คำนวณแรงกระบอกสูบนิวแมติกและการใช้อากาศ FAD
กระบอกสูบนิวแมติกแปลงความดันลมอัดเป็นแรงเส้นตรงที่ความเร็วและระยะชักเหมาะสมสำหรับการยึด การแยกชิ้นงาน การบรรจุ และระบบหยิบวางอัตโนมัติ เครื่องคำนวณนี้หาแรงดันและแรงดึงของกระบอกสูบแบบชั้นเดียวหรือดับเบิลแอ็กติ้งจากเส้นผ่านศูนย์กลางรูเจาะ เส้นผ่านศูนย์กลางก้าน และความดันจ่าย โดยคำนึงถึงพื้นที่วงแหวนที่ลดลงด้านก้านเช่นเดียวกับไฮดรอลิก แต่ใช้ความดันใช้งานที่ต่ำกว่ามาก
แรงดัน F = P × π × D² / 4 โดย P คือความดันจ่าย (ปกติ 60–150 psi หรือ 4–10 bar) และ D คือเส้นผ่านศูนย์กลางรูเจาะ แรงดึงใช้พื้นที่วงแหวน F = P × π × (D² − d²) / 4 โดย d คือเส้นผ่านศูนย์กลางก้านสูบ เนื่องจากอากาศอัดตัวได้ แรงแบบไดนามิกขึ้นอยู่กับการจำกัดการไหลและความเสียดทานซีลมากกว่าระบบไฮดรอลิก กระบอกสูบมักถูกเลือกขนาดให้เกิน 20–30% เหนือโหลดสถิตเพื่อชนะแรงเสียดทานการสตาร์ท ความเร็วควบคุมโดยการไหลไอเสียมากกว่าการไหลจ่าย ดังนั้นวาล์วควบคุมการไหลแบบ meter-out จึงให้การเคลื่อนที่ที่ราบเรียบกว่า meter-in กระบอกสูบสปริงคืนแบบชั้นเดียวส่งแรงนิวแมติกเพียง 60–70% ที่สุดชักเนื่องจากสปริงต้านการเคลื่อนที่
วิศวกรสายการบรรจุที่เลือกขนาดตัวดัน 25 mm ที่ความดันจ่าย 6 bar ยืนยันแรงดัน 295 N และเผื่อแรงเสียดทาน 30% จากนั้นเลือกวาล์วควบคุมการไหลให้ระยะชัก 100 mm เสร็จภายใน 0.4 วินาทีตามรอบงาน
ผู้สร้างฟิกซ์เจอร์เลือกแคลมป์รูเจาะ 80 mm ที่ 7 bar คาดว่าจะได้แรงดัน 3,520 N แต่วัดได้เพียง 2,800 N ที่ชิ้นงาน เครื่องคำนวณยืนยันว่าส่วนต่างสอดคล้องกับการเผื่อแรงเสียดทานการสตาร์ท 20% สำหรับซีลก้านแบบไม่ใช้สารหล่อลื่น
ช่างเทคนิคระบบอัตโนมัติที่เลือกขนาดตัวดันสปริงคืนตรวจสอบว่าแรงชักลมเกินโหลด 30% ขณะคำนึงถึงแรงต้านสปริง 40% ที่ตำแหน่งยืดออก เพื่อให้มั่นใจว่าถอยได้เรียบเมื่อสัญญาณหาย
ระบบนิวแมติกทำงานที่ 6-10 bar ขณะที่ไฮดรอลิกทำงานที่ 70-300 bar รูเจาะเท่ากันที่ 6 bar เทียบกับ 200 bar ให้แรงต่างกันประมาณ 1/30 เท่า นี่คือเหตุผลที่ไฮดรอลิกครองงานอัดแรงสูง
อากาศอัดตัวได้ ดังนั้นการกำหนดตำแหน่งกลางชักจึงไม่แม่นยำหากไม่มีการควบคุมแบบเซอร์โว ความซ้ำได้อยู่ที่ ±2-5 mm โดยไม่มีฟีดแบ็ก หรือ 0.1-0.5 mm กับระบบเซอร์โว-นิวแมติก
กระบอกสูบสมัยใหม่ใช้ซีลหล่อลื่นในตัวและต้องการเพียงอากาศสะอาดแห้ง การเพิ่มหัวฉีดน้ำมันอินไลน์ช่วยยืดอายุในงานรอบสูง (>10 Hz) แต่ไม่จำเป็นสำหรับรอบงานที่ต่ำกว่า