氣缸推力/速度計算 使用指南
由缸徑、行程、供氣壓力、負載、排氣口口徑與活塞桿直徑，計算氣缸推進/拉回推力、活塞速度、迴圈時間並校核緩衝能力。
計算公式與原理
推進側面積 A推 = π·D² ÷ 4；拉回側環形面積 A拉 = π·(D² − d²) ÷ 4；理論推力 F = A·P；實際推力 = F·η；排氣流量 Q ≈ 2.0·port²·P_bar（L/min）；活塞速度 v = Q × 10⁶ ÷ (A排 · 60)（mm/s）；迴圈時間 t = 行程/v推 + 行程/v拉 + 0.1
氣缸推力由受壓面積乘供氣壓力得到，推進用全缸面積、拉回用扣除活塞桿後的環形面積，再乘機械效率（預設 0.8 量級）得實際推力。速度受排氣口節流控制：排氣流量按經驗式Q≈2·d²·P(bar) 估算，除以排氣側面積得活塞速度。迴圈時間為伸出行程時間加拉回行程時間再加換向約 0.1 s。緩衝能力按動能 ½mv² 與緩衝腔吸收能量對比校核。
使用步驟
- 填寫「缸徑（mm）」。
- 填寫「行程（mm）」。
- 填寫「供氣壓力（MPa）」。
- 填寫「負載（kg）」。
- 填寫「排氣口口徑（mm）」。
- 填寫「活塞桿直徑（mm，留空≈0.25缸徑）」。
- 填寫「機械效率（0–1）」。
- 填寫「緩衝長度（mm）」。
- 結果區會即時更新；可一鍵複製結果用於記錄或彙報。
典型使用場景
- 氣缸選型：由負載與供氣壓力驗證推力是否足夠，再按目標節拍校核速度與迴圈時間。
- 排氣節流調速：改變排氣口口徑估算活塞速度，評估節拍是否滿足要求。
- 緩衝校核：由負載動能與緩衝腔吸收能力判斷緩衝是否夠用，避免末端撞擊端蓋。
算例參考
- 63 mm 氣缸推力與迴圈時間：缸徑 63 mm、杆徑 20 mm、供氣壓力 0.5 MPa、負載 50 kg、排氣口 6 mm、行程 200 mm、機械效率 0.8、緩衝 20 mm：推進推力 ≈ 127 kgf、拉回推力 ≈ 114 kgf，均大於 50 kg 負載；活塞平均速度 ≈ 2033 mm/s，迴圈時間 ≈ 0.30 s。緩衝按動能 ½mv² 與緩衝腔吸收能量對比校核。
注意事項
結果為按上述公式得到的理論估算值，實際表現受資料分佈、實現細節與執行環境影響，落地決策請以實測為準；本工具純前端執行，輸入不上傳伺服器。
- 排氣口口徑為什麼影響速度？
- 氣缸速度由排氣側節流控制：排氣口徑越小、背壓越高，活塞運動越慢；口徑全開時速度可達每秒米級。實際多用排氣節流閥調壓調速。
- 推力餘量要留多少？
- 實際推力應大於負載，建議留 1.5~2 倍餘量。水平推送還需計入導軌摩擦與啟停慣性；負載接近推力極限時考慮加大缸徑或提高壓力。
- 緩衝不夠有什麼風險？
- 緩衝腔吸收能量小於負載動能時，活塞末端會撞擊端蓋，產生噪聲、振動並加速密封與缸體磨損。應加大緩衝行程或加裝液壓緩衝器。