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Bestimmung Luftverbrauch Zylinder
Problem: Eine pneumatische Anlage muss erweitert werden. Um die Kosten und Luftverbrauch abzuschätzen, auch um zu überprüfen, ob der vorhandene Kompressor ausreicht, muss der Luftverbrauch dieser Anlage berechnet werden.
![Berechnung Luftverbrauch Zylinder](https://sp-ao.shortpixel.ai/client/to_auto,q_glossy,ret_img,w_666,h_258/https://learnchannel-tv.com/wp-content/uploads/2019/06/Berechnung-Luftverbrauch-Zylinder.png)
Berechnung Luftverbrauch Zylinder
Der Ansatz zum Berechnen des Luftverbrauchs geht über das Gesetz von Boyle-Marriotte. Damit berechnet sich die Luftmenge für das Ausfahren des Zylinders wie folgt:
Luftverbrauch Zylinder
V1 * p1 = V2 * p2 Gl.1 T1 T2 Wenn T1 ≈ T2 gilt die Vereinfachung: V1 = V2 * p2 Gl.2 P1 | Angewandt auf den Zylinder: V1 = die vom Kompressor angesaugte Umgebungsluft p1 = pamb = Umgebungsdruck V2 = Hubweg s * Kolbenfläche A p2 = pabs im Zylinderkörper |
Daraus ergibt sich für den Luftverbrauch Q pro Verfahrweg (vor und zurück) aus Gleichung 2:
Einfach wirkender Zylinder: QZyl. = A * s * Pabs Pamb Der einfach-wirkender Zylinder fährt durch seine Rückstellfeder selbständig wieder ein. | Doppelt wirkender Zylinder: QZyl. = 2 * A * s * Pabs Pamb Der doppelt-wirkender Zylinder benötigt für das Einfahren ebenfalls einen Luftverbrauch (Durchmesser Kolbenstange wurde hier vernachlässigt). |
Der Luftverbrauch eines Doppelwirkenden Zylinders ist ungefähr doppelt so groß. |
qV = QZyl * n
Eine in der Praxis gebräuchliche Einheit ist Liter pro Minute bzw. l/min.
Bestimmung Luftverbrauch einer Anlage
Eine Anlage soll durch einen einfach-wirkenden und durch einen doppelt-wirkenden Zylinder erweitert werden. Die Anlage hat einen Betriebsdruck von 8 bar. Diese Erweiterung „fährt“ mit einer Taktrate von 30 pro Minute
Der Durchmesser der Zylinderstange sei hier vernachlässigbar. Überprüfen Sie Ihre Rechnung mittels untenstehendem Diagramm.
![Pneumatik - Luftverbrauch Zylinder](https://sp-ao.shortpixel.ai/client/to_auto,q_glossy,ret_img,w_591,h_278/https://learnchannel-tv.com/wp-content/uploads/2017/04/Pneumatik-Luftverbrauch-Zylinder-1.png)
Pneumatik - Luftverbrauch Zylinder
Verbrauch einfach-wirkender Zylinder pro Hub:
Qzyl. = A * s * Pabs / Pamb A = ᴫ d2 /4 = ᴫ * 0,022/ 4 m2 = 3,142 * 10-4 m2
=> QZyl. = 3,142 * 10-4 m2 * 0,03 m * 9 bar / 1 bar = 8,48 * 105 m3 = 0,0848 l
Verbrauch doppel-wirkender Zylinder pro Hub, d.h. Aus- und Einfahren:
Qzyl. = 2 * A * s * Pabs /Pamb A = ᴫ d2 /4 = ᴫ * 0,12/4 m2 = 7,85 * 10-3 m2
=> QZyl. = 2 * 7,85 * 10-3 m2 * 0,1 m * 9 bar /1 bar = 14,13 l_
Probe mittels Diagramm:
![Lösung Bestimmung Luftverbrauch Zylinder](https://sp-ao.shortpixel.ai/client/to_auto,q_glossy,ret_img,w_1475,h_727/https://learnchannel-tv.com/wp-content/uploads/2020/03/Lösung-Bestimmung-Luftverbrauch-Zylinder.png)
Lösung Bestimmung Luftverbrauch Zylinder
QZyl.1≈ 0,028 l / cm Hub == >Hub = 3 cm ==> QZyl. ≈ 0,028 l / cm Hub * 3 cm = 0,084 l
QZyl. 2 ≈ 2 * 0,7 l / cm Hub Hub = 10 cm ==> QZyl. ≈ 2 * 0,7 l / cm Hub * 10 cm = 14 l
Für einen Takt von 30 Mal in der Minute folgt:
Verbrauch Anlage = 30/Min * (Qeinf.Zyl. + Qdopp.Zyl.) = 30 /Min * (0,084 l + 14,13 l) = 426,4 l/Min