Los cilindros neumáticos son unidades que transforman la
energía potencial del aire comprimido en energía cinética o en fuerzas prensoras.Básicamente
consisten en un recipiente cilíndrico provisto de un émbolo o pistón.
Al introducir un determinado caudal de aire comprimido, éste se expande dentro de la
cámara y
provoca un desplazamiento lineal. Si se acopla al embolo un
vástago rígido, este mecanismo es capaz de empujar algún elemento, o simplemente sujetarlo. La fuerza de empuje es proporcional a
la presión del aire y a la superficie del pistón:
F = p . A donde: F = Fuerza
p = Presión manométrica
A = Área del émbolo o pistón
Tipos de cilindros
según su construcción
Cilindros de simple
efecto
Uno de sus movimientos está gobernado por el aire
comprimido, mientras que el otro se da por una
acción antagonista, generalmente un resorte colocado en el
interior del cilindro. Este resorte podrá
situarse opcionalmente entre el pistón y tapa delantera (con
resorte delantero) o entre el pistón y
su tapa trasera (con resorte trasero).Realiza trabajo
aprovechable sólo en uno de los dos sentidos,
y la fuerza obtenible es algo menor a la que da la expresión
F = P x A, pues hay que descontar la
fuerza de oposición que ejerce el resorte.
Cilindros de doble
efecto
El pistón es accionado por el aire comprimido en ambas
carreras. Realiza trabajo aprovechable en
los dos sentidos de marcha.
Cilindros con doble
vástago
Poseen salida de vástago en ambos extremos, lo que ofrece un
mejor guiado del conjunto, facilitan
el colocado de levas
o fines de carrera cuando hay problemas
despacio en la zona de trabajo, y
además presentan iguales áreas de pistón a ambos lados.
Cilindros de doble
pistón o en tándem
Consisten en dos cilindros de doble efecto acoplados en
serie con un vástago en común, formando
una unidad compacta. Aplicando simultáneamente presión sobre los dos émbolos se obtiene una
fuerza de casi el doble de la de un cilindro convencional
del mismo diámetro.
Cilindros acoplados
de acción independiente
Están constituidos por dos cilindros unidos por sus tapas traseras. Éstos pueden operarse
dependientemente de modo tal de obtener sobre uno de los
extremos del vástago, tres o cuatro
posiciones de trabajo según sean iguales o distintas las
carreras de ambos cilindros. Es un
dispositivo multiposicionador sencillo y económico.
Pistón con imán
incorporado
Ciertos cilindros incorporan un imán en el pistón a efectos
de actuar un interruptor magnético del
tipo Reed-Switcho similar, montado en el exterior del
cilindro, durante el final de su carrera. Esta
señal eléctrica es
utilizada para gobernar a otros órganos componentes del sistema, actuadores,
contadores, emitir señales
luminosas, actuar contactares, relés, PLC, o bien para controlar su
propio movimiento.
Normalización ISO
La ISO (International Standard Organization) ha establecido
un serie de normas de carácter internacional que
regulan el aspecto dimensional de los cilindros neumáticos.
En ella básicamente se establecen las dimensiones tendientes a garantizar al
usuario la intercambiabilidad de cilindros de diversas procedencias. Según esta
entidad quedan fijados los diámetros constructivos de los
cilindros, los extremos de vástagos, roscas de conexión, materiales a emplear,
sus tolerancias y los diferentes accesorios de montaje.
Para los diámetros establece la siguiente serie:
8- 10- 12- 16- 20- 25- 32- 40- 50- 63- 80- 100- 125- 160-
200- 250- 320 mm - etc.
Las primeras seis dimensiones (8 a 25 mm) corresponden a los
comercialmente denominados microcilindros, que responden a un tipo particular
de construcción (sin tensores y en general no desarmables), en tanto
las restantes (a partir de 32 mm) son los genéricamente
conocidos como cilindros.
Velocidad máxima y
mínima de cilindros neumáticos
Los cilindros neumáticos pueden alcanzar una velocidad
máxima comprendida entre 0,6 y 2,6 m/s según el diámetro.
Diámetro Velocidad
(mm) máx. (m/s)
10 - 12 - 16 2,6
20 - 25 - 32 2,6
40 2,5
50 2
63 1,580 1,1
100 0,9
125 0,7
160 0,6
Estos valores máximos a su vez se ven afectados por la carga
desplazada, tamaño de la válvula y conducciones,
condiciones de descarga (libre, regulada o con escape
rápido), carrera del cilindro, etc.
En realidad se prefiere hablar de velocidades medias
alcanzables, ya que el cilindro desarrolla su carrera en un
tiempo en el cual se produce una aceleración inicial y una
desaceleración final de modo que su velocidad no
es constante a lo largo del recorrido. Como velocidades
medias puede considerarse un 70 % del valor indicado en
la tabla anterior.
Modelos disponibles
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