14.1. Приближенный расчёт пневмоцилиндра

Диаметр пневмоцилиндра при известных значениях давления в пневмомагистрали Р_м и приведенной полезной нагрузке F_п .

,

где К  коэффициент, учитывающий дополнительные нагрузки на поршне, принимаемый равным 1,2 - 1,4.

По определённому диаметру цилиндра D, мм, подбирают ближайший больший диаметр, установленный ГОСТ 6540 - 68 :

25 32 40 50 63 80 110 125 160 200 250 320 400 500 630 800

Диаметр штока в зависимости от условий его работы выбирают в пределах d_ш /D = (0,2  0,7) и полученную величину округляют до ближайшей большей величины по ГОСТ 6540  68,мм:

3 4 6 10 13 15 20 25 40 50 60 70 80 100

14.2. Уточнённый расчёт пневмоцилиндра

Суммарное усилие, преодолеваемое поршнем при равномерном движении, в зависимости от конструкции пневмоцилиндра определяется:

для пневмоцилиндра одностороннего действия с пружиной

(рис. 159,а) по формуле

(14.1)

для пневмоцилиндра двустороннего действия (рис. 159,б) по формуле

. (14.2)

Здесь полезное усилие на штоке поршня; Р_a  атмосферное давление; p_в  абсолютное давление в штоковой полости пневмоцилиндра; площадь поршня; площадь штока; Р₁- вес поршня и штока (учитывают только для вертикально расположенного цилиндра).

Динамическая сила

где ускорение поршня, принимаемое постоянным; масса движущихся деталей пневмоцилиндра; средняя скорость поршня; время разгона поршня принимают равным 0.01­0.05 с.

Сила трения в уплотнениях поршня и штока

Здесь f - коэффициент трения, принимаемый для резиновых манжет 0.03­0.039; D - диаметр контактной поверхности (поршня, штока ); - ширина контактной поверхности уплотнения; давление в пневмоцилиндре.

Ширину уплотнения в зависимости от диаметра уплотняемого порш­ня или штока определяют по табл. 14.1, а число манжет - по табл. 14.2.

Таблица 14.1

Диаметр поршня или штока, мм	20 - 30	30 - 60	60 - 85	90 - 220	220 - 710
Щирина уплотнения, мм	7,5	10,0	12,5	15,0	20,0

Таблица 14.2

Диаметр поршня или штока, мм	55	55 - 100	100 - 280	280 - 710	740-1400
Число манжет	1	2	2	2	3

Сила сопротивления от сжатия пружины

где h - ход поршня; усилие начальной затяжки пружины, принимаемое равным

Жёсткость пружины с, изменяющуюся в пределах 500 –3500 н/м, определяют по формуле

Здесь А модуль сдвига, равный для стали 8-10 н /м ²; диаметр проволоки пружины; средний диаметр пружины; n - число витков пружины.

Сила, равная , зависящая от сопротивления воздуха, выходящего из штоковой полости пневмоцилиндра в атмосферу, на данном этапе расчёта не учитывается.

Уточнённая величина диаметра пневмоцилиндра

.

Полученную величину диаметра округляют по ГОСТ 6450 - 68.