Введите параметры нагрузки — получите требуемое усилие, рекомендуемый диаметр поршня и подходящие серии цилиндров.
Рассчитали диаметр? Возьмите готовый цилиндр со склада — гарантия 12 мес., доставка 1-3 дня.
F = P × S, где F — усилие в Ньютонах, P — давление в Паскалях, S — площадь поршня в м². Для пневмоцилиндра DSBC Ø32 при P=6 бар (600 000 Па): S=π×0.032²/4=0.000804 м², F=600 000×0.000804=482 Н.
Толкающее (push) — при выдвижении штока, площадь = π×D²/4. Тяговое (pull) — при втягивании, площадь меньше на сечение штока: π×(D²-d²)/4. Тяговое усилие меньше толкающего на 15-30% в зависимости от диаметра штока.
Стандарт промышленности — 6 бар (0.6 МПа). Это компромисс между усилием и экономией воздуха. Для лёгкой автоматики достаточно 4 бар, для тяжёлых прессов используют 8-10 бар (требует усиленных цилиндров и трубок).
500 кг × 9.81 = 4 905 Н. При P=6 бар нужна площадь S=4905/600000=0.0082 м², диаметр D=√(4S/π)=102 мм. Ближайший стандарт ISO 15552 — Ø100 (выдаёт 4 712 Н при 6 бар) или с запасом Ø125 (7 364 Н). Берите DSBC-100 с запасом 30%.
ISO 15552 (бывший VDMA 24562) — профильные цилиндры с диаметрами 32-320 мм, для тяжёлых задач (прессы, конвейеры). ISO 6432 — круглые миниатюрные 8-25 мм для лёгкой автоматики (этикетировки, маркеры). Размеры обеих серий стандартизированы — взаимозаменяемы между производителями (Festo DSBC = WAALPC DSBC = SMC CDQ).
Да, но цилиндр будет крупным. 2 т × 9.81 = 19 620 Н. При P=6 бар нужна площадь S=19620/600000=0.0327 м², диаметр D=√(4S/π)≈204 мм — берут Ø200 (даёт 18 850 Н при 6 бар, впритык) или Ø250 с запасом. При 8 бар достаточно Ø177, при 10 бар — Ø160. Это профильные цилиндры ISO 15552 (SC, DSBC) с Ø до 200-250 мм. Всегда закладывайте запас 30-50% на трение, инерцию груза и просадку давления в сети.
Нет. Воздух сжимаем, поэтому пневмоцилиндр удерживает нагрузку как жёсткая пружина, а не как гидравлика. При ударной или динамической нагрузке (прыжок на поднятом грузе) шток просядет и спружинит — воздух в полости сожмётся. Чем больше объём полости и ниже давление, тем заметнее просадка. Для жёсткой неподвижной фиксации нужен механический стопор (упор), цилиндр с замком-тормозом штока или гидравлика. Пневматика идеальна для перемещения, но не для жёсткого удержания под ударом.
Множитель 0,1 — это перевод единиц, а не эмпирический коэффициент: 1 бар равен 0,1 МПа, а 1 МПа равен 1 Н/мм², поэтому давление в барах, умноженное на 0,1, сразу даёт давление в Н/мм² — величине, совместимой с площадью поршня в мм². Для цилиндра Ø32 мм площадь поршня составляет π×32²/4 ≈ 804 мм²; при давлении 6 бар усилие получается 804×6×0,1 ≈ 482 Н — это и есть толкающее усилие без учёта трения и КПД.
Толкающее усилие (шток выдвигается) считают по полной площади поршня, тяговое (шток втягивается) — по площади за вычетом сечения самого штока, потому что с этой стороны воздух давит на кольцевую, а не сплошную поверхность. Для цилиндра Ø50 мм со штоком Ø20 мм при 6 бар толкающее усилие ≈1178 Н, тяговое ≈989 Н — разница около 16%, и она растёт вместе с диаметром штока относительно поршня. Калькулятор не запрашивает диаметр штока отдельно, поэтому результат считает только толкающее усилие — тяговое нужно проверять по каталогу конкретной серии.
Формула F = P×S даёт статическое, идеальное усилие — без учёта разгона, ударных нагрузок и просадки давления во время движения. Коэффициент запаса η снижает расчётную нагрузку, которую можно доверить цилиндру: 0,5 — для зажима/удержания и обычного перемещения, 0,3 — для быстрого цикла, где инерция и удар в конце хода забирают часть номинального усилия. Практически это значит, что цилиндр, способный статически развить 1000 Н, в быстром цикле надёжно тянет лишь около 300 Н полезной нагрузки — остальное уходит в запас на динамику.
Давление на выходе компрессора и давление непосредственно на цилиндре — разные числа: по пути через блок подготовки воздуха, распределитель и трубки давление падает примерно на 0,5–1,5 бар из-за сопротивления линии. Если компрессор держит 7 бар, до цилиндра может доходить около 5,5–6,5 бар, а при пиковом расходе — ещё меньше. Расчёт по 5 бар как консервативной оценке страхует от завышенного ожидания усилия — реальный цилиндр на изношенной или длинной магистрали получит меньше давления, чем показывает манометр на компрессоре.
При горизонтальном перемещении часть усилия цилиндра уходит на преодоление трения нагрузки о направляющую или поверхность: сила трения равна μ (коэффициент трения) × вес нагрузки. При массе 25 кг и μ = 0,15 (значение по умолчанию в калькуляторе) сила трения составляет 0,15 × 25 × 9,81 ≈ 36,8 Н — это добавляется к усилию, нужному для собственно перемещения груза. Чем выше коэффициент трения направляющей, тем больше запас усилия нужен от цилиндра сверх голого веса нагрузки.