에어 실린더 공기 소모량 계산법 — 자동 계산기 + 컴프레서 용량 선정 기준

기계일반 · 에어 실린더

자동화 설비를 설계할 때, 에어 실린더의 추력을 계산하는 것만큼 중요한 것이 바로 ‘실린더를 움직이기 위해 필요한 공기의 양(공기 소모량)’입니다. 이 값을 알아야 적절한 컴프레서(에어 공급원)의 용량을 선정할 수 있기 때문입니다.

“보어 40파이 실린더를 0.5MPa로 1분에 10회 왕복시키면 공기가 얼마나 필요하지?”

매번 공식을 찾아보고 단위 변환 때문에 머리 아프셨다면, 이 글에 있는 자동 계산기를 스크랩해 두시기 바랍니다.

실린더 추력 계산이 필요하신 분은?

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실린더 내경과 압력만 입력하면 추력(kgf·N)을 즉시 계산. 공압·유압 모두 지원합니다.

1. 공기 소모량이란?

공기 소모량이란, 에어 실린더가 1회 왕복(전진 + 후진)할 때 소비하는 공기의 양(ℓ)을 말합니다. 이 양은 실린더의 보어(내경) 크기, 스트로크(이동 거리), 그리고 사용 압력에 따라 달라집니다.

  • 보어(D): 실린더 피스톤의 내경(직경). 클수록 공기를 많이 소모합니다.
  • 스트로크(S): 실린더가 전진하는 거리. 길수록 체적이 커져서 공기가 더 많이 필요합니다.
  • 사용 압력(P): 게이지 압력(컴프레서에서 가하는 압력). 높을수록 같은 체적에 더 많은 공기가 채워집니다.

2. 공기 소모량 계산 공식

에어 실린더의 1회 왕복당 공기 소모량(Q)은 다음 공식으로 구합니다.

Q = (π / 4) × D² × S × 2 × (P + 0.1013) / 0.1013
Q : 1회 왕복당 공기 소모량 [ℓ]
기호 의미 단위
D 실린더 보어(내경) dm (1 dm = 100 mm)
S 스트로크(행정 거리) dm (1 dm = 100 mm)
P 사용 압력 (게이지 압력) MPa
0.1013 대기압 (1 atm) MPa
💡 공식의 ×2 는 무슨 뜻인가요?

전진 1회 + 후진 1회 = 1왕복을 의미합니다. 편로드(단동) 실린더처럼 한 방향으로만 공기를 사용하는 경우에는 ×2 대신 ×1로 계산합니다.


3. 공기 소모량 자동 계산기

실린더 사양을 아래에 입력하면, 1회 왕복당 소모량부터 분당 소모량, 필요 컴프레서 토출량까지 한 번에 계산해 드립니다.

🌬️ 에어 실린더 공기 소모량 계산기
회/min
🔹 1회 왕복당 소모량
0.00 ℓ / 회
🔹 분당 공기 소모량
0.0 ℓ / min
🔸 필요 컴프레서 토출량 (×1.5)
0.0 ℓ / min

4. 보어별 공기 소모량 참고표

아래 표는 사용 압력 0.5 MPa, 스트로크 100 mm 기준으로 보어별 1회 왕복당 공기 소모량을 정리한 것입니다. 실무에서 빠르게 참고하실 때 활용하세요.

보어 (mm) 1회 왕복당 Q (ℓ) 10회/min 시 Q (ℓ/min)
ø200.373.7
ø250.585.8
ø320.959.5
ø401.4914.9
ø502.3323.3
ø633.7037.0
ø805.9659.6
ø1009.3193.1

마치며

위 계산기에서 나온 결과값은 로드 측 체적을 무시한 ‘근사값’입니다. 정밀한 설계에서는 각 실린더 제조사(SMC, CKD 등) 카탈로그에 표기된 유효 단면적을 활용하시기 바랍니다.

컴프레서 용량은 항상 여유율(1.3~1.5배)을 곱해서 넉넉하게 선정하세요. 배관 길이가 길거나 커플러·레귤레이터 등 연결부가 많으면 압력 손실이 발생하므로, 여유율을 1.5배 이상으로 잡는 것이 안전합니다.

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