Введите строку (пневмоцилиндр 63 мм шток 20 мм ход 200 мм 6 бар 10 циклов в минуту) или заполните поля: строка и поля связаны и меняются вместе.
Введите диаметр поршня, шток, ход, рабочее давление и число циклов в минуту, и калькулятор покажет расход воздуха пневмоцилиндром: свободный воздух за цикл и в минуту — в л/мин, м3/ч и cfm, для одного цилиндра или для нескольких. Он покажет и теоретическое усилие на штоке при ходе вперёд и назад, а если задать пневмотрубки между распределителем и цилиндром — их долю в расходе. Расчёт показан по шагам с вашими числами, цилиндр нарисован эскизом, а результат можно скопировать строкой или перенести в запрос.
Калькулятор считает пневмоцилиндр двустороннего и одностороннего действия в системах управляющего и технического воздуха и в пневмоприводах. Рекомендуемых давлений и запасов при подборе он не даёт, компрессор и ресивер не рассчитывает. Усилие — теоретическое, давление, умноженное на площадь; сила возвратной пружины не вычитается.
Площадь поршня A вперёд = pi x D x D / 4, со стороны штока A назад = pi x (D x D - d x d) / 4. Для D 63 мм и штока 20 мм: 3117,2 мм2 и 2803,1 мм2. При ходе 200 мм пневмоцилиндр двустороннего действия за цикл наполняет 0,6234 л + 0,5606 л = 1,1841 л; одностороннего — только первый объём.
Рабочий объём наполняется при рабочем давлении, и отношение абсолютных давлений (p + pa) / pa переводит его в свободный воздух. При 6 бар изб. и pa = 1,013 бар абс. оно равно 6,923: 1,1841 л x 6,923 = 8,20 л за цикл, при 10 циклах в минуту — 82,0 л/мин, 4,92 м3/ч или 2,89 cfm.
F = p x A при избыточном давлении: 6 бар изб. — это 0,6 Н/мм2, поэтому поршень 63 мм даёт 1870 Н при ходе вперёд, а со штоком 20 мм — 1682 Н при обратном ходе. Это теоретическое усилие, давление, умноженное на площадь.
| Величина | Формула | Пояснение |
|---|---|---|
| Площадь поршня | A вперёд = pi x D x D / 4 | D — диаметр поршня |
| Площадь со стороны штока | A назад = pi x (D x D - d x d) / 4 | d — диаметр штока |
| Свободный воздух за цикл, двустороннего действия | V = (A вперёд x L + A назад x L) x (p + pa) / pa | L — ход поршня, p — избыточное давление |
| Свободный воздух за цикл, одностороннего действия | V = A вперёд x L x (p + pa) / pa | воздух берёт только ход вперёд |
| Пневмотрубки | pi x di x di / 4 x длина x число линий | две линии или одна; добавляются к рабочему объёму |
| Расход | V x циклов в минуту x количество цилиндров | л/мин; x 60 / 1000 — м3/ч; / 28,3168 — cfm |
| Усилие на штоке | F = p x A | теоретическое; 1 бар = 0,1 Н/мм2; pa — 1,013 бар абс., если не введено другое |
| Единицы | 1 дюйм = 25,4 мм; 1 фут3 = 28,316846592 л | 1 psi = 0,06894757293168 бар |
Свободный воздух отнесён к атмосферному давлению 1,013 бар абс. (принято по умолчанию, можно ввести показание барометра). Пневмотрубка между распределителем и цилиндром каждый цикл наполняется и сбрасывается: у пневмоцилиндра двустороннего действия две такие линии, у одностороннего — одна. Мёртвый объём в крышках цилиндра и в распределителе не учитывается.
