Introducción:
- Elegir mal = + paradas de producción + costes
- En este artículo vamos a evitar los fallos por un mal dimensionamiento
¿Qué es un cilindro neumático?
Un cilindro neumático es un actuador que transforma la energía del aire comprimido en movimiento lineal.
En términos simples: convierte presión en desplazamiento, permitiendo mover, empujar o posicionar elementos dentro de un sistema automatizado.
Se trata de uno de los componentes más utilizados en automatización industrial por su simplicidad, fiabilidad y bajo coste de mantenimiento.
¿Para qué sirve?
Los cilindros neumáticos se utilizan principalmente para:
- Empujar o desplazar piezas
- Realizar movimientos de apertura y cierre
- Posicionar elementos en procesos automáticos
- Ejecutar movimientos repetitivos en líneas de producción
Son especialmente útiles en aplicaciones donde se requiere rapidez, repetibilidad y un control relativamente sencillo del movimiento y también sigue siendo un sistema bastante más económico que una solución similar eléctrica, por supuesto con menores prestaciones.
Tipos básicos
Cilindro de simple efecto
Funciona con aire comprimido en un solo sentido.
El retorno se realiza mediante un muelle interno.
Se utiliza cuando:
- Solo necesitas fuerza en una dirección
- Aplicaciones simples
- Asegurar una posición en ausencia de presión neumática
- Buscas un menor consumo de aire
Cilindro de doble efecto
Utiliza aire comprimido tanto para avanzar como para retroceder.
Se utiliza cuando:
- Necesitas control total del movimiento
- Mayor fuerza y precisión
- Aplicaciones industriales más exigentes
Errores mas comunes de selección
- No calcular la fuerza necesaria (Suponer)
- Elegir mal el diámetro
- No considerar la carrera
- Ignorar las condiciones ambientales de la aplicación (polvo, temperatura, humedad)
- No tener en cuenta velocidad y ciclos
Como elegir el cilindro adecuado (lo más importante)
- Paso 1: Calcular fuerza
- Peso + rozamientos
- Debemos saber con cierta exactitud la carga que debemos mover y las cargas que debe soportar el cilindro
- ¿es toda la carga axial? ¿Tiene que soportar fuerzas en una dirección que no es la de avance?
- Margen de seguridad
- Una vez que sabemos la carga exacta y las fuerzas que debe soportar y hacer, es conveniente no ajustar y dejar un cierto margen de seguridad para asegurar que variaciones en la presión por ejemplo no afecten al funcionamiento
- Paso 2: Elegir diámetro
- Relación con presión (6 bar típico)
- ¿A que presión voy a trabajar? La presión disponible en la máquina es imprescindible para poder determinar el diámetro correcto
- Paso 3: Definir carrera
- Longitud real necesaria
- Paso 4: Tipo de cilindro
- Normal / compacto / guiado /
- Paso 5: Condiciones de trabajo
- Ambiente agresivo
- Debemos sabes si va a trabajar a temperatura ambiental o por el contrario ha
- Frecuencia de uso
- A continuación se muestra una referencia rápida de fuerza en función del diámetro a 6 bar con algunos de los diámetros más comunes
| Diámetro (mm) | Fuerza a 6 bar (N) |
|---|---|
| 32 | 480 N |
| 40 | 750 N |
| 50 | 1170 N |
| 63 | 1870 N |
| 80 | 3010 N |
| 100 | 4710 N |
Hay que tener en cuenta que la fuerza en avance es superior a la de retroceso por que la cámara delantera tiene una menor superficie debida al émbolo
Recomendaciones prácticas
- Siempre sobredimensionar ligeramente
- Evitar soluciones “justas”
- Usar componentes estándar siempre que sea posible, nos acortará los plazos a la hora de pedir el material si tenemos una rotura y bajará los costes
Componentes recomendados
A continuación se muestran algunos componentes habituales utilizados en aplicaciones neumáticas:
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