Nombres :
Carrera : !signatura :
-Edgardo
Riquelme -Ricardo Soto -Hugo Vidal -Sebastián Tapia IEMMI "leo neumática
#iscusi$n
Cilindros Neumáticos
%os cilindros neumáticos son unidades que trans&orman la energ'a potencial del aire comprimido en energ'a cin(tica o en &uer)as prensoras* +ásicamente consisten en un recipiente cil'ndrico pro,isto de un (mbolo o pist$n* !l introducir un determinado caudal de aire comprimido (ste se e.pande dentro de la cámara / pro,oca un despla)amiento lineal* Si se acopla al embolo un ,ástago r'gido este mecanismo es capa) de empu0ar alg1n elemento o simplemente su0etarlo* %a &uer)a de empu0e es proporcional a la presi$n del aire / a la super2cie del pist$n: 34p*!
donde:
-!ctuadores:
3 4 3uer)a p 4 resi$n manom(trica ! 4 5rea del (mbolo o pist$n*
El traba0o reali)ado por un actuador neumático puede ser lineal o rotati,o* El mo,imiento lineal se obtiene por cilindros de (mbolo 6(stos tambi(n proporcionan mo,imiento rotati,o con ,ariedad de ángulos por medio de actuadores del tipo pi7$n cremallera8* Tambi(n encontramos actuadores neumáticos de rotaci$n continua 6motores neumáticos8 mo,imientos combinados e incluso alguna trans&ormaci$n mecánica de mo,imiento que lo 9ace parecer de un tipo especial*
!ctuadores
%ineales:
%os cilindros neumáticos independientemente de su &orma constructi,a representan los actuadores más comunes que se utili)an en los circuitos neumáticos* E.isten dos tipos &undamentales de los cuales deri,an construcciones especiales ; Cilindros de simple e&ecto con una entrada de aire para producir una carrera de traba0o en un sentido* ; Cilindros de doble e&ecto con dos entradas de aire para producir carreras de traba0o de salida / retroceso* Más adelante se describen una gama ,ariada de cilindros con sus correspondientes s'mbolos* * Cilindros de simple e&ecto: o =normalmente &uera>*
%os cilindros de simple e&ecto se utili)an para su0etar marcar e.pulsar etc* Tienen un consumo de aire algo más ba0o que un cilindro de doble e&ecto de igual tama7o* Sin embargo 9a/ una reducci$n de impulso debida a la &uer)a contraria del resorte as' que puede ser necesario un diámetro interno algo más grande para conseguir una misma &uer)a* Tambi(n la adecuaci$n del resorte tiene como consecuencia una longitud global más larga / una longitud de carrera limitada debido a un espacio muerto* %a ,ariedad constructi,a de los cilindros de simple e&ecto es mu/ importante pero todos ellos presentan la misma mecánica de traba0o* Se muestran a continuaci$n algunos e0emplos de los mismos:
Simple e&ecto tradicional
*? Cilindros de doble e&ecto: %os cilindros de doble e&ecto son aquellos que reali)an tanto su carrera de a,ance como la de retroceso por acci$n del aire comprimido* Su denominaci$n se Simple e&ecto con guiado / debe a que emplean las dos caras del (mbolo camisa plana normalmente 6aire en ambas cámaras8 por lo que estos &uera* componentes s' que pueden reali)ar traba0o en ambos sentidos* Sus componentes internos son prácticamente iguales a los de simple e&ecto con peque7as ,ariaciones en su construcci$n* !lgunas de las más notables las encontramos en la culata anterior que a9ora 9a de tener un ori2cio roscado para poder reali)ar la in/ecci$n de aire comprimido 6en la disposici$n de simple e&ecto este ori2cio no suele prestarse a ser cone.ionado siendo su &unci$n la comunicaci$n con la atm$s&era con el 2n de que no se produ)can contrapresiones en el interior de la cámara8* El per2l de las 0untas dinámicas tambi(n ,ariará debido a que se requiere la estanqueidad entre ambas cámaras algo innecesario en la disposici$n de simple e&ecto*
Cilindro de doble e&ecto* El campo de aplicaci$n de los cilindros de doble e&ecto es muc9o más e.tenso que el de los de simple incluso cuando no es necesaria la reali)aci$n de es&uer)o en ambos sentidos* Esto es debido a que por norma general 6en &unci$n del tipo de ,ál,ula empleada para el control8 los cilindros de doble e&ecto siempre contienen aire en una de sus dos cámaras por lo que se asegura el posicionamiento* ara poder reali)ar un determinado mo,imiento 6a,ance o retroceso8 en un actuador de doble e&ecto es preciso que entre las cámaras e.ista una di&erencia de presi$n* or norma general cuando una de las cámaras recibe aire a presi$n la otra está comunicada con la atm$s&era / ,ice,ersa* Este proceso de conmutaci$n de aire entre cámaras nos 9a de preocupar poco puesto que es reali)ado automáticamente por la ,ál,ula de control asociada 6disposiciones de @ $ A ,'as con ? $ B posiciones8* En de2niti,a podemos a2rmar que los actuadores lineales
de doble e&ecto son los componentes más 9abituales en el control neumático* Esto es debido a: ; Se tiene la posibilidad de reali)ar traba0o en ambos sentidos 6carreras de a,ance / retroceso8* ; No se pierde &uer)a en el accionamiento debido a la ine.istencia de muelle en oposici$n* ; ara una misma longitud de cilindro la carrera en doble e&ecto es ma/or que en disposici$n de simple al no e.istir ,olumen de alo0amiento* *B Cilindros de doble ,ástago: Este tipo de cilindros tiene un ,ástago corrido 9acia ambos lados* %a gu'a del ,ástago es me0or porque dispone de dos co0inetes / la distancia entre (stos permanece constante* or eso este cilindro puede absorber tambi(n cargas laterales peque7as* %os emisores de se7ales pueden disponerse en el lado libre del ,ástago*
