Q8.
一支單桿雙動氣壓缸以垂直方向拉起20kgf 之重物，其負荷率η＝70%、使用壓力P＝6 kgf/cm2 、d（桿徑）＝1/3 D（缸徑）計，宜選用缸徑
機電整合 · 乙級 · 氣壓、油壓系統、迴路設計 · Q8
難易度分析
4 / 5
本題屬於計算型題目，需要將負荷率、使用壓力以及桿徑與缸徑的比例關係代入環形面積公式進行多步驟推導，且最終答案需根據標準規格進行選型，增加了對實務應用能力的考查。
正確答案：②ψ32
② ψ32:缸徑 ψ32 為符合計算結果之最接近標準規格。單桿雙動缸垂直拉起時以環形側有效面積（D²-d²）計算，代入 d=D/3、η=70%、P=6 kgf/cm²，可得所需最小缸徑約 26.1 mm，向上取標準值即為 ψ32，其實際出力約 30 kgf 足以負荷。
錯誤選項解析
- ① ψ25:缸徑 ψ25 的環形有效面積過小，在給定使用壓力 6 kgf/cm² 與負荷率 70% 條件下，其實際出力約僅 18.3 kgf，不足以拉起 20 kgf 之負載。
- ③ ψ40:缸徑 ψ40 雖能提供足夠出力，但已超過實際需求，會造成空氣消耗量增加與設備成本浪費，不符合經濟性選型原則。
- ④ ψ50 之氣壓缸:缸徑 ψ50 出力遠大於需求，不僅耗氣量大幅增加，也會導致迴路控制響應變差，屬於過度設計的不當選型。
Learning Tip
"此類題型核心考點為單桿雙動氣壓缸的環形面積出力計算與負荷率（η）的應用。常考陷阱在於：① 垂直拉起時應使用縮回側（環形側）有效面積 π/4×(D²-d²)，而非伸出側全面積；② 計算結果需考慮負荷率折減，實際選型時應向上取最接近的標準缸徑（常見標準規格：ψ25、ψ32、ψ40、ψ50、ψ63 等），而非選越大越好，需兼顧經濟性與系統效率。"
學員答題分佈
①ψ250%
②ψ320%
③ψ400%
④ψ50 之氣壓缸0%
此答題分佈是根據學員在 LongePass 模擬考等實際作答紀錄計算而成。與考友分享這道歷屆試題與詳細解析！
相似類型題目
一支單桿雙動氣壓缸以垂直方向拉起52kgf 之重物，其負荷率η＝70%、使用壓力P＝6 kgf/cm2 、d（桿徑）＝1/3 D（缸徑）計，宜選用缸徑
一支單桿雙動氣壓缸以垂直方向推升20kgf 之重物，其負荷率η＝70%、使用壓力P＝6 kgf/cm2 、d（桿徑）＝1/3 D（缸徑）計，宜選用缸徑
一支單桿雙動氣壓缸以垂直方向推升52kgf 之重物，其負荷率η＝70%、使用壓力P＝6 kgf/cm2 、d（桿徑）＝1/3 D（缸徑）計，宜選用缸徑
有一單桿雙動氣壓缸在摩擦係數為0.2 的水平面移動50kgf 的物體，移動的距離為200mm，移動時間為1 秒，每分鐘做15 次循環，工作壓力為6 kgf/cm 2。若以30﹪與70﹪的移動時間做等加速度與等速度。設負荷率為50﹪，活塞桿徑為活塞直徑的1/3，不考慮氣壓缸的出力效率，則應選用的氣壓缸活塞直徑為多少mm？
有一單桿雙動氣壓缸在摩擦係數為0.2 的水平面移動80 kgf 的物體，移動的距離為200 mm，移動時間為1 秒，1 分鐘做20 次循環，工作壓力為6 kgf/cm 2。若以30﹪與70﹪的移動時間做等加速度與等速度(如下圖所示)。設負荷率為60﹪，活塞桿徑為活塞直徑的1/3，則應選用的氣壓缸活塞直徑為