Подбор пневмоцилиндров. Расчёт усилия штока.

16 июля 2021

Подбор пневмоцилиндров является важной составляющей правильно работающей пневмосистемы. При выборе цилиндров чаще всего используются расчетный или табличный методы.

Расчетный метод начинается с определения, развиваемого на штоке усилия. Это усилие зависит от диаметра поршня, рабочего давления или сил трения.
При определении теоретического усилия рассматривают осевое усилие на неподвижном штоке, а силы трения не учитываются. Теоретическое усилие на штоке F равно произведению площади S поршня и рабочего давления p: F = Sp.

Формула для определения усилия пневмоцилиндров двустороннего действия:

при прямом ходе штока (выдвижении) — FD = h (π/4) D²p,
при обратном ходе (втягивании) — FR = h (π/4) (D² – d²) p,

где h — коэффициент нагрузки при работе с горизонтально перемещаемой нагрузкой с трением (h=0,7 при постоянной нагрузке, h=1 при знакопеременной динамической нагрузке),

D — диаметр поршня,

d — диаметр штока,

p — рабочее давление.

Используя расчетный метод, можно решить обратную задачу и при заданной нагрузке на штоке из приведенных формул определить диаметр цилиндра. Часто при определении размеров цилиндров используется табличный метод. Ниже приведена таблица для определения теоретической силы для пневмоцилиндров.

Таблица 1. Теоретическое усилие пневмоцилиндров действия, H

∅ поршня, мм	∅ штока, мм	Направление действия	Полезная S поршня, мм²	Давление, МПа
∅ поршня, мм	∅ штока, мм	Направление действия	Полезная S поршня, мм²	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1
6	3	толкание	28,3	5,66	8,49	11,3	14,2	17	19,8	−	−	−
6	3	втягивание	21,2	4,24	6,36	8,48	10,6	12,7	14,8	−	−	−
10	4	толкание	78,5	15,7	23,6	31,4	39,3	47,1	55	−	−	−
10	4	втягивание	66	13,2	19,8	26,4	33	39,6	46,2	−	−	−
16	5	толкание	201	40,2	60,3	80,4	101	121	141	−	−	−
16	5	втягивание	181	36,2	54,3	72,4	90,5	109	127	−	−	−
20	8	толкание	314	62,8	94,2	126	157	188	220	251	283	314
20	8	втягивание	264	52,8	79,2	160	132	158	185	211	238	264
25	10	толкание	491	98,2	147	196	246	295	344	393	442	491
25	10	втягивание	412	82,4	124	165	206	247	288	330	371	412
32	12	толкание	804	161	241	322	402	482	563	643	724	804
32	12	втягивание	691	138	207	276	346	415	484	553	622	691
40	14	толкание	1260	252	378	504	630	756	882	1010	1130	1260
	14	втягивание	1100	220	330	440	550	660	770	880	990	1100
	16	толкание	1260	252	378	504	630	756	882	1010	1130	1260
	16	втягивание	1060	212	318	424	530	636	742	848	954	1060
50	20	толкание	1960	392	588	784	980	1180	1370	1570	1760	1960
50		втягивание	1650	330	495	660	825	990	1160	1320	1490	1650
63		толкание	3120	624	936	1250	1560	1870	2180	2500	2810	3120
63		втягивание	2800	560	840	1120	1400	1680	1960	2240	2520	2800
80	25	толкание	5030	1010	1510	2010	2520	3020	3520	4020	4530	5030
80	25	втягивание	4540	908	1360	1820	2270	2720	3180	3630	4090	4540
100	30	толкание	7850	1570	2360	3140	3930	4710	5500	6280	7070	7850
100	30	втягивание	7150	1430	2150	2860	3580	4290	5010	5720	6440	7150
125	36	толкание	12 300	2460	3690	4920	6150	7380	8610	9840	11 100	12 300
125		втягивание	11 300	2260	3390	4520	5650	6780	7910	9040	10 200	11 300
140		толкание	15 400	3080	4620	6160	7700	9240	10 800	12 300	13 900	15 400
140		втягивание	14 400	2880	4320	5760	7200	8640	10 100	11 500	13 000	14 400
160	40	толкание	20 100	4020	6030	8040	10 100	12 100	14 100	16 100	18 100	20 100
160	40	втягивание	18 800	3760	5640	7520	9400	11 300	13 200	15 000	16 900	18 800
180	45	толкание	25 400	5080	7620	10 200	12 700	15 200	17 800	20 300	22 900	25 400
180	45	втягивание	23 900	4780	7170	9560	12 000	14 300	16 700	19 100	21 500	23 900
200	50	толкание	31 400	6280	9420	13 600	15 700	18 800	22 000	25 100	28 300	31 400
200	50	втягивание	29 500	5900	8850	11 800	14 800	17 700	20 700	23 600	26 600	29 500
250	60	толкание	49 100	9820	14 700	19 600	24 600	29 500	34 400	39 300	44 200	49 100
250	60	втягивание	46 300	9260	13 900	18 500	23 200	27 800	324 00	37 000	41 700	46 300
300	70	толкание	70 700	14 100	21 200	28 300	35 400	42 100	49 500	56 600	63 600	70 700
300	70	втягивание	66 800	13 400	20 000	26 700	33 400	40 100	46 800	53 400	60 100	66 800