L'alesaggio determina direttamente l'area del pistone; di conseguenza, la forza teorica e il volume della camera variano con il quadrato del diametro. Da solo, tuttavia, non determina la velocità reale del cilindro. Un alesaggio maggiore rallenta il movimento soltanto se la portata disponibile alla pressione di esercizio resta invariata; il limite effettivo può essere imposto da valvola, tubo, raccordo, circuito di scarico o regolatore di flusso.
Questa distinzione evita due errori di dimensionamento frequenti. Il primo consiste nello scegliere un grande alesaggio considerando soltanto la forza, per poi scoprire che la valvola esistente non riesce a riempirlo entro il tempo di corsa richiesto. Il secondo è scegliere un alesaggio ridotto perché sulla carta sembra più veloce, constatando poi un crollo della pressione sotto carico. Per una raccolta più ampia di equazioni, consulta la guida alle formule dei cilindri pneumatici. Questo articolo affronta una decisione specifica: cosa cambia quando varia l'alesaggio e il resto del circuito rimane invariato.
Punti chiave
- A pressione invariata, la forza teorica in estensione è proporzionale al quadrato del diametro dell'alesaggio.
- A portata effettiva invariata nella camera, la velocità del pistone è inversamente proporzionale alla sua area.
- La norma ISO 15552 riguarda cilindri con fissaggi smontabili e alesaggi da 32 a 320 mm, ma non sostituisce le verifiche di portata dell'applicazione (ISO 15552, confermata nel 2025).
- Seleziona l'alesaggio in base al carico, quindi verifica portata della valvola, tubazioni, scarico, ammortizzazione e tempo di corsa.
La norma ISO 15552:2018 riguarda cilindri pneumatici con fissaggi smontabili, alesaggi da 32 mm a 320 mm e pressione nominale massima di 1.000 kPa (10 bar). La norma è stata confermata nel 2025, ma il suo campo di applicazione riguarda l'intercambiabilità dimensionale; non sostituisce le verifiche specifiche dell'applicazione relative a forza, portata, montaggio o ammortizzazione (ISO 15552, confermata nel 2025).
L'alesaggio modifica innanzitutto l'area
L'area del pistone collega alesaggio, forza, velocità e fabbisogno d'aria. Per un pistone circolare, AutomationDirect adotta la stessa relazione pressione-area per il dimensionamento del cilindro (Dimensionamento dei cilindri AutomationDirect, consultato l'11 luglio 2026):
Area del pistone = pi x alesaggio^2 / 4
Forza teorica in estensione = differenza di pressione x area del pistone
Area in retrazione = area del pistone - area dello stelo
Forza teorica in retrazione = differenza di pressione x area in retrazioneIl quadrato è l'elemento decisivo. Passare da un alesaggio di 40 mm a uno di 80 mm non raddoppia l'area: la quadruplica. Alla stessa differenza di pressione, anche la forza teorica in estensione aumenta quindi di quattro volte. Il volume della camera per ogni millimetro di corsa cresce nello stesso rapporto.
AutomationDirect definisce la forza in estensione come il prodotto tra area effettiva del pistone e differenza di pressione. La pagina di dimensionamento mostra inoltre perché, in un cilindro a stelo singolo, la forza di trazione è inferiore: durante la retrazione lo stelo sottrae una parte dell'area esposta alla pressione (Dimensionamento dei cilindri AutomationDirect, consultato l'11 luglio 2026).
Il termine differenza è fondamentale. Se la camera posteriore è a 6 bar relativi mentre nella camera lato stelo in scarico sono presenti 0,8 bar di contropressione, la forza netta sul pistone non coincide con quella calcolata ipotizzando 6 bar su un lato e pressione atmosferica sull'altro. Inoltre, resistenza delle guarnizioni, attrito delle guide, accelerazione, gravità e geometria di installazione riducono il carico movimentabile in modo affidabile.
Come varia la forza all'aumentare dell'alesaggio?
Con una differenza di pressione di 0,6 MPa, la forza teorica in estensione passa da circa 483 N con alesaggio da 32 mm a 3.016 N con alesaggio da 80 mm. I valori seguenti derivano dalla relazione pressione-area pubblicata da AutomationDirect e non rappresentano carichi di lavoro sicuri (Dimensionamento dei cilindri AutomationDirect, consultato l'11 luglio 2026).
