CÁLCULOS PARA LOS CILINDROS NEUMÁTICOS Y VÁLVULAS

CÁLCULOS PARA LOS CILINDROS NEUMÁTICOS Y VÁLVULAS

• DESFASE DE FUERZA / VELOCIDAD DE UN CILINDRO:

En los actuadores lineales de doble efecto, se produce un desfase entre la fuerza

provocada a la salida y a la entrada del vástago, y lo mismo ocurre con la velocidad.

Este efecto se debe a la diferencia que hay entre los volúmenes de las cámaras

formadas.

Cuando aplicamos aire en la cámara que fuerza la salida del vástago, éste actúa sobre

una superficie conocida, que denominamos A1. Es conocido que el valor de la fuerza provocada responde a la fórmula:

[pic 1]

Así pues, para calcular el valor de la fuerza de salida, realizaríamos la siguiente

operación:

[pic 2]

Para el cálculo de la fuerza provocada en el retroceso, aplicaremos la misma fórmula

y valor de presión, pero deberemos tener en cuenta que el área sobre la cual se aplica

ya no es A1, sino A1 menos el área del vástago (ya que ésta no es efectiva). Nosotros

la denominaremos A2.

[pic 3]

En consecuencia podemos afirmar que en los actuadores de doble efecto, para

igualdad de presión y caudal:

• La velocidad de retorno es mayor que la de avance.
• La fuerza provocada a la salida es mayor que la fuerza de retorno.

• SUPERFICIE DEL EMBOLO:

[pic 4]

[pic 5]

NOTA: 1401,42 Es un ejemplo de la superficie del cilindro para ver posteriormente como se calcula el radio después como se ve en la imagen.

[pic 6]

 [pic 7]

r - En mm

S - En mm2

D - En mm2

π - 3,1416

• VOLUMEN DE AIRE DEL CILINDRO:

[pic 8]

r - En cm

π - 3,1416

Carrera - cm

Volumen - cm3

• VELOCIDAD DEL EMBOLO:

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.

• VELOCIDAD MEDIA:

[pic 9]

VM - Velocidad media en m/s

Carrera - En mm

Tiempo - En segundos

• VELOCIDAD FINAL:

[pic 10]

[pic 11]

VF - Velocidad final en m/s

Vo - Velocidad inicial en m/s (Normalmente la velocidad inicial es cero por eso la segunda formula).

A - Aceleración m/s2

T - Tiempo en segundos

• CONSUMO-CAUDAL DE AIRE:

[pic 12]

[pic 13]

[pic 14]

NOTA: La sección se refiere a la superficie del embolo del cilindro.

• CONSUMO TOTAL de un ciclo completo de salida y de entrada del embolo:

[pic 15]

Nota: A1 y A2 son las superficies del embolo de un cilindro de doble efecto, la cara con el vástago y la cara sin en vástago.  

El resultado de Qcc se da en NL/min - Normales Litros por minuto.

[pic 16]

[pic 17]

• CALCULA EL CAUDAL DE PICO O MÁXIMO requerido para alcanzar ir a una velocidad media de 100 mm/sg y el caudal para ir a una velocidad de 500 mm/sg para ambas presiones.

[pic 18]

NOTA: El caudal máximo o de pico se refiere a la formula anterior. Hay que tener en cuenta siempre la velocidad del cilindro. En un cilindro normal de doble efecto también depende de una cámara del cilindro u otra, por que la superficie del cilindro no es la mismo por culpa del vástago.

• CONSUMO Y CAUDAL NECESARIO:

[pic 19]

NOTA: El resultado de la formula anterior no da como resultado el caudal del cilindro en un solo sentido, si queremos que el resultado sea de los dos sentidos hay que multiplicarlo por dos siempre que sea un cilindro que tenga las dos superficies iguales del embolo.

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