Pamiętaj: Wyniki kalkulatorów mają charakter informacyjny i zależą od podanych danych oraz przyjętych założeń. W sprawach finansowych, podatkowych, prawnych lub zdrowotnych zweryfikuj wynik w aktualnym źródle lub u odpowiedniego specjalisty. Pamiętaj: Wyniki kalkulatorów mają charakter informacyjny i zależą od podanych danych oraz przyjętych założeń. W sprawach finansowych, podatkowych, prawnych lub zdrowotnych zweryfikuj wynik w aktualnym źródle lub u odpowiedniego specjalisty.
Przejdź do treści

Kalkulator doboru średnicy siłownika pneumatycznego

Podaj wymaganą siłę, ciśnienie i charakter pracy. Kalkulator wyznaczy minimalną powierzchnię tłoka, średnicę obliczeniową oraz najbliższą typową średnicę siłownika z zapasem do pracy.

Wymagana siła i warunki pracy

Wynik zmienia się automatycznie po każdej zmianie danych.
N • kN • kgf • bar
Przy ciągnięciu tłoczysko zmniejsza czynną powierzchnię po stronie powrotnej.
Niższe wykorzystanie siły pozostawia zapas na tarcie, przeciwciśnienie i dynamikę ruchu.
Wpisz siłę, którą siłownik ma pewnie zapewnić w danym kierunku.
Najlepiej użyć ciśnienia zmierzonego podczas ruchu, nie tylko nastawy sprężarki.
Dobór jest wstępny. Ostateczny siłownik trzeba sprawdzić pod kątem skoku, wyboczenia tłoczyska, prowadzenia obciążenia, prędkości, amortyzacji, ciśnienia minimalnego, montażu oraz warunków środowiskowych.

Dobór siłownika pneumatycznego

Średnica obliczeniowa
65,15 mm
z wymaganego pola czynnego
Zalecana typowa średnica
Ø80 mm
wysuw – pełna powierzchnia tłoka
Wymagana powierzchnia czynna
33,33 cm²
po uwzględnieniu charakteru pracy
Siła teoretyczna wybranego rozmiaru
3,016 kN
przy 6 bar
Siła użytkowa wg założenia
1,508 kN
50% siły teoretycznej
Zapas względem wymaganej siły
+508 N
+50,8%
Wniosek:
Dla 1000 N przy 6 bar i pracy dynamicznej wybierz co najmniej typowy siłownik Ø80 mm.
Ø63 mm byłby za mały przy przyjętym wykorzystaniu 50% siły teoretycznej.

Dobór średnicy to pierwszy krok – sprawdź cały napęd

Kalkulator dobiera średnicę siłownika pneumatycznego do wymaganej siły i ciśnienia. Wynik jest punktem startu do sprawdzenia skoku, rzeczywistego ciśnienia, prędkości, zużycia powietrza i mechaniki tłoczyska.

Po dobraniu średnicy: sprawdź minimalne wymagane ciśnienie, następnie prędkość siłownika i zużycie powietrza.

Jeżeli masz już konkretną średnicę i chcesz policzyć jej siłę, przejdź do kalkulatora siły siłownika. Wszystkie narzędzia z tego działu znajdziesz w kategorii Pneumatyka.

Jak dobrać średnicę siłownika pneumatycznego do siły?

Podstawowa zależność jest prosta: siła teoretyczna jest iloczynem ciśnienia i czynnej powierzchni tłoka. W rzeczywistym układzie nie powinno się jednak zakładać, że cała siła teoretyczna jest stale dostępna. Tarcie uszczelnień, przeciwciśnienie na wydechu, opory prowadzenia oraz dynamika ruchu zmniejszają użyteczną rezerwę.

F = η · p · A
  • F – wymagana siła użytkowa [N],
  • η – przyjęta część siły teoretycznej, którą dopuszczasz do wykorzystania,
  • p – ciśnienie robocze przy siłowniku [Pa],
  • A – czynna powierzchnia tłoka [m²].

Po przekształceniu wzoru otrzymujemy wymagane pole A = F/(η·p). Dla wysuwu średnica obliczeniowa wynosi D = √(4A/π). Następnie kalkulator wybiera pierwszy typowy rozmiar cylindra, który spełnia przyjęte wymaganie.

Dlaczego kalkulator domyślnie nie wykorzystuje 100% siły teoretycznej?

W danych doborowych SMC dla typowych siłowników dwustronnego działania zalecany współczynnik obciążenia wynosi do około 0,7 dla pracy statycznej i do około 0,5 dla pracy dynamicznej. Producent zwraca uwagę m.in. na opory uszczelnień, łożyskowania oraz przeciwciśnienie podczas ruchu.

