Усилие \(= 689\,475{,}7 \times 0{,}0020268 \approx 1397{,}45\) Н. Если взять цилиндр с эквивалентной площадью в 2,5 раза больше, усилие вырастет пропорционально.

Частые вопросы

Это реальное рабочее усилие? Нет — это теоретическое статическое усилие. На практике отдача меньше из-за трения уплотнений (обычно потери составляют 3–10 %) и противодавления на стороне выхлопа.

Почему тянущее усилие меньше толкающего? Со стороны штока часть площади поршня занимает сам шток, поэтому при втягивании давлению подвержена меньшая площадь.

Какую единицу выбрать? Используйте ту, что показывает манометр вашего регулятора, — калькулятор сам переведёт значение в паскали.