Формула свободного воздуха — рабочий объём полости поршня и полости штока, умноженный на отношение абсолютных давлений (p + pa) / pa, а у цилиндра одностороннего действия только объём полости поршня, — приведена в двух независимых инженерных методиках расчёта потребности в сжатом воздухе; обе берут атмосферное давление стандартной атмосферы. То, что пневмотрубки между распределителем и цилиндром каждый цикл наполняются и сбрасываются и добавляют к расходу (две линии у цилиндра двустороннего действия, одна — у одностороннего), описано в технических материалах по пневматике у разных авторов. Усилие F = p x A при ходе вперёд и p x pi x (D x D - d x d) / 4 при обратном ходе дано в общих справочниках по пневмоцилиндрам. Пересчёт дюймов, футов и psi — по точным определениям единиц.
По рабочему объёму и давлению. Площадь поршня A вперёд = pi x D x D / 4, площадь со стороны штока A назад = pi x (D x D - d x d) / 4. Пневмоцилиндр двустороннего действия за цикл наполняет обе полости, поэтому рабочий объём — (A вперёд + A назад) x L; при рабочем давлении он переводится в свободный воздух умножением на (p + pa) / pa. Для D 63 мм, штока 20 мм и хода 200 мм: 3117,2 мм2 и 2803,1 мм2, 0,6234 л + 0,5606 л = 1,1841 л; при 6 бар изб. отношение давлений (6 + 1,013) / 1,013 = 6,923, то есть 8,20 л свободного воздуха за цикл. При 10 циклах в минуту это 82,0 л/мин, 4,92 м3/ч или 2,89 cfm.
Свободный воздух — объём, который воздух занимает при атмосферном давлении. Цилиндр наполняется при рабочем давлении, поэтому воздуха в его рабочем объёме больше, чем поместилось бы при атмосферном давлении; отношение абсолютных давлений (p + pa) / pa даёт свободный воздух. Калькулятор принимает pa = 1,013 бар абс. — стандартная атмосфера, округлённо — и пишет об этом; вместо неё можно ввести показание барометра (атм. давление 0,99 бар).
Воздух берёт только один ход — вперёд, а обратный ход делает пружина. Свободный воздух за цикл — A вперёд x L x (p + pa) / pa, и шток на него не влияет. Для поршня 50 мм и хода 100 мм при 6 бар изб.: 1963,5 мм2 x 100 мм = 0,1963 л, умноженные на 6,923, — 1,36 л за цикл, или 27,2 л/мин при 20 циклах в минуту. Трубка считается одной линией, а не двумя.
Как давление, умноженное на площадь: F = p x A, где p — избыточное давление. 6 бар изб. — это 0,6 Н/мм2, поэтому поршень 63 мм даёт 0,6 x 3117,2 = 1870 Н при ходе вперёд, а со штоком 20 мм — 0,6 x 2803,1 = 1682 Н при обратном ходе. Это теоретическое усилие. У пневмоцилиндра одностороннего действия сила пружины не вычитается.
Потому что пневмотрубка каждый цикл наполняется до рабочего давления и сбрасывается, и этот воздух работы не совершает. У пневмоцилиндра двустороннего действия линия идёт к каждой полости, у одностороннего — одна линия. Две линии по 2 м с внутренним диаметром 6 мм вмещают 2 x pi x 6 x 6 / 4 x 2000 мм = 0,1131 л; умноженные на 6,923, это 0,783 л свободного воздуха за цикл — 8,7 % от 8,98 л, которые цилиндр и пневмотрубки берут вместе в примере выше.
Диаметр поршня D, диаметр штока d и ход L в мм или дюймах (читаются и см, и м); рабочее давление в бар, psi, МПа или кПа, избыточное или абсолютное, без пометки — избыточное; число циклов в минуту (или в час) и количество цилиндров; при желании — длину пневмотрубки на линию и её внутренний диаметр; атмосферное давление, 1,013 бар абс., если не введено другое. Рекомендуемых давлений и запасов при подборе калькулятор не даёт.
Калькулятор показывает воздух и усилие пневмоцилиндра. Если нужны цилиндр, ремкомплект уплотнений или другие детали, отправьте строку из калькулятора вместе с фото таблички цилиндра, и Vessel Core сверит данные до того, как предложение уйдёт к вам.