Dlatego w kalkulatorze ustawienie „ruch dynamiczny” oznacza, że wymagana siła może stanowić najwyżej 50% siły teoretycznej dobranego cylindra. Nie jest to uniwersalny współczynnik bezpieczeństwa dla każdej maszyny, lecz praktyczne założenie do wstępnego doboru. W aplikacji rzeczywistej trzeba sprawdzić dokumentację konkretnego siłownika.

Wskazówka od KalkulatorXXL

Do pola ciśnienia wpisuj wartość, którą rzeczywiście masz przy siłowniku podczas ruchu. Jeżeli sieć ma 6 bar, ale na filtrze, zaworze, złączkach i przewodzie tracisz 0,8 bar, dobór z pełnych 6 bar może wyjść zbyt optymistyczny.

Jeśli układ ma działać szybko albo obciążenie zmienia się w czasie, sprawdź również przepływ zaworu i przewodów. Duży cylinder nie osiągnie zakładanej dynamiki, jeśli nie dostanie odpowiedniej ilości powietrza.

Pchanie i ciągnięcie – dlaczego średnica może wyjść inna?

Podczas wysuwu ciśnienie działa na pełną powierzchnię tłoka. Podczas powrotu część tej powierzchni zajmuje przekrój tłoczyska, dlatego czynna powierzchnia jest mniejsza. Przy tym samym ciśnieniu siłownik z jednym tłoczyskiem zwykle ciągnie słabiej niż pcha.

Apowrót = π/4 · (D² − d²)

Dla trybu „ciągnięcie” kalkulator porównuje wymaganą siłę z typowymi parami średnicy tłoka i tłoczyska. Średnice tłoczysk różnią się między seriami i producentami, dlatego wynik jest wskazaniem doborowym, a nie zamiennikiem katalogu konkretnego cylindra.

Typowe średnice siłowników używane w doborze

Średnica tłokaPrzykładowa średnica tłoczyska*Siła teoretyczna wysuwu przy 6 bar
Ø25 mmØ10 mmokoło 295 N
Ø32 mmØ12 mmokoło 483 N
Ø40 mmØ16 mmokoło 754 N
Ø50 mmØ20 mmokoło 1,18 kN
Ø63 mmØ20 mmokoło 1,87 kN
Ø80 mmØ25 mmokoło 3,02 kN
Ø100 mmØ30 mmokoło 4,71 kN
Ø125 mmØ32 mmokoło 7,36 kN

*Średnica tłoczyska jest przykładową wartością z tabel doborowych SMC; konkretna seria może mieć inne wykonanie. Siła teoretyczna nie uwzględnia współczynnika obciążenia ani strat.

Przykład: jaka średnica siłownika do 1000 N przy 6 bar?

Dla ruchu dynamicznego przyjmujemy wykorzystanie 50% siły teoretycznej. Żeby uzyskać 1000 N siły użytkowej przy 6 bar, potrzeba czynnej powierzchni około 33,33 cm². Daje to średnicę obliczeniową około 65,15 mm.

Typowy siłownik Ø63 mm ma przy 6 bar około 1,87 kN siły teoretycznej, czyli przy wykorzystaniu 50% około 935 N – za mało. Kolejny typowy rozmiar Ø80 mm ma około 3,02 kN teoretycznie, a 50% tej wartości to około 1,51 kN.

Wniosek: dla takich założeń kalkulator zaleci Ø80 mm. Jeśli aplikacja jest wyłącznie statycznym dociskiem i dopuszczasz wykorzystanie 70% siły teoretycznej, wynik może być mniejszy – dlatego charakter pracy ma duże znaczenie.

Czy siłownik można dobrać tylko z siły i ciśnienia?

Nie. Średnica tłoka odpowiada głównie za zdolność generowania siły, ale poprawny dobór całego napędu wymaga jeszcze sprawdzenia skoku, obciążenia bocznego, sposobu mocowania, prędkości, energii kinetycznej i amortyzacji końca skoku.

Przy długim skoku szczególnie ważne jest wyboczenie tłoczyska. Siłownik może mieć wystarczającą siłę, a mimo to być nieodpowiedni mechanicznie z powodu zbyt smukłego tłoczyska lub niewłaściwego prowadzenia obciążenia.

Po wybraniu średnicy warto też policzyć zużycie sprężonego powietrza, ponieważ większa średnica oznacza większą objętość komór i zwykle większe zapotrzebowanie na przepływ.