Sintesi della fonte: mantenere costante la pressione consente di isolare l'effetto dell'alesaggio. Da 32 mm a 80 mm, l'area del pistone e la forza teorica in estensione aumentano di 6,25 volte. Mantenendo invece costante la portata effettiva nella camera, l'indice si inverte: la velocità preliminare scende al 16%, perché la stessa portata viene divisa per un'area 6,25 volte maggiore.
Nota tecnica: le colonne di forza e velocità non sono prestazioni di catalogo in competizione tra loro. Sono due confronti controllati con grandezze mantenute costanti diverse: la pressione per la forza e la portata effettiva nella camera per la velocità.
| Alesaggio | Area del pistone | Forza teorica a 0,6 MPa | Indice di area e forza | Indice di velocità a parità di portata effettiva |
|---|---|---|---|---|
| 32 mm | 804 mm2 | 483 N | 1.00 | 1.00 |
| 40 mm | 1,257 mm2 | 754 N | 1.56 | 0.64 |
| 50 mm | 1,963 mm2 | 1,178 N | 2.44 | 0.41 |
| 63 mm | 3,117 mm2 | 1,870 N | 3.88 | 0.26 |
| 80 mm | 5,027 mm2 | 3,016 N | 6.25 | 0.16 |
L'ultima colonna è volutamente subordinata a una condizione: presuppone la stessa portata effettiva nella camera. In altri termini, il cilindro più grande può raggiungere la stessa velocità se riceve una portata proporzionalmente maggiore. Se bocche, valvola e tubazioni restano invariati, il volume aggiuntivo in genere rallenta la corsa.
Esempio di selezione dell'alesaggio
Consideriamo, ad esempio, un trasferimento dinamico orizzontale con un carico massimo realistico di 800 N e una differenza di pressione prevista di 0,6 MPa. La guida generale SMC per la selezione dei cilindri raccomanda, per il funzionamento dinamico, un rapporto di carico pari o inferiore a 0,5. Precisa inoltre che le applicazioni ad alta velocità possono richiedere un rapporto ancora più basso (Selezione dei modelli di cilindri pneumatici SMC, consultato l'11 luglio 2026).
Applicando il valore 0,5 come criterio di selezione:
Forza teorica richiesta = 800 N / 0.5 = 1,600 N
Area del pistone richiesta = 1,600 N / 0.6 N/mm2 = 2,667 mm2
Alesaggio calcolato = sqrt(4 x 2,667 / pi) = 58.3 mmLa misura di catalogo immediatamente superiore potrebbe quindi essere 63 mm. A 0,6 MPa, la sua forza teorica in estensione è circa 1.870 N, con un rapporto di carico prossimo a 0,43 nel caso degli 800 N. Questo soddisfa soltanto il requisito di forza. Il progettista deve ancora verificare forza in retrazione, stabilità dello stelo, montaggio, carico laterale, energia di ammortizzazione, pressione dinamica e tempo di ciclo. La guida al dimensionamento mediante il fattore di forza spiega come tenere separati forza teorica e rapporto di carico ammesso.
Un alesaggio maggiore non è automaticamente più lento
La velocità del cilindro dipende dal rapporto tra portata e area, non dal solo alesaggio. SMC pubblica la relazione preliminare s = 28.8q / A, in cui la velocità è espressa in pollici al secondo, q è la portata in SCFM e A è l'area del pistone in pollici quadrati. SMC specifica che la pressione di ingresso deve restare costante e che anche le dimensioni delle bocche e delle tubazioni influiscono sulla velocità (Controllo della portata nei cilindri SMC, consultato l'11 luglio 2026).
Sintesi della fonte: SMC distingue la forza erogata dalla velocità: la pressione applicata all'area genera forza, mentre il rapporto tra portata e area fornisce una stima preliminare della velocità. La relazione pubblicata presuppone una pressione di ingresso costante e non elimina gli effetti di bocche, tubazioni, scarico, carico o ammortizzazione (Controllo della portata nei cilindri SMC).
