실린더 추력 계산기

현장 계산 연습 · 가상 조건

공압 실린더의 밀기 힘과 당기기 힘 비교하기

게이지 압력 0.5 MPa, 실린더 내경 50 mm, 로드 지름 20 mm인 조건을 가정합니다.

1. 입력하기

국가를 한국 · SI로 선택하고 압력 0.5, 내경 50, 로드 20을 입력합니다. 이론 밀기 힘은 약 981.75 N, 당기기 힘은 약 824.67 N입니다.

2. 결과 해석하기

당기는 쪽은 로드가 차지하는 면적을 빼므로 힘이 작습니다. 로드 지름만 25 mm로 바꾸면 밀기 힘은 같고 당기기 힘은 약 736.31 N으로 줄어듭니다.

3. 현장에서 확인할 점

마찰·배압·배관 압력손실을 제외한 이론값입니다. 공급 압력과 작동 중 실린더 포트 압력은 다를 수 있습니다. 이 값을 그대로 허용 인양하중이나 실제 사용 가능 힘으로 간주하지 마세요.

어떤 값을 입력하나요?

실린더 내부의 피스톤 지름인 내경 D, 로드 지름 d, 작동 압력을 입력하세요. 외통의 바깥지름을 내경으로 넣으면 힘을 크게 계산하게 됩니다. 압력은 실린더에 실제로 걸리는 게이지 압력을 사용합니다.

계산 공식

전진 면적 A₁ = πD²/4, 후진 면적 A₂ = π(D² − d²)/4입니다. 압력을 MPa, 면적을 mm²로 사용하면 F = P × A의 결과가 바로 N입니다. 전진은 피스톤 전체 면적, 후진은 로드가 차지하는 면적을 뺀 환형 면적을 사용합니다.

단위: 1 MPa = 10 bar, 1 kgf = 9.80665 N, 1 lbf = 4.4482216152605 N, 1 in = 25.4 mm. 미국 설정의 psi는 1 psi ≈ 0.006894757293168361 MPa로 변환해 계산합니다.

검산 예제: 50 mm 실린더

압력 0.5 MPa, 내경 50 mm, 로드 20 mm에서 전진 면적은 약 1,963.4954 mm², 후진 면적은 약 1,649.3361 mm²입니다. 전진 추력은 약 981.7477 N(100.1103 kgf), 후진 추력은 약 824.6681 N(84.0926 kgf)입니다. 같은 압력에서 후진 추력은 전진의 84%입니다.

압력만 0.6 MPa로 올리면?

같은 실린더에서 전진 약 1,178.0972 N, 후진 약 989.6017 N입니다. 압력이 20% 증가하면 이론 추력도 20% 증가합니다. 장비의 허용 압력은 별도로 확인해야 합니다.

실제 힘과 차이가 나는 이유

계산은 가압하는 쪽의 압력만 작용하고 반대쪽의 배압을 무시한 이상 조건입니다. 실제 힘에는 씰 마찰, 배압, 압력 강하, 가속도, 설치 방향과 하중이 영향을 줍니다. 스프링 복귀, 양로드, 다단·탠덤 실린더에는 이 단로드 공식을 그대로 적용하지 마세요.

자주 묻는 질문

kgf는 들어 올릴 수 있는 kg인가요?

kgf는 힘의 단위이고 kg은 질량입니다. kgf 결과를 곧바로 안전하게 들어 올릴 수 있는 질량으로 판단하면 안 됩니다. 하중 방향과 동작 조건, 여유와 기계 강도를 별도로 검토하세요.

로드 지름을 모르면요?

정확한 후진 추력을 계산하려면 로드 지름이 필요합니다. 0을 입력하면 로드 면적을 빼지 않는 비교용 값이 나오므로 실제 단로드 실린더의 후진 힘으로 사용하지 마세요.

공압과 유압 모두 계산할 수 있나요?

압력과 유효 면적의 관계는 같습니다. 다만 실제 허용 압력·구조·효율은 제품 사양을 확인해야 합니다.

공식 참고 자료

SMC — Cylinder theoretical output

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