Dla ucznia technikum mechatronicznego, automatyka i studenta

W zadaniach z doboru siłownika najważniejsze jest poprawne połączenie jednostek. Ciśnienie 1 Pa to 1 N/m², dlatego przed użyciem wzoru najlepiej przeliczyć bar na paskale: 1 bar = 100 000 Pa. Pole liczone w m² można potem zamienić na mm² lub cm².

  • Najpierw ustal kierunek: wysuw korzysta z pełnego pola tłoka, powrót z pola pierścieniowego.
  • Nie myl siły teoretycznej z użytkową: w realnym napędzie potrzebny jest zapas na ruch i opory.
  • Sprawdź jednostki: 1 kN = 1000 N, a 1 kgf ≈ 9,80665 N.
  • Kontrola wyniku: niższe ciśnienie albo mniejsze dopuszczalne wykorzystanie siły musi zwiększać wymaganą średnicę.
  • Po doborze średnicy: sprawdź w katalogu rzeczywistą średnicę tłoczyska i siłę w obu kierunkach.

Przykładowe zadania – dobór siłownika pneumatycznego

Zadanie 1 – średnica teoretyczna bez zapasu

Treść: Siłownik ma podczas wysuwu wytworzyć 600 N przy ciśnieniu 6 bar. Oblicz minimalną średnicę tłoka, zakładając 100% siły teoretycznej.

Pokaż rozwiązanieUkryj rozwiązanie

Ciśnienie: 6 bar = 600 000 Pa.

Pole: A = F/p = 600/600000 = 0,001 m² = 1000 mm².

Średnica: D = √(4A/π) = √(4000/π) ≈ 35,68 mm.

Odpowiedź: średnica obliczeniowa wynosi około 35,7 mm, więc z typowego szeregu należałoby wybrać co najmniej Ø40 mm.
Zadanie 2 – ruch dynamiczny

Treść: Siłownik ma pchać z siłą 1000 N przy 6 bar. Dla ruchu dynamicznego dopuszczamy wykorzystanie 50% siły teoretycznej. Jaki rozmiar wybrać?

Pokaż rozwiązanieUkryj rozwiązanie

Wymagana siła teoretyczna: 1000/0,5 = 2000 N.

Pole: A = 2000/600000 = 0,003333 m² = 3333,3 mm².

Średnica: D ≈ 65,15 mm.

Ø63 mm przy 6 bar daje teoretycznie około 1870 N, a 50% to około 935 N. Ø80 mm daje około 3016 N, a 50% to około 1508 N.

Odpowiedź: przy tych założeniach należy wybrać co najmniej Ø80 mm.
Zadanie 3 – wpływ ciśnienia

Treść: Dla siły użytkowej 1500 N i wykorzystania 50% porównaj średnicę obliczeniową przy 6 bar i przy 5 bar.

Pokaż rozwiązanieUkryj rozwiązanie

Przy 6 bar: A = 1500/(0,5 × 600000) = 0,005 m², D ≈ 79,79 mm.

Przy 5 bar: A = 1500/(0,5 × 500000) = 0,006 m², D ≈ 87,40 mm.

Odpowiedź: spadek ciśnienia z 6 do 5 bar zwiększa wymaganą średnicę obliczeniową z około 79,8 do 87,4 mm; typowy dobór może więc przeskoczyć z Ø80 na Ø100 mm.
Zadanie 4 – siła ciągnięcia

Treść: Siłownik Ø50 mm z tłoczyskiem Ø20 mm pracuje przy 6 bar. Ile wynosi teoretyczna siła ciągnięcia i ile można przyjąć jako siłę użytkową przy współczynniku 50%?

Pokaż rozwiązanieUkryj rozwiązanie

Pole pierścieniowe: A = π/4 × (50² − 20²) ≈ 1649,34 mm² = 0,00164934 m².

Siła teoretyczna: F = 600000 × 0,00164934 ≈ 989,6 N.

Siła przy 50%: 989,6 × 0,5 ≈ 494,8 N.

Odpowiedź: teoretyczna siła ciągnięcia wynosi około 990 N, a przy wykorzystaniu 50% około 495 N.

Najczęstsze błędy przy doborze średnicy siłownika

  • Dobór z ciśnienia na sprężarce zamiast z ciśnienia dostępnego przy siłowniku podczas ruchu.
  • Przyjmowanie 100% siły teoretycznej bez rezerwy na tarcie, przeciwciśnienie i dynamikę.
  • Pomijanie tłoczyska przy ciągnięciu, co zawyża obliczoną siłę powrotu.
  • Zaokrąglanie średnicy w dół do najbliższego rozmiaru katalogowego.
  • Sprawdzanie tylko siły bez weryfikacji wyboczenia, prowadzenia, prędkości i amortyzacji.