In forma indipendente dalle unità di misura, la relazione fondamentale è:
Velocità del pistone = portata effettiva nella camera / area effettiva del pistone
Tempo di corsa = corsa / velocità del pistoneIl termine effettiva è essenziale. Il catalogo di una valvola può indicare la portata in SCFM o L/min (ANR), cioè riferita ad aria standard o libera. La camera del cilindro riceve invece una portata volumetrica effettiva inferiore alla pressione di esercizio. Prima di dividere per l'area del pistone, occorre eseguire la conversione adottando condizioni di riferimento coerenti. Il NIST avverte inoltre che le unità di portata standard dei gas possono usare temperature di riferimento diverse; per questo la base delle unità deve essere indicata nel foglio di calcolo (Conversioni NIST per pressione e portata dei gas, aggiornato nel 2025).
L'esempio di selezione SMC mostra chiaramente l'entità del problema: un cilindro con alesaggio di 50 mm, a 0,5 MPa e 500 mm/s, richiede circa 350 L/min (ANR). Si tratta della portata richiesta durante la corsa, non del consumo medio d'aria in un ciclo macchina completo (Selezione dei modelli di cilindri pneumatici SMC, consultato l'11 luglio 2026).
Perché la stessa valvola si comporta diversamente dopo una variazione dell'alesaggio
Se un cilindro da 32 mm e uno da 80 mm ricevono la stessa portata effettiva nella camera, il pistone da 80 mm presenta un'area 6,25 volte maggiore. La sua velocità preliminare è quindi soltanto il 16% di quella del cilindro da 32 mm. Il cilindro più grande non è intrinsecamente lento: è il percorso di flusso invariato a essere diventato sottodimensionato rispetto all'area della camera.
Il movimento reale introduce inoltre altri vincoli:
- La valvola deve garantire una portata sufficiente sia in alimentazione sia allo scarico, alle effettive pressioni a monte e a valle.
- Diametro interno e lunghezza dei tubi, raccordi, innesti rapidi, silenziatori e collettori introducono restrizioni.
- La regolazione meter-out genera contropressione per stabilizzare il movimento, ma tale contropressione riduce la forza netta.
- La regolazione dell'ammortizzazione può dominare la fase finale della corsa anche quando la velocità a metà corsa è adeguata.
- Rapporto di carico e attrito delle guarnizioni influiscono sull'accelerazione e sul tempo necessario a sviluppare una forza utile.
- La retrazione può essere più rapida perché area e volume della camera lato stelo sono inferiori, ma condizioni asimmetriche della valvola o dello scarico possono invertire questa previsione.
La checklist per specificare cilindri pneumatici ad alta velocità approfondisce energia di ammortizzazione e tempi di movimento. Per un calcolo incentrato sulla valvola, consulta la guida al dimensionamento mediante Cv.
Confronto a portata costante: da 32 a 80 mm
Il confronto più utile tra alesaggi mantiene costante una sola grandezza per volta. Questo metodo segue la distinzione operata da SMC tra forza teorica, portata richiesta e consumo d'aria, trattati come calcoli di selezione separati (Selezione dei modelli di cilindri pneumatici SMC, consultato l'11 luglio 2026). Mescolare un calcolo della forza a pressione costante con un'affermazione sulla velocità priva di una portata definita produce un risultato non verificabile.
Nota tecnica: una variazione dell'alesaggio deve comportare tre ricalcoli distinti: forza alla pressione dinamica, portata richiesta per il tempo di corsa previsto e aria riferita alle condizioni standard per ogni ciclo accettato.