Cilindro de doble ,ástago %a &uer)a es igual en los dos sentidos 6las super2cies del (mbolo son iguales8 al igual que sucede con la ,elocidad de despla)amiento* Este tipo de cilindros recibe tambi(n la denominaci$n de cilindro compensado / es importante recordar el equilibrio entre &uer)as / ,elocidad de lo que puede considerarse como =te$ricos> a,ances / retornos de ,ástago* E,identemente para cumplirse esta correcci$n de des&ases los diámetros de los ,ástagos 9an de ser iguales* *@ Cilindros Multiposicionales: %os cilindros multiposicionales son una buena opci$n el aquellos casos en los que se requiera alcan)ar B $ @ posiciones di&erentes / no se requiera una ,ariabilidad &recuente de las mismas* Son no obstante unidades sencillas /a que tan solo se componen de ? unidades con,encionales unidas por el e.tremo de los ,ástagos o bien por las culatas 6mediante placa adaptadora comercial8* ara @ posiciones se requiere que la carrera de las ? unidades sean di&erentes*
*A Cilindros de Vástago Hueco: !lgunos actuadores neumáticos presentan la ,enta0a de tener el ,ástago o e0e 9ueco lo que los 9ace ideales para el traba0o con aplicaci$n de la t(cnica de ,ac'o o bien para pasar cables el(ctricos si &uera necesario* %a aplicaci$n de este tipo de actuadores permite / &acilita el cone.ionado de elementos /a que no será necesario el guiado de tubos para ,ac'o o cableado el(ctrico desde los puntos de generaci$n de energ'a 9asta los consumidores 6,entosas electroimanes etc*8 sino que pueden pasar a tra,(s del 9ueco que encontramos en el ,ástago consiguiendo as' una instalaci$n más simple / por tanto más econ$mica*
Mecánica de un Cilindro: El cilindro de (mbolo se compone de: tubo tapa posterior 6&ondo8 / tapa anterior con co0inete / aro rascador además de pie)as de uni$n / 0untas* Cuando el cilindro 9a de reali)ar traba0os pesados el tubo 6camisa del cilindro 8 se &abrica en la ma/or'a de los casos de tubo de acero embutido sin costura 6St* BA8* ara prolongar la duraci$n de las 0untas la super2cie interior del tubo debe someterse a un mecani)ado de precisi$n 6bru7ido8* Ho/ en d'a donde la ma/or'a de las aplicaciones requieren es&uer)os d(biles se suelen construir en aluminio* Estas e0ecuciones especiales se emplean cuando los cilindros no se accionan con &recuencia o para protegerlos de inuencias corrosi,as* Tambi(n para la captaci$n de 2nales de carrera magn(ticamente* %a camisa marca dos parámetros &undamentales del cilindro* ; or un lado su diámetro interno marcará la secci$n que presenta el cilindro / por tanto para una presi$n dada nos indicará la &uer)a que este es capa) de reali)ar* E,identemente a ma/or diámetro ma/or &uer)a / consumo* ; or otro lado la longitud del tubo delimita lo que se conoce como carrera del cilindro o longitud 1til para el traba0o con el mismo* Tanto diámetros como carreras se encuentran normali)ados* ara las tapas posterior &ondo 6?8 / anterior 6B8 se emplea pre&erentemente material de &undici$n 6aluminio o acero en &unci$n del resto de materiales del cilindro8* %a 20aci$n de ambas tapas en el tubo puede reali)arse mediante tirantes roscas o bridas* El ,ástago se &abrica pre&erentemente de acero boni2cado* Este acero contiene un determinado porcenta0e de cromo que lo protege de la corrosi$n* ! deseo el (mbolo se puede someter a un tratamiento de temple* Su super2cie se comprime en un proceso de rodado entre discos planos* En algunas ocasiones sobre la simbolog'a de los actuadores los &abricantes indican mediante una serie de s'mbolos tratamientos espec'2cos aplicados a los ,ástagos* %a pro&undidad de aspere)as del ,ástago es de Dm* En general las roscas se laminan al ob0eto de pre,enir el riesgo de roturas* En cilindros 9idráulicos debe emplearse un ,ástago cromado 6con cromo duro8 o templado* El ,ástago acopla mecánicamente con el (mbolo del cilindro cerrando la uni$n mediante tuerca / 0untas estáticas 6para el sellado8*
Sobre el (mbolo se montaran las 0untas dinámicas / el imán 6si es un cilindro preparado para captaci$n magn(tica de la posici$n8* ara 9ermeti)ar el ,ástago se monta en la tapa anterior un collar'n obturador 6A8* #e la gu'a de ,ástago se 9ace cargo un casquillo del co0inete 68 que puede ser de bronce sinteri)ado o un casquillo metálico con re,estimiento de plástico* #elante del casquillo del co0inete se encuentra un aro rascador 6F8* Este impide que entren part'culas de pol,o / suciedad en el interior del cilindro* or eso no se necesita emplear un &uelle* ertenece a los elementos estanquei)antes que componen el cilindro* El 0unta dinámica 6G8 9ermeti)a las cámaras del cilindro para un $ptimo rendimiento* %as 0untas t$ricas o anillos toroidales 68 se emplean para la obturaci$n estática porque deben pretensarse / esto causa p(rdidas ele,adas por &ricci$n en aplicaciones dinámicas* Sección de un cilindro
