Cilindros de Simple Efecto.

Los cilindros de simple efecto realizan esfuerzo en un sólo sentido aprovechando la acción de un muelle o la fuerza de la gravedad para volver a su posición de reposo.

En la figura siguiente bien representado un cilindro de simple efecto con sus partes principales.

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Al disponer únicamente de una cámara de aire el consumo de aire comprimido es la mitad que la de un cilindro similar de doble efecto.

Cilindros de doble efecto.

Los cilindros de doble efecto realizan trabajo en ambos sentidos, tanto al salir el vástago como al replegarse.

Podemos ver una representación de un cilindro de doble efecto con sus partes principales

Cilindro doble efecto
Partes de un cilindro de doble efecto

Fuerza de un cilindro.

En el funcionamiento normal de un cilindro una de las cámaras debe estar llena de aire a presión y la otra en comunicación directa con la atmósfera o a escape. Siendo así la fuerza que puede realizar un cilindro será proporcional a la presión de la cámara y a la superficie, ya que como sabemos:

F = P x S

A igual presión la fuerza que realiza el vástago del cilindro al salir  será mayor a la fuerza que realiza al entrar, dado que la sección sometida a presión en la culata trasera es mayor que la sometida a presión en la culata delantera, ya que en la culata delantera habría que descontar la sección del vástago, ya que es te al estar fuera de la cámara se encuentra a la presión atmosférica.

Fuerza de un cilindro
La fuerza de un cilindro depende de la presión por la sección

 

Podemos calcular la fuerza que puede hacer un cilindro sabiendo su sección y la presión a la que va a trabajar.

Al resultado siempre habrá que reducirlo en un 70 % para tener en cuenta la fuerzas de rozamiento e inercia.

Si queremos obtener la expresión en Newton tener en cuenta que 1 bar = 10 Newton/cm²

Consumo de aire de un cilindro.

Para calcular el consumo de aire de un cilindro necesitamos saber la sección interior del cilindro , su carrera y la presión a la que va a trabajar. Así la expresión del caudal en cada cámara del cilindro será:

Q = S x Lcarrera x P

Este caudal deberá multiplicarse por el número de maniobras que realice por minuto.

Hay que tener en cuenta que la cámara delantera contiene menos aire  que la cámara trasera al ser ocupada parte de ella por el vástago.

En el caso de un cilindro de simple efecto el consumo de aire será únicamente de su cámara trasera.

Velocidad en cilindros.

La velocidad del vástago dependerá caudal de aire, es decir del tiempo que tardé en llenarse la cámara de aire. Dado que la cámara trasera contiene más aire que la cámara delantera debido al volumen que ocupa el vástago, la velocidad de retroceso será mayor que la velocidad de salida.

Velocidad caudal aire en cilindro
La velocidad de un cilindro depende del caudal

Dimensionado de los cilindros neumáticos.

La fuerza de un cilindro será el resultado de multiplicar la presión por la sección del émbolo. Dado que la presión no debe ser mayor de 10 bars, un cilindro de grandes dimensiones no debe superar los 45000 Newton de fuerza.   ( 1 bar = 1 kg/cm²  — 1kg = 9,81 Newton).

Depende de la aplicación una velocidad muy rápida está entorno a 1 m/s, y una velocidad lenta será menor de 0,1 m/s.

No es aconsejable cilindros de vástago mayores de 2 metros de longitud.

Simbología en cilindros

Cilindro simple efectoCilindro de simple efecto normalmente recogido, con detección magnética.

 


Cilindro simple efectoCilindro simple efecto normalmente estirado.

 


Cilindro simple efectoCilindro de simple efecto normalmente estirado, ajuste final de recorrido.

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Cilindro doble efectoCilindro de doble efecto ajuste final de recorrido y detección magnética.

 


Cilindro sin vástagoCilindro sin vástago con freno en el final de recorrido.

 


Cilindro con doble vástagoCilindro doble vástago, ajuste de freno en el final de recorrido.

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Cilindro multiposiciónCilindro multiposición.

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2 comentarios en “Cilindros neumáticos

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