| Condizione di confronto | Grandezza costante | Effetto di un alesaggio maggiore | Verifiche da ripetere |
|---|---|---|---|
| Confronto della forza | Differenza di pressione | Aumenta la forza teorica con l'area | Rapporto di carico, contropressione, montaggio |
| Confronto della velocità | Portata effettiva nella camera | Riduce la velocità preliminare | Valvola, tubazioni, scarico, ammortizzazione |
| Confronto a tempo obiettivo | Corsa e tempo di corsa | Aumenta la portata richiesta | Conduttanza della valvola, caduta di pressione, gruppo FRL |
| Confronto dell'aria per ciclo | Corsa e rapporto di pressione | Aumenta il volume d'aria immesso | Diametro dello stelo, volume delle tubazioni, frequenza dei cicli |
| Confronto energetico | Produzione accettata | In genere aumenta il fabbisogno dell'attuatore | Perdite, portata a vuoto, scarti, efficienza del compressore |
Questa separazione è utile anche nella ricerca guasti. Un cilindro debole con tempo di ciclo normale orienta verso carico, attrito o differenza di pressione. Un cilindro forte ma lento indica capacità di portata, restrizione allo scarico o regolazione dell'ammortizzazione. Se un cilindro rallenta e la pressione diminuisce durante il movimento, possono essere presenti entrambi i problemi. Misura la pressione su entrambe le bocche dell'attuatore durante la fase caricata della corsa, anziché affidarti al manometro statico del regolatore.
Analogamente, CAGI identifica tubazioni, raccordi, filtri, essiccatori e altri componenti come fonti di caduta di pressione e raccomanda di eliminare le restrizioni prima di aumentare semplicemente la pressione di mandata del compressore (Nota tecnica CAGI sulla caduta di pressione, consultata l'11 luglio 2026). La guida alla diagnosi delle cadute di pressione negli impianti pneumatici propone una sequenza di misurazione sulla macchina.
Quanta aria in più consuma un alesaggio maggiore?
A parità di corsa e rapporto di pressione, l'aria consumata dal cilindro per ciclo aumenta approssimativamente con l'area della camera. Un ciclo completo a doppio effetto comprende la camera di estensione a pieno alesaggio e la camera anulare più piccola sul lato stelo. Il calcolo SMC include anche le tubazioni commutate tra valvola e cilindro (Selezione dei modelli di cilindri pneumatici SMC, consultato l'11 luglio 2026).
SMC distingue il consumo d'aria dal volume d'aria richiesto. Il consumo d'aria serve a stimare il dimensionamento del compressore e i costi di esercizio. Il volume d'aria richiesto è invece la portata necessaria per movimentare il carico a una determinata velocità e supporta la selezione del gruppo FRL, delle tubazioni a monte e della valvola (Selezione dei modelli di cilindri pneumatici SMC, consultato l'11 luglio 2026).
Sintesi della fonte: SMC definisce il consumo d'aria come il volume immesso nel cilindro e nelle tubazioni tra valvola e cilindro durante il funzionamento. Il volume d'aria richiesto è una grandezza diversa: la portata necessaria per una determinata velocità. Alesaggio, corsa, pressione, tubazioni e tempo di corsa appartengono quindi allo stesso foglio di dimensionamento, ma non costituiscono un unico valore intercambiabile.
Consideriamo, ad esempio, un cilindro con alesaggio di 50 mm, stelo da 20 mm e corsa di 200 mm a 0,6 MPa relativi. Utilizzando un rapporto approssimativo di pressione assoluta pari a 7, riferito a 0,1 MPa assoluti, e ipotizzando la stessa temperatura:
Volume spazzato in estensione = 0.393 L
Volume spazzato in retrazione = 0.330 L
Equivalente approssimativo in aria libera del solo cilindro = (0.393 + 0.330) x 7
= 5.06 L riferiti a 0.1 MPa assoluti
A 20 cicli completi/min = circa 101 L/min sulla stessa baseIl risultato non costituisce formalmente un valore ANR, NL o SCF se non vengono indicate anche la temperatura di riferimento applicabile e le altre condizioni di dichiarazione. Il calcolo esclude inoltre tubazioni tra valvola e cilindro, perdite, aria di pilotaggio, soffiaggi e carichi macchina simultanei. Presuppone anche che entrambe le camere raggiungano la pressione indicata. Anche lo strumento Festo per il consumo d'aria dei cilindri utilizza dimensioni del cilindro, corsa e pressione di esercizio come dati fondamentali, confermando che il solo alesaggio non basta per stimare i costi (Consumo d'aria dei cilindri Festo, consultato l'11 luglio 2026).
