理論出力は、負荷率を 1 にした推力(受圧面積 × 使用圧力)です。
内径と使用圧力から押出し・引込みの推力
理論出力とは
SMC の資料1 は「シリンダに抵抗がまったくないものと考え、受圧面積に使用圧力だけを乗じて算出したシリンダ出力を理論出力と呼びます。」としています。式では、負荷率 η = 1 にした F = A × P です。SMC の資料3 は、チューブ内径とロッド径ごとに、使用圧力 0.2〜1.0 MPa の理論出力を押出し側(OUT)と引込み側(IN)に分けて並べた「理論出力表」です。
エアシリンダの理論出力(計算した表)
チューブ内径 20〜100 mm について、使用圧力 0.4〜0.7 MPa の理論出力を計算しました(単位 N・有効数字4桁)。ピストンロッド径は SMC の表-1 の組です。負荷率を掛ける前の値なので、選定には負荷率を掛けて使います。ほかの圧力・径は、計算の画面で求められます。
押出し側(OUT)
| D(mm) | 使用圧力(MPa) | |||
|---|---|---|---|---|
| 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | |
| 20 | 125.7 | 157.1 | 188.5 | 219.9 |
| 25 | 196.3 | 245.4 | 294.5 | 343.6 |
| 32 | 321.7 | 402.1 | 482.5 | 563.0 |
| 40 | 502.7 | 628.3 | 754.0 | 879.6 |
| 50 | 785.4 | 981.7 | 1,178 | 1,374 |
| 63 | 1,247 | 1,559 | 1,870 | 2,182 |
| 80 | 2,011 | 2,513 | 3,016 | 3,519 |
| 100 | 3,142 | 3,927 | 4,712 | 5,498 |
引込み側(IN)
| D/d(mm) | 使用圧力(MPa) | |||
|---|---|---|---|---|
| 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | |
| 20/8 | 105.6 | 131.9 | 158.3 | 184.7 |
| 25/10 | 164.9 | 206.2 | 247.4 | 288.6 |
| 32/12 | 276.5 | 345.6 | 414.7 | 483.8 |
| 40/16 | 422.2 | 527.8 | 633.3 | 738.9 |
| 50/20 | 659.7 | 824.7 | 989.6 | 1,155 |
| 63/20 | 1,121 | 1,402 | 1,682 | 1,962 |
| 80/25 | 1,814 | 2,268 | 2,721 | 3,175 |
| 100/30 | 2,859 | 3,574 | 4,288 | 5,003 |
例えばチューブ内径 50 mm を 0.5 MPa で使うと、押出し側の理論出力は 981.7 N です。負荷率 0.5 を掛けると 490.9 N になります。
SMC の理論出力表と少し違う理由
SMC の理論出力表の数は、表-1 の受圧面積(有効数字3桁)に使用圧力を掛けて、有効数字3桁に丸めた数と同じになっています。この計算は受圧面積を丸めずに計算するので、末尾の数が違うことがあります。
- チューブ内径 50 mm・0.9 MPa の押出し側: 計算 1,767 N、表 1,760 N(1,960 mm² × 0.9 = 1,764 N を3桁に丸めた数)
- チューブ内径 125 mm・ロッド径 32 mm・0.9 MPa の引込み側: 計算 10,321 N、表 10,400 N(11,500 mm² × 0.9 = 10,350 N を3桁に丸めた数)
複動形の表の数と比べると、違いは 1% より小さい数です。負荷が境目のすぐ近くでなければ、どちらの数で選んでも同じチューブ内径になります。境目に近いときは、計算した数で確かめてください。
単動形の理論出力
SMC の資料3 は「単動形シリンダの理論出力は、押出し側の場合、複動形シリンダの理論出力からスプリングの第2次取付荷重を差し引いた値です。」「引込み側の場合はスプリングの第1次取付荷重です。」としています。資料1 の単動押出し形の式は F1 = η × (A1 × P − f2)、F2 = η × f1 です(f1・f2 はスプリング反力の第1次・第2次)。この計算は複動形の式なので、単動形はスプリング反力を SMC の表で確かめて差し引いてください。
出典
内径と使用圧力から押出し・引込みの推力