Siła siłownika pneumatycznego zależy głównie od ciśnienia sprężonego powietrza oraz powierzchni czynnej tłoka. W zadaniach egzaminacyjnych często uwzględnia się także sprawność siłownika, ponieważ część energii jest tracona na tarcie uszczelnień, opory ruchu i nieszczelności.
Podstawowy wzór
Dla siły wysuwu tłoczyska można stosować zależność:
F = η · p · A
Gdzie:
- F – siła przenoszona przez tłoczysko [N],
- η – sprawność siłownika, np. 0,7,
- p – ciśnienie powietrza [Pa],
- A – powierzchnia czynna tłoka [m²].
Jeżeli trzeba obliczyć ciśnienie, wzór przekształca się do postaci:
p = F / (η · A)
Jednostki ciśnienia
W obliczeniach należy pamiętać, że jednostką podstawową w układzie SI jest paskal:
- 1 Pa = 1 N/m²,
- 1 bar = 100 000 Pa.
Wynik obliczony w paskalach często trzeba zamienić na bary, ponieważ w pneumatyce ciśnienie robocze zwykle podaje się właśnie w barach.
Przykład obliczenia
Dane:
- F = 2100 N,
- A = 0,005 m²,
- η = 0,7.
Obliczenie:
p = 2100 / (0,7 · 0,005)
p = 2100 / 0,0035 = 600 000 Pa
Zamiana na bary:
600 000 Pa = 6 bar
Odpowiedź: wymagane ciśnienie wynosi 6 bar.
Typowe błędy
- pominięcie sprawności η,
- brak zamiany paskali na bary,
- podstawienie powierzchni w cm² zamiast w m²,
- mylenie siły wysuwu i siły powrotu w siłowniku dwustronnego działania.