Per un calcolo completo che includa le tubazioni e la portata misurata sulla macchina, consulta la guida al consumo d'aria dei cilindri a doppio effetto. Analogamente, un regolatore di flusso può modificare la velocità senza ridurre la massa finale immessa in una camera che raggiunge comunque la stessa pressione.
Seleziona l'alesaggio dal carico, poi verifica il percorso di flusso
La sequenza affidabile è: prima il carico, poi l'alesaggio, quindi la portata e, per ultima, la validazione sulla macchina. Per questo SMC tratta la selezione dell'alesaggio e il volume d'aria richiesto come fasi separate (Selezione dei modelli di cilindri pneumatici SMC, consultato l'11 luglio 2026). Scegliere l'alesaggio in base alla sola velocità può annullare la riserva di forza; sceglierlo in base alla sola forza teorica può generare un fabbisogno di portata impraticabile.
- Definisci il movimento. Registra entità e direzione del carico, orientamento, accelerazione, corsa, tempo obiettivo, sosta e cicli al minuto.
- Usa la pressione dinamica. Stima la pressione minima nella camera posteriore e la massima contropressione allo scarico durante la fase più gravosa del movimento.
- Scegli un unico metodo di dimensionamento della forza. Applica il rapporto di carico del costruttore scelto o un margine di forza documentato e specifico dell'applicazione. Non sommare riduzioni sovrapposte.
- Calcola entrambe le direzioni. In retrazione sottrai l'area dello stelo e, se presente, includi la forza della molla.
- Passa a un alesaggio realmente disponibile a catalogo. Verifica famiglia ISO, ingombro di montaggio, dimensione delle bocche, diametro dello stelo e requisiti di sostituzione.
- Calcola la portata obiettivo. Converti volume della camera e tempo di corsa previsto nella portata standard richiesta, dichiarando le condizioni di riferimento.
- Verifica ogni restrizione. Esamina i dati della valvola al rapporto di pressione pertinente, diametro interno e lunghezza dei tubi, raccordi, collettori, regolatori di flusso e silenziatori.
- Verifica l'energia a fine corsa. Un alesaggio maggiore può aumentare accelerazione e impatto anche se la velocità media resta invariata.
- Prova la macchina. Registra tempo di corsa, pressioni su entrambe le bocche, carico, regolazione dell'ammortizzazione ed esito dell'accettazione.
Non presumere, in particolare, che un attuatore guidato elimini il carico laterale. La guida sopporta momenti esterni e forze trasversali entro i limiti dichiarati; l'alesaggio continua a determinare la forza pneumatica, mentre guida e carrello determinano i carichi ammessi. Allo stesso modo, un cilindro senza stelo risolve un problema di ingombro, non offre forza o velocità gratuite. Alesaggio, attrito delle guarnizioni, carico sul carrello, canalizzazioni e dati di ammortizzazione richiedono comunque una verifica.
Quando forza e velocità sono in conflitto, modifica la variabile corretta
Quando un alesaggio maggiore supera la verifica del carico ma non rispetta il tempo di ciclo, l'intervento successivo dipende dal limite che non è stato soddisfatto. CAGI raccomanda di eliminare le restrizioni e diagnosticare la caduta di pressione prima di aumentare la pressione di mandata del compressore (Nota tecnica CAGI sulla caduta di pressione, consultata l'11 luglio 2026). Basati sulle misure di pressione e tempo, anziché aumentare per impostazione predefinita la pressione di stabilimento.
Nota tecnica: gli andamenti di pressione e tempo indicano quale variabile modificare. Una forza netta bassa con portata adeguata richiede di verificare il percorso del carico o la differenza di pressione; una forza adeguata con tempo di corsa eccessivo richiede di verificare il percorso di flusso.
