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検討シート・エアシリンダ選定一式

エアシリンダ選定の検討シート

エアシリンダの推力と負荷率、空気消費量、所要空気量を 1 枚でつなぎます。ボア径・ロッド径・圧力は 1 回入れれば次の計算へつながり、現状と案 A・案 B を並べて比べられます。

検討シートは「この端末に保存」を押したときだけ、この端末のブラウザーに保存します。「保存を消す」で消せます。

1推力と負荷率

エアシリンダの推力と負荷率の計算

求めたいもの

理論推力と負荷率か、必要な力からボア径の候補かを選びます。

シリンダの内径。型式の数字(例:φ40)や銘板で確かめます。

ピストンロッドの直径。メーカーの資料の寸法表で確かめます。引きの推力と、押しで背圧を入れるときに必要。例:20 mm

押し(ロッドが出る向き)か引き(戻る向き)か。引きはロッドの分だけ面積が小さくなります。

シリンダに供給される圧力(レギュレータの二次側、ゲージ圧)。例:0.5 MPa

シリンダが出す必要のある力。負荷の重さ・加速に要る力・外からかかる力を含めた値です。例:400 N

排気側に残る圧力(スピードコントローラの絞りなど)。未入力なら 0(大気に開放)として計算し、前提に表示します。

分かっている摩擦の抵抗。入れると理論推力から差し引いた「摩擦を引いた力」も表示します。必要な力に含めた摩擦は、ここに入れないでください(二重に引きます)。負荷率は理論推力に対する値のままです。

負荷率がこの値以下なら条件を満たすと判定します。社内基準やメーカーの推奨の値を入れます。ボア径の候補を出すときは必須。例:50 %

結果

入力すると、ここに結果が出ます。

2空気消費量

エアシリンダの空気消費量の計算

複動形は押出しと引込みの両方に空気を使います。単動形は空気を使う側だけを選びます。

前の計算からつないだ値:—

← 1.「推力と負荷率」の「ボア径(チューブ内径)」

シリンダの内径。型式の数字(例:φ50)や銘板で確かめます。

前の計算からつないだ値:—

← 1.「推力と負荷率」の「ロッド径」

ピストンロッドの直径。引込み側の受圧面積に使います。メーカーの資料の寸法表で確かめます。例:20 mm

シリンダのストローク。例:600 mm

前の計算からつないだ値:—

← 1.「推力と負荷率」の「供給圧力」

シリンダに供給する圧力(レギュレータの二次側、ゲージ圧)。押出し側と引込み側で同じ圧力とします。例:0.5 MPa

切換弁からシリンダまでの配管チューブ・鋼管の内径。入れると配管の空気量も足します。外径ではなく内径を入れます(例:外径 6 mm のチューブは内径 4 mm のものがある)。例:4 mm

切換弁からシリンダの押出し側(ヘッド側)の口までの長さ(片道)。例:2 m

切換弁からシリンダの引込み側(ロッド側)の口までの長さ(片道)。例:2 m

1本のシリンダが1分間に往復する回数。入れると 1 分間あたりの空気消費量を出します。例:5 回/min

同じ条件で動くシリンダの本数。往復回数と一緒に入れると、総空気消費量を出します。例:10 本

結果

入力すると、ここに結果が出ます。

3所要空気量(配管・機器の選定)

エアシリンダの所要空気量の計算

前の計算からつないだ値:—

← 2.「空気消費量」の「シリンダの形」

複動形は押出しと引込みの両方に空気を使います。単動形は空気を使う側だけを選びます。

前の計算からつないだ値:—

← 1.「推力と負荷率」の「ボア径(チューブ内径)」

シリンダの内径。型式の数字(例:φ50)や銘板で確かめます。

前の計算からつないだ値:—

← 1.「推力と負荷率」の「ロッド径」

ピストンロッドの直径。引込み側の受圧面積に使います。メーカーの資料の寸法表で確かめます。例:20 mm

前の計算からつないだ値:—

← 2.「空気消費量」の「ストローク」

シリンダのストローク。例:600 mm

前の計算からつないだ値:—

← 1.「推力と負荷率」の「供給圧力」

シリンダに供給する圧力(レギュレータの二次側、ゲージ圧)。押出し側と引込み側で同じ圧力とします。例:0.5 MPa

前の計算からつないだ値:—

← 2.「空気消費量」の「配管の内径(任意)」

切換弁からシリンダまでの配管チューブ・鋼管の内径。入れると配管の空気量も足します。外径ではなく内径を入れます(例:外径 6 mm のチューブは内径 4 mm のものがある)。例:4 mm

