ピストンは、エンジン、コンプレッサー、ポンプの作動部品であり、シリンダー内に収容されています。 ピストンの目的は、ピストンが含まれているシステムによって異なります。 たとえば、自動車のエンジンなどのエンジンでは、ピストンは、シリンダー内の膨張するガスからピストンロッドを介してクランクシャフトに力を伝達します。 ピストンの力を計算することは、コンポーネントがどのように機能するか、それがどのような実用的な用途を持ち、結果として得られるエンジンまたはコンプレッサーがどのように機能するかを決定するときに重要です。 単位が同等であり、正しい値が正確に入力されていれば、計算は簡単です。
ゲージ圧（p）を1平方メートルあたりのニュートン（N / m2）で測定して記録します。 N / m2の測定単位は、パスカル（Pa）とも呼ばれます。 出力ストロークの場合、圧力は通常の大気圧と同等になり、100kPaで標準になります。
ピストンボアのセットアップのサイズに応じて、巻尺または定規を使用して、フルボアピストンの直径（d）をメートル（m）で測定し、結果を記録します。
フルボアピストン直径を使用して、直径測定から得られた値を式A =πd2/ 4に代入することにより、平方メートル（m2）単位のフルボア面積（A）を計算します。 π、または円周率は、数学で使用される定数値です。 これは、円の円周と空間の直径の比率を示し、常に約3.142に等しくなります。 したがって、ピストン面積を計算するときは、この値を式のπの値として使用します。 これを行うには、ピストンの直径を測定し、計算機を使用してそれを二乗します。 実用的な例は、直径2.5メートルです。 これにより、6.25平方メートルの2乗の直径が得られます。 x2が書かれているすべてのグラフ電卓にボタンがあります。 計算機に直径を入力し、このボタンを使用して2乗値を見つけます。 結果の値を4で割ります。 この例では6.25なので、この場合の結果は1.563です。 これにπの値3.142を掛けると、答えは4.909m2になります。 これがボア面積（A）です。
これらの測定と計算のそれぞれから得られた値を主方程式F =に入力します。 pA、ここでFはニュートン（N）単位のピストン力（F）、pはゲージ圧、Aはフルボアです。 範囲。 したがって、この例では、大気圧で作動する単動シリンダーが出力ストロークに作用します。 ピストン力（F）を確認するには、次の計算が必要です。100,000に4.909を掛けると、次のようになります。 490900N。
参考文献
- エンジニアリングツールボックス：空気圧エアシリンダー：強制力
- ウィンザー大学：ピストン設計
チップ
- 方程式を正しく使用して、ピストン力の計算に対する正確な答えが得られるようにします。 たとえば、F = pAの式では、pの値にAの値を掛けることを忘れないでください。 それらは加算、除算、または減算されません。 代わりに、pとAは方程式の中で並んで配置されます。つまり、これらは一緒に乗算されます。 ただし、式A =πd2/ 4を適用して求められる全ボア径の予備計算では、 正しい順序で実行する必要がある答え：最初にdを二乗し、次にd2の値を4で除算し、結果の値に次の値を掛けます。 3.142.
警告
- ユニットに注意してください。 100 kPaの方が管理しやすい値ですが、計算のために100,000パスカル全体に拡張する必要があります。 結果が得られたら、必要に応じて、1,000で割って、より小さな値に再変換できます。 単位ルールはエリアにも適用されます。 メートル単位、センチメートル単位、ミリメートル単位で作業する人もいます。 計算全体で同じ選択を維持すると、結果は正確でスケーラブルになりますが、で異なる単位を使用する場合 同じ計算の異なる部分では、いくつかの要因によって間違った答えが得られます。つまり、ゼロが必要以上に多いか少ないということです。 持ってる。
著者について
ナターシャパークスは2001年からプロの作家であり、「トムソンロイター」、「世界特許インデックス」、thomson.comのオンラインおよび書籍形式で出版されています。 彼女の専門分野は多様で、物理学、生物学、遺伝学とコンピューティング、メンタルヘルス、人間関係、家族の危機、キャリア開発などがあります。 彼女はロンドンのキングスカレッジで生物物理学の理学士号を取得しています。