De kracht van een pneumatische cilinder volgt uit een eenvoudige regel: kracht is druk maal zuigeroppervlak. Met de boring en de werkdruk rekent u de theoretische kracht snel uit. In dit artikel leest u de formule, het verschil tussen uitschuiven en inschuiven, een rekenvoorbeeld en een tabel per boring.
De boring bepaalt hoeveel kracht een cilinder levert. Kiest u te klein, dan blijft de cilinder steken of haalt hij de last niet; kiest u te groot, dan verspilt u lucht en geld. Zie ook luchtverbruik berekenen. Door de kracht vooraf uit te rekenen, kiest u de juiste boring voor de klus.
De kracht is de druk maal het oppervlak waarop die druk werkt:
Kracht (N) = werkdruk (bar) × oppervlak (cm²) × 10
De factor 10 komt doordat 1 bar gelijk is aan 10 N/cm². Het zuigeroppervlak berekent u uit de boring: oppervlak = π/4 × boring². Dit is de theoretische kracht; door wrijving van de afdichtingen ligt de werkelijke kracht ongeveer 10 procent lager.
Bij uitschuiven werkt de druk op het volle zuigeroppervlak. Bij inschuiven werkt de druk op het oppervlak min de doorsnede van de zuigerstang, want die neemt een deel van het oppervlak in. De inschuifkracht is daardoor altijd lager dan de uitschuifkracht. Voor een trekkende beweging rekent u dus met het kleinere oppervlak.
Stel: een cilinder met een boring van 32 mm bij een werkdruk van 6 bar.
De inschuifkracht ligt lager, omdat de zuigerstang een deel van het oppervlak inneemt.
Onderstaande tabel geeft de theoretische uitschuifkracht bij een werkdruk van 6 bar. Voor een andere werkdruk schaalt de kracht recht evenredig: bij 8 bar ligt de kracht ongeveer een derde hoger.
| Boring | Oppervlak | Uitschuifkracht bij 6 bar |
|---|---|---|
| 16 mm | ongeveer 2,0 cm² | ongeveer 121 N |
| 20 mm | ongeveer 3,1 cm² | ongeveer 188 N |
| 25 mm | ongeveer 4,9 cm² | ongeveer 295 N |
| 32 mm | ongeveer 8,0 cm² | ongeveer 482 N |
| 40 mm | ongeveer 12,6 cm² | ongeveer 754 N |
| 50 mm | ongeveer 19,6 cm² | ongeveer 1178 N |
| 63 mm | ongeveer 31,2 cm² | ongeveer 1870 N |
Reken niet te krap. De werkelijke kracht ligt door wrijving ongeveer 10 procent lager dan de theoretische, en de inschuifkracht is lager dan de uitschuifkracht. Houd daarnaast een veiligheidsmarge aan, zeker bij klemmen of bij bewegende lasten: kies de boring zo dat de cilinder ruim 1,5 tot 2 keer de benodigde kracht haalt. Twijfelt u over de boring, reken dan met de laagste werkdruk die in de praktijk voorkomt.
Kracht in newton = werkdruk in bar maal het zuigeroppervlak in vierkante centimeter maal 10. Het oppervlak volgt uit de boring: π/4 × boring².
Kracht is druk maal oppervlak. De factor 10 komt doordat 1 bar gelijk is aan 10 newton per vierkante centimeter. Dit geeft de theoretische kracht; de werkelijke kracht ligt ongeveer 10 procent lager.
Bij inschuiven neemt de zuigerstang een deel van het zuigeroppervlak in. De druk werkt dan op een kleiner oppervlak, dus de kracht is lager dan bij uitschuiven.
Theoretisch ongeveer 480 N bij uitschuiven; na wrijving ongeveer 430 N. De inschuifkracht ligt lager door de zuigerstang.
Reken met ongeveer 10 procent verlies door wrijving en kies de boring zo dat de cilinder ruim 1,5 tot 2 keer de benodigde kracht haalt, zeker bij klemmen of bewegende lasten.