前の計算からつないだ値:—

← 2.「空気消費量」の「押出し側の配管の長さ」

切換弁からシリンダの押出し側(ヘッド側)の口までの長さ(片道)。例:2 m

前の計算からつないだ値:—

← 2.「空気消費量」の「引込み側の配管の長さ」

切換弁からシリンダの引込み側(ロッド側)の口までの長さ(片道)。例:2 m

押出しのフルストロークにかける時間。例:1.2 s

引込みのフルストロークにかける時間。例:1.2 s

結果

入力すると、ここに結果が出ます。

現状と案の比較

項目現状案 A案 B
1. 推力と負荷率:判定———
1. 押し側の理論推力(N)———
1. 引き側の理論推力(N)———
1. 負荷率(押し)(%)———
1. 負荷率(引き)(%)———
2. 空気消費量:判定———
2. 1往復の空気消費量(L(ANR))———
2. 総空気消費量(1分間・全本数)(L/min(ANR))———
3. 所要空気量(配管・機器の選定):判定———
3. 所要空気量(L/min(ANR))———

値は SI の単位で示します。判定の語は、それぞれの計算が出したものです。

参考

エアシリンダの推力と負荷率の計算

  • Hydraulics and Pneumatics(NPTEL 112106175)Module 2 Lecture 12「Hydraulic Actuators」・NPTEL(インド工科大学などの公開講義)・1.4 Cylinder Force, Velocity and Power(p.11–12:押しは圧力 × ピストンの面積、引きは圧力 × 環状の面積)・資料を開く
    油圧シリンダの節です。力 = 圧力 × 受圧面積の式は空気圧でも同じですが、推力効率(負荷率)は載っていません。
  • エアシリンダの推力と調整の勘所(エア駆動アクチュエータと周辺技術-4)・ミスミ・技術情報。推力(受圧面積 × 使用圧力 × 推力効率、引込み側の受圧面積)・資料を開く

エアシリンダの空気消費量の計算

  • Hydraulics and Pneumatics(NPTEL 112105046)Module 9 Lecture 34「Air Preparation – Compressor & Accessories」・NPTEL(インド工科大学などの公開講義)・p.13 Air Capacity Rating of Compressor(使う圧力での流量を、気体の法則で大気圧 0.101 MPa の自由空気の流量に換算する式 9.34-2 と計算例)・資料を開く
    大気圧への換算の部分だけで、シリンダの容積と往復の回数の式は載っていません(温度の補正も含む)。
  • Hydraulics and Pneumatics(NPTEL 112106175)Module 4 Lecture 37「Pneumatic Actuators」・NPTEL(インド工科大学などの公開講義)・p.5 単動シリンダ(1 回の動作で使う空気は複動シリンダのおよそ半分)・資料を開く
    単動と複動の違いの説明だけで、空気消費量の式は載っていません。
  • University Physics Volume 2「2.1 Molecular Model of an Ideal Gas」・OpenStax(ライス大学)・ボイルの法則(温度が一定なら絶対圧と体積は反比例)と理想気体の状態方程式・資料を開く
    圧縮した空気の体積を大気圧の体積に換算する考え方の基礎だけです。

エアシリンダの所要空気量の計算

  • Hydraulics and Pneumatics(NPTEL 112105046)Module 9 Lecture 34「Air Preparation – Compressor & Accessories」・NPTEL(インド工科大学などの公開講義)・p.13 Air Capacity Rating of Compressor(使う圧力での流量を大気圧 0.101 MPa の自由空気の流量に換算する式 9.34-2 と計算例)・資料を開く
    大気圧への換算の部分だけで、シリンダと配管の容積の式は載っていません(温度の補正も含む)。
  • University Physics Volume 2「2.1 Molecular Model of an Ideal Gas」・OpenStax(ライス大学)・ボイルの法則と理想気体の状態方程式・資料を開く
    圧縮した空気の体積を大気圧の体積に換算する考え方の基礎だけです。