| Risultato osservato | Limite probabile | Prime azioni |
|---|---|---|
| La pressione rimane stabile, il movimento è lento | Restrizione di portata o allo scarico | Verificare valvola, DI del tubo, raccordi, silenziatore e regolazione meter-out |
| La pressione di alimentazione cala durante il movimento | Conduttanza a monte o accumulo locale | Misurare ai capi del gruppo FRL e della valvola; accorciare o maggiorare la linea; valutare la strategia del serbatoio |
| L'alimentazione è stabile ma la forza netta è bassa | Contropressione, attrito, geometria, carico | Misurare entrambe le bocche; controllare allineamento e carico sulla guida |
| La corsa è veloce a metà e lenta nel tratto finale | Regolazione dell'ammortizzazione o scarico intrappolato | Verificare lo spillo di ammortizzazione e l'energia a fine corsa |
| La velocità è conforme ma il consumo d'aria è elevato | Alesaggio sovradimensionato, corsa lunga, pressione alta, cicli eccessivi | Riesaminare il caso di carico e misurare l'aria per ciclo accettato |
| L'alesaggio minore richiede una pressione eccessiva | Area insufficiente o percorso del carico inadeguato | Scegliere un alesaggio maggiore o ridurre carico meccanico e attrito |
In alternativa, un moltiplicatore di pressione può essere adatto a un fabbisogno isolato, intermittente e limitato di alta pressione, ma non è la soluzione predefinita per aumentare la velocità. Il moltiplicatore richiede portata in ingresso e tempo di ripristino; inoltre, una pressione a valle maggiore aumenta energia accumulata e fabbisogno d'aria. Più cilindri di dimensioni inferiori possono distribuire il carico, ma introducono requisiti aggiuntivi di sincronizzazione, tubazioni, allineamento e controllo. Nessuna delle due opzioni sostituisce quindi un calcolo completo di forza e portata.
La regolazione meter-out è generalmente preferibile per ottenere una velocità stabile del cilindro pneumatico, perché mantiene una contropressione allo scarico. La stessa contropressione riduce tuttavia la forza netta; la regolazione va quindi eseguita monitorando movimento e pressione su entrambe le bocche. La guida al confronto tra meter-in e meter-out illustra il compromesso di stabilità.
Checklist RFQ per il dimensionamento dell'alesaggio
Un fornitore può verificare la compatibilità tra alesaggio, valvola e circuito soltanto se la richiesta definisce i limiti di carico e tempo. La ISO 15552 stabilisce le dimensioni di intercambiabilità, mentre il metodo di selezione SMC aggiunge verifiche su carico, velocità, tubazioni e ammortizzazione (ISO 15552; Selezione dei modelli di cilindri pneumatici SMC). Invia quindi insieme i dati seguenti:
- Tipo di cilindro, modello attuale e norma o famiglia di intercambiabilità richiesta.
- Alesaggio, diametro dello stelo, corsa, tipo di montaggio, dimensione delle bocche e tipo di ammortizzazione.
- Entità, direzione e orientamento del carico, configurazione della guida e momenti esterni.
- Tempi richiesti di estensione e retrazione, sosta e cicli al minuto.
- Pressione minima di alimentazione misurata durante il movimento e condizioni di scarico previste.
- Modello della valvola, specifica di portata, configurazione del collettore e tempo di commutazione.
- Diametro esterno e interno dei tubi, lunghezza fino a ciascuna bocca, raccordi, innesti rapidi, regolatori e silenziatori.
- Temperatura ambiente e condizioni di contaminazione, lavaggio, corrosione e lubrificazione.
- Comportamento in caso di guasto, controlli dei carichi verticali, protezioni e requisiti di rischio macchina.
- Criteri di accettazione per tempo di corsa, pressione, impatto, ripetibilità e consumo d'aria.
Se la richiesta riguarda una sostituzione, allega infine la targhetta del vecchio cilindro e le dimensioni di montaggio. Nel proprio campo di applicazione, la ISO 15552 favorisce l'intercambiabilità dimensionale, ma occorre comunque confrontare posizione delle bocche, scanalatura del sensore, filettatura dell'estremità dello stelo, regolazione dell'ammortizzazione e pacchetto accessori. La checklist di intercambiabilità ISO 15552 tratta questi dettagli.
Per una verifica di alesaggio e portata, invia il foglio compilato tramite il modulo di contatto per applicazioni pneumatiche. Includi i codici modello del cilindro e della valvola attuali, così da distinguere un limite dell'attuatore da una restrizione del circuito.
