실전 기계 설계 실린더 추력(힘) 구하기

 

공압 실린더의 추력(Thrust)은 압력과 실린더의 효율에 따라 결정됩니다. 일반적으로 다음과 같은 식을 사용하여 공압 실린더의 추력을 계산할 수 있습니다

공압 실린더 추력 계산하는 식

추력 = (압력  × 유효 피스톤 면적 ) × 효율

여기서 각 항목에 대해 설명하겠습니다:

 

1.압력:

공압 시스템에서 제공되는 압력입니다. 일반적으로 kgf/cm^2 단위로 표시됩니다.

이건 공급받는 압력이 얼마를 사용할지 정하고 레귤레이터로 조절하여 사용할 수 있습니다.

 

2.유효 피스톤 면적:

실린더 내부에서 작동하는 피스톤의 유효한 면적입니다. 이 값은 피스톤 지름 또는 반지름을 사용하여 계산할 수 있습니다. 면적은 제곱센티미터(cm^2) 단위로 표시됩니다.

단면적 A=(지름 x지름 x π/4)으로 계산할 수 있습니다.

이때 전진이 아닌 후진 추력을 계산할 땐 피스톤 면적에서 로드 면적을 빼고 적용하여야 합니다.

후진 시엔 로드가 면적을 일부 차지하기 때문에 로드면적을 제외하지 않으면 계산값이 틀려질 수 있습니다.

 

3.효율:

실제로 발생하는 추력 대비 이론상의 최대 가능한 추력 비율을 나타내는 값입니다. 일반적으로 0과 1 사이의 값으로 나타내며, 1에 가까울수록 더 높은 효율성을 가진 것을 의미합니다.

 

실제 설계 시엔 효율은 반영을 잘하지 않으며 이론 추력 = (압력 × 유효 피스톤 면적)을 계산한 후 여유를 30% 이상 주는 것을 추천합니다.

 

이러한 계산식은 기본적인 공압 실린더 추력을 예측하기 위한 것이며, 다양한 설계 요소와 환경 조건에 따라 변동할 수 있습니다. 따라서 구체적인 설계와 용도에 맞는 정확한 값을 얻기 위해서는 해당 공압 실린더 모델 및 제조사에서 제공하는 설명서를 참조하거나, 실험 데이터를 활용하는 것이 좋습니다.