W doborze siłownika pneumatycznego z warunku siły korzysta się z zależności na siłę teoretyczną:
F = p · A, gdzie: F – siła [N], p – ciśnienie [Pa], A – pole powierzchni tłoka [m²].
Krok 1: konwersja jednostek.
Ciśnienie p = 0,8 MPa = 0,8 · 106 Pa (co odpowiada 8 bar).
Siła 50 daN = 50 · 10 N = 500 N.
Krok 2: obliczenie wymaganego pola tłoka.
A = F / p = 500 / (0,8 · 106) = 6,25 · 10-4 m².
Po przeliczeniu: 1 m² = 106 mm², więc A = 625 mm².
Krok 3: wyznaczenie średnicy tłoka.
Dla koła A = π·D²/4, zatem D = √(4A/π).
D = √(4·625/π) mm ≈ √(795,8) mm ≈ 28,2 mm.
W praktycznym doborze przyjmuje się najbliższą większą średnicę katalogową, aby nie zabrakło siły (dodatkowo w realnym układzie występują straty, np. tarcie). Dlatego średnica 25 mm jest za mała, a właściwym wyborem jest D32.
Krok 4: sprawdzenie skoku.
Wymagane przemieszczenie 10 cm odpowiada skokowi 100 mm. Poprawna odpowiedź musi więc nie tylko spełniać warunek średnicy, ale też zawierać skok 100 mm w standardzie. Odpowiedź z "D32 … skok standardowy: 25, 50, 80, 100, 125, 160, 200" spełnia oba warunki.
Dlaczego pozostałe propozycje są błędne?
- "D12 …" – zbyt mała średnica, a więc zbyt małe pole tłoka; nie uzyska wymaganej siły teoretycznej przy p=0,8 MPa.
- "D25 …" – średnica 25 mm daje pole ok. 491 mm², co przy 0,8 MPa daje ok. 393 N (39,3 daN), czyli poniżej 50 daN.
- "D32 … skok standardowy: 16, 32, 50, 80, 125, 200" – średnica jest wystarczająca, ale brakuje skoku 100 mm (10 cm), więc nie spełnia wymaganego przemieszczenia.
Wskazówka egzaminacyjna: zawsze sprawdzaj dwa warunki równolegle: (1) średnicę z obliczeń siły, (2) skok z wymaganego przemieszczenia. Dopiero potem porównuj z wariantami katalogowymi.
