什麼是線性致動器推力計算器?
這個工具可依據作用在活塞上的流體壓力,估算氣壓或液壓線性致動器(例如氣缸、油壓缸或推桿)的理論輸出推力。活塞會把壓力轉換成可用的機械推力,缸徑越大、壓力越高,所產生的推力也就越大。
使用方法
先輸入工作壓力並選擇單位(bar、psi、kPa 或 MPa),接著以毫米(mm)輸入缸徑(活塞直徑)。計算器會以牛頓(N)回傳伸出時的推力,並同時換算為公斤力(kgf)與磅力(lbf),另外附上計算出的活塞面積。
公式說明
核心公式為 \(F = P \times A\),其中 \(A\) 為圓形活塞面積,
$$A = \frac{\pi}{4} \cdot D^{2}$$計算時會把壓力換算成帕斯卡(Pa)、直徑換算成公尺(m),如此推力便會以牛頓為單位(\(1\ \text{Pa} \times 1\ \text{m}^{2} = 1\ \text{N}\))。此結果為全缸徑(伸出行程)的理想推力。帶活塞桿一側的縮回推力會比較小,因為活塞桿會減少有效作用面積——本計算器並未納入這種情況。
實例計算
一支氣缸在 6 bar 壓力下運作,缸徑為 50 mm。
$$A = \frac{\pi}{4} \cdot (0.05)^{2} = 0.0019635\ \text{m}^{2}$$$$P = 6 \times 100000 = 600{,}000\ \text{Pa}$$$$F = 600{,}000 \times 0.0019635 \approx 1{,}178\ \text{N}$$(約 120 kgf 或 265 lbf)。
常見問題
這有把摩擦損耗算進去嗎?沒有——這是理論推力。實際氣液壓缸因密封件摩擦,通常只能輸出約 85~95% 的推力。
為什麼縮回推力會不一樣?在活塞桿那一側,活塞桿會佔掉部分面積,因此在相同壓力下產生的推力較小。
我該用哪一個壓力值?請使用系統實際供應給致動器的調節後工作壓力。