공압 계산 도움 좀 주세요!!
Ex 1) 실린더 안지름이 80mm, 로드의 지름이 25mm인 복동실린더에 압력 6kgf/㎠이
작용한다. 전진시와 후진시의 이론출력은 몇 kgf 인가?
Ex 2) 실린더 안지름이 100mm, 작동압력이 5kgf/㎠ 인 경우 전진시의 이론출력은
몇 kgf 인가?
Ex 3) 작동공기압이 5kgf/㎠ 로 부하하중이 180kgf의 출력을 얻고자 할 떄 실린더 안지름을
[표]에서 선정하시오. 단, 피스톤의 속도는 중속으로 전진하고, 부하율은 0.5로 한다.
Ex 4) 공기압 6kgf/㎠ 을 공급하면서 고속으로 작용하는 복동실린더에 부하하중 60kgf이
작용할 떄 실린더 안지름을 표에서 구하시오. 단, 부하율은 0.4로 한다.
[표] 실린더 안지름 D(mm) : 40, 50, 63, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 140, 160, 180
Ex 5) 실린더 안지름 50mm, 로드지름 20mm, 행정거리 100mm인 복동실린더의
공기소비량을 구하시오.
단, 1분당 왕복수 12rpm, P = 6kgf/㎠ 이다.
안녕하세요. 권창근 과학전문가입니다.
Ex 1) 실린더 내부에 작용하는 압력을 구하겠습니다. 압력(P) = 6kgf/㎠ = 6kgf/cm²입니다. 이때, kgf/cm²를 N/m²로 변환하면 1kgf/cm² = 98,066.5N/m²입니다. 따라서, 압력(P) = 6kgf/㎠ = 6 * 98,066.5N/m² = 588,399N/m²입니다.
실린더 내부의 힘은 압력(P) * 면적(πr²)으로 구할 수 있습니다. 복동실린더의 전진과 후진 시의 면적은 동일하므로, 이론출력은 압력 * 면적으로 동일합니다. 면적은 πr²이므로, 실린더 내부의 힘은 588,399N/m² * π * (8cm)² = 149,572.44N입니다. 따라서, 전진시와 후진시의 이론출력은 149,572.44N에 해당합니다.
Ex 2) 작동압력이 5kgf/㎠, 실린더 안지름이 100mm일 때의 이론출력을 구하겠습니다. 작동압력을 N/m²로 변환하면, 5kgf/㎠ = 5 * 98,066.5N/m² = 490,332.5N/m²입니다. 실린더 내부의 힘은 압력 * 면적으로 구할 수 있습니다. 면적은 πr²이므로, 실린더 내부의 힘은 490,332.5N/m² * π * (10cm)² = 1,535,889.7N입니다. 따라서, 이론출력은 1,535,889.7N에 해당합니다.
Ex 3) 작동공기압이 5kgf/㎠, 부하하중이 180kgf일 때 출력을 얻기 위해 실린더 안지름을 [표]에서 구하겠습니다. 출력을 얻기 위한 힘은 부하하중과 부하율을 고려하여 계산할 수 있습니다. 부하하중은 180kgf, 부하율은 0.5이므로, 필요한 출력 힘은 180kgf / 0.5 = 360kgf입니다. 이를 이용하여 [표]에서 실린더 안지름을 선택할 수 있습니다.
Ex 4) 공기압 6kgf/㎠, 부하하중 60kgf일 때 실린더 안지름을 표에서 구하겠습니다. 출력을 얻기 위한 힘은 부하하중과 부하율을 고려하여 계산할 수 있습니다. 부하하중은 60kgf, 부하율은 0.4이므로, 필요한 출력 힘은 60kgf / 0.4 = 150kgf입니다. 이를 이용하여 [표]에서 실린더 안지름을 선택할 수 있습니다.
Ex 5)
[ Q = \frac{ALn}{60000} ]
여기서 A는 실린더의 피스톤 면적, L은 피스톤의 이동거리, n은 왕복수입니다.
피스톤 면적 A는 ( \pi r^2 - \pi R^2 )로 계산됩니다. 여기서 r은 실린더 안지름, R은 로드지름입니다.
먼저, 주어진 값으로부터 계산을 진행하겠습니다.
실린더 안지름 r = 50mm, 로드지름 R = 20mm, 행정거리 L = 100mm, 1분당 왕복수 n = 12rpm, P = 6kgf/㎠ 이므로, 이를 이용하여 공기소비량을 계산하겠습니다.
실린더의 피스톤 면적 A는 ( \pi \times (5^2 - 2^2) = \pi \times (25 - 4) = \pi \times 21 ) cm²입니다.
따라서, 공기소비량 ( Q = \frac{21 \times 10 \times 12}{60000} = \frac{2520}{60000} = 0.042 ) m³/s에 해당합니다.
따라서, 주어진 조건에서 복동실린더의 공기소비량은 0.042 m³/s입니다.
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