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輸入計算

數學公式

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結果

活塞推力
3,926.99
N
活塞受壓面積 0.007854
公式 F = P ×(π/4)× D²

什麼是活塞推力計算器?

這個計算器可根據作用於活塞(油缸/氣缸)上的流體壓力與缸徑,算出活塞所產生的直線推力。它是一項以純物理為基礎的通用工程工具,無論在哪個國家、哪種場合都適用——只要確保你輸入的單位前後一致即可。

使用方法

輸入運作壓力(P)缸徑(D),再選擇單位制。若採用 SI 制,壓力以帕斯卡(Pa)、直徑以公尺(m)填入,推力即以牛頓(N)顯示;若採用英制,壓力以 psi、直徑以英吋(in)填入,推力則以磅力(lbf)顯示。計算器同時會列出它所算出的活塞受壓面積。

公式說明

活塞的端面是一個直徑為 \(D\) 的圓,因此其受壓面積為 \(A = \frac{\pi}{4} \cdot D^{2}\)。壓力即單位面積上的作用力,所以推動活塞的總力,就是壓力乘以這個面積:

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

由於面積與直徑的平方成正比,直徑加倍時推力會變成四倍——這正是大缸徑油缸能輸出極大推力的關鍵原因。

表示活塞面的圓,直徑為 D,陰影面積等於四分之π乘以 D 的平方
有效面積即缸孔的圓面積:\(A = \frac{\pi}{4} \times D^{2}\)。
液壓缸橫截面圖,顯示壓力作用於直徑為 D 的圓形活塞並產生力 F
作用在直徑為 \(D\) 的活塞面上的流體壓力 \(P\) 產生輸出力 \(F\)。

實例演算

一具缸徑為 0.1 m 的液壓缸,在 500,000 Pa(5 bar)下運作。其受壓面積為 \(\frac{\pi}{4}(0.1)^{2} = 0.0078540 \text{ m}^{2}\),推力則為 $$500{,}000 \times 0.0078540 \approx 3{,}927 \text{ N}$$

常見問題

這有把活塞桿算進去嗎?沒有。這算出的是缸蓋側(無桿側)的完整伸出推力。若要算有桿側的推力,需從面積 \(A\) 中扣除活塞桿的截面積。

那摩擦力與背壓呢?這是理論推力。實際出力會因密封件摩擦,以及對側所承受的任何壓力而減少。

可以混用不同單位嗎?不行。同一單位制內必須維持一致(Pa 配 m,或 psi 配 in),否則計算結果會出錯。

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