FAQ: alesaggio, forza e velocità del cilindro
Le risposte seguenti mantengono separati i confini di calcolo per forza, velocità e consumo d'aria. AutomationDirect conferma la relazione pressione-area per la forza, mentre SMC distingue la portata richiesta durante la corsa dal consumo totale d'aria (Dimensionamento dei cilindri AutomationDirect; Selezione dei modelli di cilindri pneumatici SMC).
Raddoppiare l'alesaggio raddoppia la forza?
No. A differenza di pressione invariata, raddoppiare il diametro dell'alesaggio quadruplica area del pistone e forza teorica in estensione, perché l'area varia con il quadrato del diametro. Il carico utile resta quindi inferiore dopo aver considerato rapporto di carico scelto, attrito, contropressione, accelerazione ed effetti dell'installazione.
Perché un cilindro con alesaggio maggiore può muoversi più lentamente?
Un alesaggio maggiore comporta un'area e un volume della camera superiori. Se la portata effettiva resta invariata, la velocità diminuisce perché è pari alla portata effettiva nella camera divisa per l'area effettiva. Una valvola più grande e tubazioni o scarichi meno restrittivi possono fornire più portata: il cilindro più grande non è quindi automaticamente più lento.
Per calcolare la forza si deve usare la pressione del regolatore?
La pressione del regolatore è accettabile per una prima stima. Il dimensionamento finale deve usare la differenza di pressione ai lati del pistone durante la fase più gravosa del movimento. Misura o stima la pressione su entrambe le bocche dell'attuatore, perché perdite in alimentazione e contropressione allo scarico riducono la forza netta.
Un alesaggio maggiore consuma sempre più aria compressa?
A parità di corsa, rapporto di pressione, configurazione dello stelo e numero di cicli, un alesaggio maggiore riempie un volume di camera superiore e consuma quindi più aria standard per ciclo. Un calcolo completo comprende anche camera lato stelo, tubazioni commutate, perdite, aria di pilotaggio e numero effettivo di cicli.
Una pressione maggiore può sostituire un alesaggio maggiore?
Talvolta sì, purché si rispettino i valori nominali di ogni componente e la valutazione dei rischi della macchina. Una pressione maggiore aumenta la forza senza aumentare l'area del pistone, ma incrementa anche consumo d'aria, energia accumulata, richiesta dovuta alle perdite e sollecitazioni. Prima di modificare la strategia di pressione, verifica pressione dinamica alle bocche e limiti dei componenti.
Quale alesaggio scegliere se il calcolo cade tra due misure di catalogo?
Passa all'alesaggio di catalogo immediatamente superiore applicabile, quindi ripeti le verifiche di forza, portata, ammortizzazione, montaggio e consumo d'aria. Un alesaggio di catalogo maggiore può soddisfare il requisito di forza, ma evidenziare una restrizione della valvola o delle tubazioni non significativa al diametro minimo calcolato.
Fonti
- ISO 15552:2018: serie di cilindri con fissaggi smontabili, pressione nominale massima di 1.000 kPa, campo da 32 a 320 mm, confermata nel 2025. Consultata l'11 luglio 2026.
- AutomationDirect: dimensionamento e forza dei cilindri: area del pistone, differenza di pressione, forza in estensione e retrazione e margine pratico sulla forza. Consultato l'11 luglio 2026.
- SMC: controllo della portata nei cilindri:
s = 28.8q/A, condizione di pressione di ingresso costante, effetti di bocche e tubazioni e indicazioni sul meter-out. Consultato l'11 luglio 2026. - SMC Best Pneumatics: selezione dei modelli di cilindri pneumatici: indicazioni sul rapporto di carico, consumo d'aria, volume d'aria richiesto, volume delle tubazioni ed esempi di calcolo della portata. Consultato l'11 luglio 2026.
- NIST: conversioni delle unità di pressione e portata dei gas: fattori di conversione della pressione e avvertenza sulle condizioni di riferimento della portata standard dei gas. Aggiornato nel 2025; consultato l'11 luglio 2026.
- CAGI: nota tecnica sulla caduta di pressione: cause della caduta di pressione e misure per ridurre le restrizioni. Consultata l'11 luglio 2026.
- Festo: consumo d'aria dei cilindri: dimensioni del cilindro, corsa e pressione di esercizio come dati per il consumo d'aria. Consultato l'11 luglio 2026.