Cylinder Calculator

用途

一次求出氣缸或油壓缸的前進與後退推力，以及每行程耗氣量和每分鐘流量需求。可用於致動器設計初期快速估算缸徑、校核壓力餘量、選配空壓機與閥門容量。

主要公式

前進（頭側）面積 Ap=π/4·D²；後退（桿側）環形面積 Ar=π/4·(D²−d²)。因 1 MPa 等於 1 N/mm²，推力直接以牛頓給出：前進 Fp=P·Ap，後退 Fr=P·Ar。每行程耗氣量 V=A·L，流量需求 Q=A·L·n，n 為每分鐘循環次數。

輸入值

D 為缸徑（mm），d 為活塞桿徑（mm），P 為供給壓力（MPa，錶壓），L 為行程（mm），n 為每分鐘循環次數。後退面積扣除活塞桿截面，故始終小於前進面積，後退推力與耗氣量也相應減小。

計算範例

取 D=50, d=20, P=0.5MPa, L=100mm, n=10次/min：Ap=π/4·50²=1963.5mm²，Ar=π/4·(50²−20²)=1649.3mm²。前進推力 Fp=0.5·1963.5≈982N（約100kgf），後退 Fr=0.5·1649.3≈825N（約84kgf）；前進每行程耗氣 V=1963.5·100/10⁶≈0.196L，流量需求 Q=0.196·10≈117.8L/min。

注意事項

此處推力為忽略摩擦與背壓的理論值，故實際設計中僅按其約 50~70% 作為有效推力，並對負載保留安全係數。耗氣量與流量為按行程體積折算的自由空氣值；實際標準大氣耗氣量需再乘以壓縮比（約 (P+0.1)/0.1，由錶壓換算）。選配空壓機時應計入此項。