Amortiguación de cilindros neumáticos

La amortiguación de cilindros neumáticos es esencial en aplicaciones industriales que utilizan cilindros neumáticos. Si un cilindro neumático se detiene bruscamente, puede dañar el sistema. La amortiguación frena el movimiento del cilindro al final de la carrera para evitar daños. Además, el uso de amortiguación en los cilindros neumáticos mejora la eficacia y precisión generales del sistema, y puede ayudar a prolongar la vida útil del equipo y reducir los costes de mantenimiento. Este artículo trata de los distintos tipos de amortiguación para cilindros neumáticos y de sus ventajas e inconvenientes.

Índice de contenidos

• Descripción general del cilindro neumático
• Qué es la amortiguación por cilindro neumático
• Tipos de amortiguación
• Amortiguación exterior
• Amortiguación mecánica
• Amortiguación neumática ajustable
• Amortiguación autoajustable
• Ventajas e inconvenientes
• Preguntas frecuentes

Descripción general del cilindro neumático

Un cilindro neumático convierte la energía del aire comprimido en movimiento lineal. El cilindro consta de una cámara cilíndrica con un pistón y un vástago, que se mueven hacia delante y hacia atrás dentro del cilindro. El cilindro puede ser de simple o doble efecto, lo que significa que el aire comprimido empuja el pistón en una o en ambas direcciones. Los cilindros neumáticos se utilizan en sistemas de automatización industrial para controlar el movimiento de máquinas y equipos con gran precisión y velocidad. Lea nuestra descripción general de cilindros neumáticos y obtenga más información sobre su diseño y características de rendimiento.

Qué es la amortiguación por cilindro neumático

La amortiguación ralentiza y absorbe el impacto del pistón cuando llega al final de su carrera. Sin amortiguación, el efecto del pistón al golpear la culata puede dañar el cilindro y otros componentes mecánicos. Además, la amortiguación mejora la seguridad al limitar el ruido del pistón cuando choca contra la culata. De este modo se protege el oído de los usuarios que manejan con frecuencia cilindros neumáticos.

Tipos de amortiguación

• Amortiguación exterior: La amortiguación externa es un material blando, como el caucho o la espuma, que se aplica al exterior de un cilindro neumático para absorber el impacto del pistón al final de su carrera. Es fácil de sustituir cuando se desgasta.
• Amortiguación mecánica: La amortiguación mecánica reduce la carga del impacto utilizando un material flexible como un elastómero. Reduce eficazmente el ruido de impacto y absorbe pequeñas cantidades de energía, pero sólo es adecuado para aplicaciones con velocidades lentas, cargas pequeñas o carreras cortas.
• Amortiguación neumática regulable: La amortiguación de aire ajustable limita el aire liberado al final de la carrera mediante un orificio variable y dos spuds. El aire queda atrapado en la tapa del cilindro y se purga a través de un pequeño conducto controlado por una válvula de aguja. Para que la amortiguación siga siendo eficaz, cuando se producen cambios en el peso, la presión o la velocidad, hay que reajustarla.
• Amortiguación autoajustable: En función de la carga y la velocidad del cilindro, el aire comprimido del cilindro controla el ajuste automático de la amortiguación autoajustable.Este tipo de amortiguación se utiliza a menudo en aplicaciones en las que la carga y la velocidad del cilindro pueden variar significativamente.

Amortiguación exterior

Un amortiguador externo se monta en el cilindro neumático. Reduce el impacto del pistón del cilindro al final de su carrera. Un amortiguador suele tener un cilindro lleno de fluido (por ejemplo, lleno de aceite) y un pistón que se mueve dentro del cilindro. Al final de su carrera, el pistón del cilindro neumático empuja contra el pistón del amortiguador. Esto comprime el fluido dentro del amortiguador. Esta acción ralentiza y amortigua el impacto del pistón del cilindro neumático.

Los amortiguadores son ideales para aplicaciones con cargas pesadas y/o altas velocidades porque crean mucha fuerza. Sin la protección del amortiguador, el cilindro neumático correría un alto riesgo de sufrir daños. El amortiguador también amortigua las vibraciones y los sonidos.

Los amortiguadores se clasifican en tres tipos: de amortiguación fija, de amortiguación regulable y de amortiguación autorregulable.

• Amortiguación fija: Para los amortiguadores, la amortiguación fija es la opción más rentable. Está diseñado para soportar cargas y velocidades específicas.
• Amortiguación ajustable: La amortiguación regulable incorpora un tornillo de ajuste que permite al amortiguador funcionar con diversas características de carga.
• Amortiguación autoajustable: Los sensores y algoritmos trabajan con un amortiguador autoajustable para ajustar automáticamente la fuerza de amortiguación en función de las características de la carga.

