Wie Sie die Kraft eines Pneumatikzylinders berechnen.
Die Kraft des Zylinders wird von 2 Faktoren bestimmt: Druck und Kolbenfläche (Kolbendurchmesser) .
Bei der Berechnung von Zylinderkräften ist zu beachten, dass (unter Vernachlässigung von Reibung) der Druck linear in die Rechnung einfließt, d.h. wenn statt 5 bar 10 bar Druck angelegt wird, verdoppelt sich die Kraft.
Die Fläche wächst quadratisch zum Zylinderdurchmesser. Ein 50er Zylinder hat also 4-mal so viel Kraft wie ein Zylinder mit 25 mm Kolben-Ø.
Eine Beispielrechnung: Welche Kraft übt ein Zylinder mit 40 mm Durchmesser bei 6 bar Druck aus (die sogenannte Druckkraft)?
Damit wir in der Formel die richtigen Maßeinheiten verwenden, nehmen wir für den Druck die Einheit Mpa. Dies entspricht N/mm². Längenmaße geben wir in mm an.
Der Kolbendurchmesser des Zylinders:
Berechnet wurde die theoretische Kraft. In der Praxis muss mit einem Kraftverlust in Höhe von ca. 5% gerechnet werden.
Demnach kann ein Zylinder mit 40 mm Durchmesser bei 6 bar Druck etwa 716 N Druckkraft ausüben. Dies entspricht einer Masse von ca. 73 kg.
Welche Kraft übt derselbe Zylinder aus, wenn wir ihn von der Endstellung in Richtung Grundstellung zurückfahren (die sogenannte Zugkraft)?
Die Zugkraft desselben Zylinders ist kleiner als die Druckkraft, da ein Teil der Kolbenfläche von der Kolbenstange abgedeckt ist, d.h. es fehlt ein Stück der Oberfläche, auf die kein Druck einwirken kann. Die fehlende Oberfläche muss entsprechend abgezogen werden.
Nach Berechnung mit einem kalkulierten Verlust von ca. 5%, kommen wir auf folgendes Ergebnis:
The traction force of the cylinder is about 601 N, compared to the thrust force of 716 N. Die Zugkraft des Zylinders ist etwa 601 N, gegenüber der Druckkraft von 716 N.
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