参考先は MechOwl が独自に選んだもので、参考先が推奨・保証するものではありません。

使い方

1 の推力の計算に、ボア径・ロッド径・供給圧力・負荷を入れます。2 の空気消費量にはシリンダの形・ストロークと往復回数を、3 の所要空気量にはストロークの時間を足します。つながった値は前の計算の値のまま変わります。案 A・案 B に切り替えると、同じつながりで別の値を入れて比べられます。

つなぎ方

  • 1.「推力と負荷率」の「ボア径(チューブ内径)」 → 2.「空気消費量」の「チューブ内径(ボア径)」
    推力の計算と同じシリンダのボア径・ロッド径です。
  • 1.「推力と負荷率」の「ロッド径」 → 2.「空気消費量」の「ロッド径」
    推力の計算と同じシリンダのボア径・ロッド径です。
  • 1.「推力と負荷率」の「供給圧力」 → 2.「空気消費量」の「使用圧力」
    推力の計算の供給圧力を、シリンダの使用圧力として使います(同じ圧力でシリンダを動かすとき)。
  • 2.「空気消費量」の「シリンダの形」 → 3.「所要空気量(配管・機器の選定)」の「シリンダの形」
  • 1.「推力と負荷率」の「ボア径(チューブ内径)」 → 3.「所要空気量(配管・機器の選定)」の「チューブ内径(ボア径)」
    推力の計算と同じシリンダ・同じ圧力です。
  • 1.「推力と負荷率」の「ロッド径」 → 3.「所要空気量(配管・機器の選定)」の「ロッド径」
    推力の計算と同じシリンダ・同じ圧力です。
  • 1.「推力と負荷率」の「供給圧力」 → 3.「所要空気量(配管・機器の選定)」の「使用圧力」
    推力の計算と同じシリンダ・同じ圧力です。
  • 2.「空気消費量」の「ストローク」 → 3.「所要空気量(配管・機器の選定)」の「ストローク」
    空気消費量の計算と同じストローク・配管です。
  • 2.「空気消費量」の「配管の内径(任意)」 → 3.「所要空気量(配管・機器の選定)」の「配管の内径(任意)」
    空気消費量の計算と同じストローク・配管です。
  • 2.「空気消費量」の「押出し側の配管の長さ」 → 3.「所要空気量(配管・機器の選定)」の「押出し側の配管の長さ」
    空気消費量の計算と同じストローク・配管です。
  • 2.「空気消費量」の「引込み側の配管の長さ」 → 3.「所要空気量(配管・機器の選定)」の「引込み側の配管の長さ」
    空気消費量の計算と同じストローク・配管です。

つないだ値は、前の計算の結果(SI の値)を次の計算の入力の単位に換えて使います。前の計算の結果が出ていないときは、空のままにします(値を補いません)。「つながずに入れる」を選ぶと、その入力だけ自分で入れられます。

自動でつながない値

  • 「ボア径の候補(必要な力から)」で出る必要なボア径は、標準サイズに丸める前の最小の値なので、次の計算へつなぎません。使うボア径を選んで「理論推力と負荷率」に入れると、空気消費量と所要空気量へつながります。
  • 推力の計算の「使う向き」と、空気消費量の「シリンダの形」(複動・単動)は意味が違うので、つなぎません。
  • 推力の計算でボア径を逆算する(求めたいものを「ボア径の候補」にする)と、ボア径とロッド径は入力に出ないため、次の計算へは何もつながりません。

使う計算

保存とデータの扱い

検討シートは「この端末に保存」を押したときだけ、この端末のブラウザーに保存します。「保存を消す」で消せます。

データの扱い

この計算がほしい(公式サイトのお問い合わせへ)

設計計算書

社名などは、この端末の中にだけ保存します。

お問い合わせ

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