Amortiguación mecánica

La amortiguación mecánica en cilindros neumáticos utiliza elastómeros flexibles colocados en el interior del cilindro para absorber la fuerza del impacto. Los elastómeros flexibles suelen estar hechos de caucho u otros polímeros que se deforman bajo tensión y recuperan su forma original una vez eliminada la tensión. En los cilindros neumáticos, los elastómeros flexibles se colocan al final de la carrera del cilindro, donde absorben la energía cinética del pistón y lo frenan antes de que llegue al final de la carrera.

Amortiguación neumática ajustable

La tecnología de amortiguación de aire ajustable limita el volumen de aire liberado al final de la carrera del cilindro. La construcción de esta amortiguación incluye un orificio variable y spuds, que son pequeñas varillas metálicas montadas a ambos lados del pistón que cierran el paso de aire a la cámara principal del pistón, atrapando el aire en la tapa del cilindro. El aire atrapado se purga a través de un pequeño conducto controlado por una válvula de mariposa.

Durante cada ciclo, el cilindro atrapa un volumen fijo de aire. Sin embargo, dado que el aire es altamente compresible, la carga, la velocidad y la presión del aire en el cilindro pueden afectar a la eficacia del rendimiento del amortiguador de aire del cilindro neumático. Para cada aplicación, sólo un estrecho margen de ajustes dará como resultado un rendimiento óptimo de la amortiguación. Una vez ajustada la válvula de aguja, cualquier cambio de peso, presión o velocidad puede afectar a la reacción del cojín, lo que obliga a reajustar el cilindro.

Si la amortiguación se ajusta demasiado alta, el pistón frenará demasiado rápido, lo que puede provocar una disminución de la velocidad total del cilindro. Por otro lado, si la amortiguación se ajusta demasiado baja, es posible que el pistón no frene lo suficiente, lo que puede provocar un movimiento irregular o inestable y posibles daños en el cilindro o en la carga que se desplaza.

Amortiguación autoajustable

En lugar de utilizar una sección transversal ajustable para regular el flujo de aire dentro de la cámara de amortiguación, la amortiguación autoajustable utiliza ranuras en el pistón de amortiguación para expulsar el colchón de aire independientemente de la longitud de amortiguación. La geometría de estos canales de aire proporciona un venteo escalonado del aire de amortiguación, permitiendo que el sistema de amortiguación del cilindro neumático se adapte automáticamente a la carga y velocidad del cilindro.

Ventajas e inconvenientes

Tabla 1: Ventajas e inconvenientes de la amortiguación mecánica, regulable y autorregulable.

Tipo de amortiguación	Ventajas	Desventajas
Amortiguador	Versatilidad: Fácil de ajustar o sustituir	Complejidad: Aumento, lo que incrementa el peligro y la posibilidad de fracaso Espacio: Ocupar espacio adicional
Mecánica	Sencillo y rentable: Puede integrarse fácilmente en la mayoría de los sistemas neumáticos	Reducciones de propiedad: Los elastómeros en el extremo de la carrera del cilindro reducen la velocidad, la fuerza y la longitud de carrera del cilindro neumático
Ajustable	Rendimiento mejorado: Proporciona mejor rendimiento, flexibilidad y precisión que la amortiguación mecánica	Complejidad: Aumento, lo que aumenta el fracaso Coste: Mayor coste que la amortiguación mecánica Ajuste estrecho: El estrecho margen de ajuste obliga a realizar más ajustes del cálculo del coste del tiempo
Autoajustable	Versatilidad: Funciona con una amplia gama de combinaciones de velocidad y masa Eficiencia: El aumento de la eficiencia reduce el consumo de energía y la productividad general	Coste: Más caros que los sistemas de amortiguación regulables Personalización: Menos personalización que los sistemas de amortiguación ajustables

Lea nuestros artículos sobre cilindros neumáticos ISO 15552, ISO 6432 e ISO 21287 para conocer las características de diseño de los cilindros neumáticos según las distintas normas.

Preguntas frecuentes

¿Qué es la amortiguación en los cilindros neumáticos?

La amortiguación del cilindro neumático frena la carga que desplaza el pistón. Sin ella, el pistón golpeará la culata, provocando golpes, vibraciones y ruidos fuertes. En última instancia, esto dañará el sistema.

¿Cómo se ajusta la amortiguación de un cilindro neumático?

Para ajustar el amortiguador del cilindro neumático, gire el tornillo de ajuste situado en el extremo del cilindro. Este tornillo controla el flujo de aire a través de la válvula de amortiguación, que controla la velocidad del pistón al final de la carrera.