공압 실린더 공기 소비량 계산기
보어·행정·압력·배관으로 공압 실린더 한 사이클의 공기 소비량(L ANR), 분당 소비량, 필요 공기량과 컴프레서 용량의 기준을 SMC 식으로 계산합니다.
계산식 (SMC Data 2)
- 실린더 qc = A × L × (P + 0.1) ÷ 0.1 × 10⁻⁶ (L(ANR), A mm², 행정 L mm, P MPa)
- 배관 qp = a × l × P ÷ 0.1 × 10⁻⁶ (a 배관 안 단면적 mm², l 길이 mm)
- 복동 q = qc1 + qp1 + qc2 + qp2, 단동(스프링 복귀) q = qc1 + qp1, (스프링 전진) q = qc2 + qp2
- 분당 소비량 = q × 분당 사이클 × 대수 (L/min(ANR))
- 필요 공기량 Q = (qc + qp) × 60 ÷ t (t 한 행정 시간 s, 미는 쪽·당기는 쪽 중 큰 값)
행정 100 mm 복동 실린더 한 사이클 (L(ANR), 배관 제외)
| 보어 / 로드 (mm) | 0.4 MPa | 0.5 MPa | 0.6 MPa |
|---|---|---|---|
| ø20 / 8 | 0.289 | 0.347 | 0.405 |
| ø25 / 10 | 0.452 | 0.542 | 0.632 |
| ø32 / 12 | 0.748 | 0.897 | 1.05 |
| ø40 / 14 | 1.18 | 1.42 | 1.65 |
| ø50 / 20 | 1.81 | 2.17 | 2.53 |
| ø63 / 20 | 2.96 | 3.55 | 4.14 |
| ø80 / 25 | 4.78 | 5.74 | 6.69 |
| ø100 / 30 | 7.5 | 9 | 10.5 |
공기 소비량은 행정에 비례합니다 — 행정 300 mm 면 이 값의 3배, 배관 몫은 따로 더합니다. 로드 지름은 SMC Data 3 표의 첫째 줄 값입니다.
튜브·강관 안 단면적 (SMC 표)
| 호칭 | 바깥지름 mm | 내경 mm | 안 단면적 mm² |
|---|---|---|---|
| T0425 | 4 | 2.5 | 4.9 |
| T0604 | 6 | 4 | 12.6 |
| TU0805 | 8 | 5 | 19.6 |
| T0806 | 8 | 6 | 28.3 |
| 1/8B | — | 6.5 | 33.2 |
| T1075 | 10 | 7.5 | 44.2 |
| TU1208 | 12 | 8 | 50.3 |
| T1209 | 12 | 9 | 63.6 |
| 1/4B | — | 9.2 | 66.5 |
| TS1612 | 16 | 12 | 113 |
| 3/8B | — | 12.7 | 127 |
| T1613 | 16 | 13 | 133 |
| 1/2B | — | 16.1 | 204 |
| 3/4B | — | 21.6 | 366 |
| 1B | — | 27.6 | 598 |
SMC 예 (같은 값이 나오는지 시험으로 확인)
- ø50·행정 600 mm·0.5 MPa 실린더 10대가 분당 5회, 실린더 ~ 밸브는 내경 6 mm 튜브 2 m.
- 실린더 한 사이클: SMC 그래프로 13 L(ANR) — 식으로는 미는 쪽 7.07 + 당기는 쪽 5.94 = 13.0 L.
- 배관 한 사이클: 0.56 L(ANR) — 식으로는 28.3 mm² × 2000 mm × 0.5 ÷ 0.1 × 10⁻⁶ × 2 = 0.565 L.
- 합계 (13 + 0.56) × 10 × 5 = 678 L/min(ANR). 컴프레서는 이보다 넉넉하게 — SMC 는 적어도 1.4배(약 950 L/min)를 참고값으로 듭니다.
읽는 법
- 실린더 식의 (P + 0.1) ÷ 0.1 은 게이지 압력을 대기압(약 0.1 MPa) 기준의 절대 압력 비로 바꾼 값입니다 — 0.5 MPa 로 채운 부피는 대기압으로 펴면 6배가 됩니다.
- SMC 식은 배관 쪽에 P ÷ 0.1 을 씁니다(실린더는 P + 0.1). 식 그대로 옮겼습니다.
- 공기 소비량은 컴프레서 용량·전기료를 볼 때, 필요 공기량(순간 유량)은 밸브·필터·레귤레이터와 윗배관 크기를 고를 때 씁니다.
- 컴프레서를 고를 때는 온도 저하, 누설, 중간 기기의 소비도 생각해 계산값보다 넉넉한 토출량을 고릅니다.
자주 묻는 것
실린더 공기 소비량 공식은?
SMC 식은 qc = 받는 면적(mm²) × 행정(mm) × (압력 MPa + 0.1) ÷ 0.1 × 10⁻⁶ L(ANR) 입니다. 복동은 미는 쪽과 당기는 쪽, 배관 몫을 모두 더합니다.
ANR 이 뭔가요?
표준 대기 상태로 환산한 공기 부피입니다. 압축 공기를 대기압으로 폈을 때의 부피라 컴프레서 토출량(흡입 공기량)과 바로 비교할 수 있습니다.
컴프레서 용량은 어떻게 정하나요?
모든 실린더의 분당 공기 소비량(L/min ANR)을 더하고 여유를 둡니다. SMC 는 온도 저하·누설·중간 기기 소비를 생각해 적어도 1.4배를 참고로 듭니다.
배관 길이는 왜 넣나요?
밸브가 바뀔 때마다 밸브 ~ 실린더 배관도 채웠다 비웁니다. 실린더가 작고 배관이 길면 배관 몫이 커집니다.
같은 실린더가 내는 힘은 공압 실린더 추력 계산기. 압력 단위를 바꾸려면 압력 단위 변환기. 컴프레서 용량까지 이어지는 순서는 공압 실린더 공기 소비량과 컴프레서 용량 가이드.
근거
식과 튜브 단면적 표는 SMC «Best Pneumatics» 기술 자료 «Technical Data 2: Air Consumption and Required Air Volume»(p.1574, 식 (8)~(16)), 예와 컴프레서 여유(1.4배)는 «Air Cylinders Model Selection» 4단계(p.1573)에서 옮겼고(SMC 공식 사이트 PDF 6-2-1-m21-43-tech_en), 이 계산기가 그 값을 다시 내는지 시험으로 확인했습니다. 로드 지름은 시리즈마다 다르니 쓰는 실린더의 카탈로그 값을 넣으세요.