Ciekawostka

Siła siłownika rośnie z kwadratem średnicy tłoka. Zwiększenie średnicy z 50 do 63 mm to wzrost średnicy tylko o 26%, ale pole tłoka – a więc także siła teoretyczna przy tym samym ciśnieniu – rośnie o około 59%. Z tego samego powodu większy siłownik może jednak znacznie zwiększyć zużycie sprężonego powietrza.

Źródła i założenia obliczeniowe

Zależność siły od ciśnienia i powierzchni tłoka oraz różnicę między pełną powierzchnią wysuwu i powierzchnią pierścieniową powrotu opisują materiały techniczne Festo i SMC. SMC podaje również praktyczne współczynniki obciążenia stosowane podczas wstępnego doboru cylindra.

Szereg średnic i przykładowe średnice tłoczysk w kalkulatorze służą do wstępnego doboru. Rzeczywiste wykonania należy zweryfikować w katalogu wybranej serii.

FAQ – dobór średnicy siłownika pneumatycznego

Najpierw oblicz wymaganą czynną powierzchnię z zależności A = F/(η·p), gdzie F to wymagana siła, p to ciśnienie przy siłowniku, a η określa dopuszczalne wykorzystanie siły teoretycznej. Z powierzchni wyznacz średnicę i zaokrąglij ją w górę do dostępnego rozmiaru katalogowego.

Jeżeli chodzi o ruch dynamiczny i przyjmiesz wykorzystanie 50% siły teoretycznej, średnica obliczeniowa wynosi około 65,2 mm. Typowy Ø63 mm jest wtedy za mały, dlatego kalkulator zaleca Ø80 mm. Dla statycznego docisku przy innych założeniach wynik może być inny.

Siłę teoretyczną wysuwu liczysz ze wzoru F = p·A, gdzie A = πD²/4. Przy powrocie od pola tłoka odejmuje się pole tłoczyska. Do praktycznego doboru warto pozostawić zapas na tarcie, przeciwciśnienie i dynamikę.

Ø63 mm przy 6 bar daje teoretycznie około 1,87 kN. Jeżeli dla ruchu dynamicznego wykorzystujesz najwyżej 50% tej wartości, otrzymujesz około 935 N siły użytkowej, czyli mniej niż wymagane 1000 N.

Nie zawsze. Do obliczeń najlepiej używać ciśnienia dostępnego przy króćcu siłownika podczas ruchu. Filtr, reduktor, zawór, złączki i przewody mogą powodować spadki ciśnienia.

W materiałach doborowych SMC dla typowych cylindrów wskazuje się do około 0,7 dla pracy statycznej i do około 0,5 dla ruchu dynamicznego. To wartości orientacyjne do wstępnego doboru; konkretna aplikacja może wymagać innego zapasu.

Nie w typowym siłowniku z jednym tłoczyskiem. Podczas wysuwu ciśnienie działa na pełne pole tłoka, a podczas powrotu czynna powierzchnia jest pomniejszona o pole przekroju tłoczyska, dlatego siła ciągnięcia jest mniejsza.

Nie. Większy cylinder daje większą siłę i zapas, ale zużywa więcej sprężonego powietrza, może wymagać większego zaworu i przewodów oraz zajmuje więcej miejsca. Najlepiej dobrać rozmiar z rozsądną rezerwą.

Masa w kilogramach nie jest siłą. Dla obciążenia działającego pionowo siłę ciężkości możesz oszacować jako F = m·g, gdzie g ≈ 9,81 m/s². Przykładowo 100 kg odpowiada około 981 N samego ciężaru, przed dodaniem zapasu i innych oporów.

Sam skok nie zmienia podstawowej siły wynikającej z ciśnienia i pola tłoka, ale długi skok zwiększa ryzyko wyboczenia tłoczyska oraz może wpływać na dynamikę, czas ruchu i zużycie powietrza.

Nie. Kalkulator dobiera średnicę na podstawie wymaganej siły, ciśnienia i przyjętego wykorzystania siły teoretycznej. Dla długich skoków oraz obciążeń ściskających trzeba osobno sprawdzić wyboczenie i warunki montażu.

Sprawdź katalog konkretnej serii: średnicę tłoczyska, siłę przy minimalnym ciśnieniu, dopuszczalny skok, amortyzację i mocowanie. Następnie policz zużycie powietrza oraz wymagany przepływ zaworu i przewodów.

Ostatnia aktualizacja: 25.08.2026