CÁLCULOS DE CILINDROS

FUERZA DEL ÉMBOLO

Para ello debe tenerse en cuenta, el conjunto completo del mando, desde la entrada de señales hasta los elementos de trabajo.

Debe considerarse siempre el factor mantenimiento.

Considerando el aspecto económico, se utilizan accionamientos lineales neumáticos hasta una fuerza del cilindro de aproximadamente 3000 kp (30000 N).

La fuerza ejercida por un elemento de trabajo depende de la presión del aire, del diámetro del cilindro, del rozamiento de las juntas. La fuerza teórica del émbolo se calcula con la siguiente fórmula:

En la práctica es necesario conocer la fuerza real. Para determinarla hay que tener en cuenta los rozamientos. En condiciones normales de servicio (presiones de 400 a 800 kPa/4 a 8 bar) se puede suponer que las fuerzas de rozamiento representan de un 3 a un 20% de la fuerza calculada.

LONGITUD DE CARRERA

La longitud de carrera en cilindros neumáticos no debe exceder de 2000 mm y unos diámetros máximos de cilindro de 200 y 250 mm. Con émbolos de gran tamaño y carrera larga, el sistema neumático no resulta económico por el elevado consumo de aire.

Cuando la carrera es muy larga, el esfuerzo mecánico del vástago y de los cojinetes de guía es demasiado grande. Para evitar el riesgo de pandeo, si las carreras son grandes deben adoptarse diámetros de vástagos superiores a los normales. Además, al prolongar la carrera la distancia entre cojinetes aumenta y, con ello, mejora la guía del vástago.

Fig. Tabla de diámetros y carreras máximas para pistones

VELOCIDAD DEL ÉMBOLO

La velocidad del émbolo en cilindros neumáticos depende de la fuerza antagonista de la presión del aire, de la longitud de la tubería, de la sección entre los elementos de mando y trabajo y del caudal que circula por el elemento de mando. Además, influye en la velocidad la amortiguación final de carrera. Cuando el émbolo abandona la zona de amortiguación, el aire entra por una válvula antiretorno y de estrangulación y produce una reducción de la velocidad.

La velocidad media del émbolo, en cilindros estándar, está comprendida entre 0,1 y 1,5 m/s. Con cilindros especiales (cilindros de impacto) se alcanzan velocidades de hasta 10 m/s.

La velocidad del émbolo puede regularse con válvulas especiales. Las válvulas de estrangulación, antiretorno y de estrangulación, y las de escape rápido proporcionan velocidades mayores o menores.