lunes, 28 de julio de 2014

Cilindros Neumaticos

Cilindros Neumáticos

El objetivo de este informe es dar a conocer el concepto de cilindros neumáticos, así como su estructura física y sus componentes para así saber su funcionamiento. También forma parte fundamental saber cuales son sus aplicaciones y en que  momento utilizarlas y  parte del proceso. A su vez tener el conocimiento de la clasificación y de los tipos de cilindros en la neumática existentes.
 
Cilindros neumáticos también conocidos como(cilindros del aire)sea dispositivos mecánicos los cuales producen fuerza a menudo conjuntamente con movimiento. Los cilindros neumáticos son unidades que modifican la energía potencial del aire comprimido en energía cinética. Esto es alcanzada por el gas comprimido que puede ampliarse, sin entrada de energía externa que así mismo ocurre debido la presión establecida por el gas comprimido que estaba en una mayor presión que la presión atmosférica. Esta extensión del aire a una fuerza para que el pistón pueda moverse en la dirección deseada. Lo cual consiste en un contenedor cilíndrico provisto de un embolo o un pistón, que al introducir un determinado caudal se aire comprimido, este se expande dentro de la cámara y causa un  desplazamiento lineal, sí se ajusta 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 embolo o pistón.

Los cilindros neumáticos pueden funcionar en una variedad de maneras ,uno de ellos incluye tener la capacidad de  realizar movimientos múltiples  sin la necesidad de la intervención intermedia ,de realizar un movimiento completo con los puntos  de paro intermedio, para ser ajustados y controlar la cantidad de extensión y/o la contracción de la barra de pistón actuada una vez.
Son dispositivos motrices en equipos neumáticos que transforman en energía estática  del aire a presión, haciendo avances o retrocesos en una dirección rectilínea. 

Así mismo se utilizan ampliamente en el campo de la automatización para el desplazamiento, alimentación o elevación de materiales o elementos de las mismas maquinarias.   

Aunque los cilindros neumáticos varían de aspecto, tamaño y la función caen generalmente en una de las categorías especificas.no obstante hay también numerosos otros tipos de  cilindros disponibles ,muchos de los cuales están diseñados  para satisfacer necesidades especificas.

Cilindros de simple efecto
Los cilindros de acción simple utilizan la fuerza impartida por el aire para moverse en una dirección (generalmente hacia fuera),u un resorte de vuelta a la posición.

Uno de sus movimientos esta gobernado por el aire comprimido  mientras que el otro se da por una acción antagonista, generalmente un resorte colocado en el interior del cilindro. Esté resorte puede situarse opcionalmente entre el pistón y su tapa trasera (con resorte delantero)o entre el pistón y su tapa trasera (con resorte trasero).Realiza trabajo aprovechable solo en uno de dos sentidos ,y la fuerza obtenible es algo  menor a la de la expresión F = P x A ,pues hay que descontar la fuerza de oposición que ejerce el resorte.



 
Este es un ejemplo de el funcionamiento de los actuadores de simple y doble efecto.
 
 
Cilindros de doble efecto

Los cilindros de doble efecto son capaces de producir trabajo útil en dos sentidos, ya que se disponen de una fuerza activa tanto en avance como en retroceso.

Se construyen siempre en forma de cilindros de embolo y poseen dos tomas de aire comprimido, cada una de ellas situadas en una de las tapas del cilindro.

Se emplea  en los casos en los que el embolo tiene que realizar también una función en su retorno a la posición principal. La carrera de estos cilindros suele ser mas larga (hasta 200 mm) que en los cilindros de simple efecto , hay que tener en cuenta el pandeo o curva miento que puede sufrir el vástago en su posición externa.

Cuando el aire comprimido entra por la toma situada en la parte posterior (1), desplaza el embolo y hace salir el vástago (avance).para que el embolo retorne a su posición inicial (retroceso) , se introduce aire por la toma situada en la tapa delantera (2) . De esta manera , la presión actúa en la cara del embolo en la esta sujeta el vástago, lo que hace que la presión de trabajo sea algo menos debido a que la superficie de aplicación es mas pequeña. Hay que tener en cuenta que este caso el volumen de aire es menor , puesto que el vástago también ocupa volumen.

A continuación apreciaremos la imagen de in cilindro de doble efecto y sus partes.
  
 
El pistón es accionado por el aire comprimido en ambas carreras. Realiza trabajo aprovechable en los dos sentidos de marcha.
Principalmente se utilizan dos tipos de configuraciones:
  • Cilindro Diferencial: un solo vástago y relación de superficies (embolo -Vástago) de 2:1. se utiliza cuando solo se requiere realizar trabajo  en un sentido.
    La simbología y el principio de funcionamiento de los cilindros de diferencial son los siguientes.
  • Cilindro de doble Vástago: Tienen vástago por las dos partes del embolo. Se utilizan cuando se requiere realizar trabajo en las dos direcciones, la carga se puede colocar en uno de los vástagos o en ambos.


En el siguiente video podremos apreciar como se puede observar el cilindro de doble efecto.
https://www.youtube.com/watch?v=UyWN811Y1b0

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 un cilindro convencional  del mismo diámetro.

Cilindros acoplados de acción independiente.

están constituidos por dos cilindros unidos por sus tapas traseras .Estos pueden operarse independientemente 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 multi posicionador.

Cilindros sin vástago.

El pistón transmite el movimiento a la carga a través de un carro acoplado mecánicamente al pistón mediante un exclusivo sistema patentado. un sistema de cintas garantiza un doble sellado y evita un ingreso de impurezas en el interior del cilindro. Variantes constructivas de este incluyen guías externas de diversos tipos.
En el siguiente video podemos apreciar como podríamos aplicar los cilindros sin vástago.
https://www.youtube.com/watch?v=Y6oPTg00Vbw

Amortiguación de fin de carrera

Son dispositivos, fijos o regulados , colocados generalmente en las tapas de los cilindros y cuya finalidad es la absorber la energía cinética de las masas en movimiento. Según los modelos de cilindros ,se puede tener amortiguación delantera, trasera o doble. Para una data aplicación, si se verifica insuficiente la amortiguación ,utilizan amortiguadores hidráulicos de choque.

Pistón con imán incorporado

Ciertos cilindros incorporan un imán en el pistón a efectos de actuar un interruptor magnético montado en el exterior del cilindro durante o fin de la carrera. Esta señal eléctrica es utilizada para gobernar a otros órganos componentes del sistema ,actuadores ,relés ,PLC, o bien para controlar su propio movimiento.

Fuerza en cilindros

La fuerza disponible en un cilindro  crece con mayor presión y con mayor diámetro. La determinación de la fuerza estática en los cilindros esta sustentada por la siguiente formula o el Abaco adjunto:



 


    Consumo de aire en cilindros
    En el link anterior podrán interactuar en línea y contestar una serie de preguntas respecto al tema en cuestión.
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