Obliczenie siły siłownika pneumatycznego i zużycia powietrza FAD.
Siłowniki pneumatyczne zamieniają ciśnienie sprężonego powietrza na siłę liniową przy prędkościach i długościach skoku odpowiednich do zaciskania, sortowania, pakowania i automatyki manipulacyjnej. Kalkulator wyznacza siłę parcia i ciągnienia siłownika jednostronnego lub dwustronnego działania ze średnicy tłoka, średnicy trzpienia i ciśnienia zasilania — uwzględniając zmniejszoną powierzchnię pierścieniową po stronie trzpieniowej dokładnie tak samo jak w hydraulice, lecz przy znacznie niższych ciśnieniach roboczych.
Siła parcia: F = P × π × D² / 4, gdzie P to ciśnienie zasilania (zwykle 60–150 psi lub 4–10 bar), a D to średnica tłoka. Siła ciągnienia korzysta z powierzchni pierścieniowej: F = P × π × (D² − d²) / 4, gdzie d to średnica trzpienia. Ponieważ powietrze jest ściśliwe, dynamiczna siła zależy bardziej od ograniczeń przepływu i tarcia uszczelnień niż w hydraulice; siłowniki zazwyczaj dobiera się z 20–30% nadwyżką ponad obciążenie statyczne, aby pokonać opór rozruchowy. Prędkość jest regulowana przez przepływ wydechu, a nie zasilania, dlatego regulatory przepływu z dławieniem wydechu zapewniają płynniejszy ruch niż z dławieniem zasilania. Siłowniki jednostronnego działania z powrotem sprężynowym wytwarzają na końcu skoku tylko 60–70% siły pneumatycznej, bo sprężyna przeciwdziała ruchowi.
Inżynier linii pakowania dobierający spychacz o średnicy 25 mm przy ciśnieniu zasilania 6 bar potwierdza siłę parcia 295 N i dodaje 30% rezerwy na tarcie, po czym ustawia regulatory przepływu, aby skok 100 mm trwał 0,4 s w oknie cyklu.
Konstruktor oprzyrządowania dobierający zacisk o tłoku 80 mm przy 7 bar oczekuje siły parcia 3520 N, lecz mierzy na detalu tylko 2800 N; kalkulator potwierdza, że różnica odpowiada 20% naddatku na tarcie rozruchowe dla uszczelnienia trzpienia bez smarowania.
Technik automatyki dobierający ejektor z powrotem sprężynowym sprawdza, czy siła skoku powietrznego przekracza obciążenie o 30%, uwzględniając 40% siłę przeciwną sprężyny w pozycji wysuniętej, co zapewnia płynny powrót przy zaniku sygnału.
Układy pneumatyczne pracują przy 6–10 bar, hydrauliczne przy 70–300 bar. Przy tej samej średnicy i ciśnieniu 6 bar vs 200 bar uzyskuje się około 1/30 siły — stąd dominacja hydrauliki w ciężkich prasach.
Powietrze jest ściśliwe, dlatego pozycjonowanie w środku skoku bez układów serwosterowania jest słabe. Powtarzalność wynosi ±2–5 mm bez sprzężenia zwrotnego lub 0,1–0,5 mm z serwopneumatyką.
Nowoczesne siłowniki stosują samosmarujące uszczelnienia i wymagają jedynie czystego, suchego powietrza. Montaż smarownika może wydłużyć żywotność przy bardzo dużej częstości cykli (>10 Hz), ale jest zbędny przy niższych częstościach.