Kracht en FAD luchtverbruik van pneumatische cilinder berekenen.
Pneumatische cilinders zetten persluchtdruk om in lineaire kracht bij snelheden en slaglengten die geschikt zijn voor klemmen, sorteren, verpakken en grijper-/plaatsautomaten. Deze rekentool bepaalt de druk- en trekkracht van een enkelvoudig- of dubbelwerkende cilinder op basis van de boring, de stafdiameter en de toevoerdruk, waarbij het verkleinde ringoppervlak aan de stafzijde op precies dezelfde wijze wordt verrekend als bij hydraulische cilinders — alleen bij veel lagere werkdrukken.
Drukkracht F = P × π × D² / 4, waarbij P de toevoerdruk (gewoonlijk 60–150 psi of 4–10 bar) en D de boring is. Trekkracht gebruikt het ringoppervlak: F = P × π × (D² − d²) / 4, met d als stafdiameter. Omdat lucht samendrukbaar is, is de dynamische kracht afhankelijker van stroombeperking en afdichtingswrijving dan bij hydraulica. Cilinders worden doorgaans 20–30% groter gedimensioneerd dan de statische belasting om de aanloopwrijving te overwinnen. De snelheid wordt bepaald door de uitlaatstroming, niet de toevoerstroming; meter-out-regelingen geven een vloeiendere beweging dan meter-in. Enkelvoudigwerkende veerretourcilinders leveren aan het einde van de slag slechts 60–70% van de pneumatische kracht, omdat de veer de beweging tegenwerktt.
Een verpakkingslijn-ingenieur die een duwtje van 25 mm bij 6 bar dimensioneert, bevestigt een drukkracht van 295 N en voegt 30% wrijvingsreserve toe, waarna hij stroombegrenzers instelt om de 100 mm slag te timen op 0,4 s voor het cyclustijdvenster.
Een klemmentbouwer kiest een 80 mm boring bij 7 bar, verwacht 3.520 N drukkracht, maar meet slechts 2.800 N aan het werkstuk. De rekentool bevestigt dat het verschil overeenkomt met de 20% aanloopwrijving van een niet-gesmeerde staafafdichting.
Een automatiseringstechnicus die een veerretourejector dimensioneert, verifieert dat de luchtwaartse kracht de belasting met 30% overtreft, rekening houdend met de 40% tegenkracht van de veer in de uitgereden stand, voor soepel intrekken bij signaalaanval.
Pneumatische systemen werken bij 6–10 bar, hydraulische bij 70–300 bar. Dezelfde boring bij 6 bar versus 200 bar geeft ruwweg 1/30 van de kracht — daarom domineren hydraulische systemen bij zware persen.
Lucht is samendrukbaar, waardoor positionering halverwege de slag zonder servoregeling slecht is. Herhaalbaarheid is ±2–5 mm zonder terugkoppeling, of 0,1–0,5 mm met servopneumatiek.
Moderne cilinders gebruiken zelfsmeerende afdichtingen en hebben slechts schone, droge lucht nodig. Een inline smeernevelaar kan de levensduur verlengen bij hoge cyclustijden (>10 Hz), maar is bij lagere cyclustijden overbodig.