Piezas de cilindros neumáticos
Figura 1: Cilindro neumático
Los cilindros neumáticos utilizan aire comprimido para crear movimiento lineal en diversas aplicaciones industriales y comerciales. Estos cilindros contienen varias piezas que varían en función del tipo y el diseño del cilindro. Este artículo explora las diferentes partes de un cilindro neumático y sus funciones.
Índice de contenidos
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Qué es un cilindro neumático
Los cilindros neumáticos transforman la energía del aire comprimido en movimiento lineal alternativo. Se clasifican de múltiples maneras:
- Diseño: Cilindros neumáticos con vástago, de membrana, rotativos y sin vástago.
- Movimiento: Cilindros lineales y giratorios.
- Función: Cilindros neumáticos de simple efecto frente a cilindros neumáticos de doble efecto.
- Amortiguación: Cilindros neumáticos con amortiguación regulable o flexible.
La configuración y los componentes de un cilindro neumático dependen de su clasificación. En la siguiente sección se explican los componentes principales de un cilindro neumático de doble efecto, al tiempo que se hacen referencias notables a las variedades alternativas y sus desviaciones con respecto a la clasificación de doble efecto.
Como cualquier dispositivo mecánico, los cilindros neumáticos requieren mantenimiento y, en ocasiones, es necesario sustituir determinadas piezas para garantizar un rendimiento óptimo. Lea nuestro glosario de neumática para obtener más información sobre los componentes de los sistemas neumáticos.
Piezas de cilindros neumáticos
Figura 2: Piezas del cilindro neumático: orificio de la culata (A), tirante (B), orificio de la culata (C), pistón (D), cilindro (E) y vástago (F).
Barrel
El cuerpo principal del cilindro, el cañón (figura 2, etiqueta E), aloja el pistón y proporciona soporte mecánico al cilindro. Suele ser cilíndrico y puede ser de aluminio, acero inoxidable o plástico.
Tapa final
- El cañón está sellado por dos tapas, la tapa delantera (cabeza) y la tapa trasera.
- La tapa de la parte delantera se sitúa al lado de donde sobresale el vástago del pistón, mientras que la tapa de la parte trasera se sitúa enfrente.
- Una (en el caso de un cilindro de simple efecto) o las dos tapas (en un cilindro de doble efecto) disponen de orificios que permiten la entrada de aire a presión en el orificio (figura 2 etiquetada A y C).
Pistón
El émbolo (figura 2 etiquetada D) es un disco que se desplaza dentro del cilindro neumático, dividiendo así la cámara. Se mueve hacia adelante y hacia atrás a lo largo de una línea recta. Cuando el aire comprimido entra en la tapa de lectura, empuja el pistón para extender el vástago. Esto hace que el pistón se desplace de la tapa trasera y extienda el vástago. Este movimiento se denomina movimiento positivo (o positivo), y la retracción del pistón se denomina movimiento negativo (o negativo) (figura 3).
- Cilindro de simple efecto: Un muelle alrededor del vástago en los cilindros neumáticos de simple efecto ayuda a retraer el conjunto de vástago y pistón.
- Cilindro de doble efecto: El aire comprimido mueve el pistón en ambas direcciones.
- Cilindro neumático sin vástago: En un cilindro sin vástago, el pistón se sustituye por un carro o lanzadera que se desliza hacia delante y hacia atrás dentro de la pared del cilindro. El carro está conectado a la carga que debe desplazarse, y ningún vástago sobresale del cilindro. En su lugar, el cilindro tiene un pistón hueco que proporciona el soporte necesario para el carro.
Figura 3: Principio de funcionamiento del cilindro de doble efecto con entrada de aire (flecha azul) y salida de aire (flecha gris). El movimiento positivo (A) extiende la varilla y el movimiento negativo (B) la retrae.
Vástago del pistón
El vástago del pistón (Figura 2 rotulada F) se conecta al pistón y es accionado por éste. También se fija al elemento de la máquina o al objeto que se va a arrastrar o empujar. La distancia que recorren el pistón y el vástago se conoce como longitud de carrera.
Amortiguación del pistón
En ocasiones, los distintos componentes de las instalaciones de producción deben moverse con rapidez. Cuando se utilizan cilindros neumáticos, se libera una gran cantidad de energía cuando el cilindro se detiene. Es esencial amortiguar adecuadamente la posición final de forma controlada.
La amortiguación del pistón frena el conjunto de vástago y pistón antes de llegar a la culata. Esto absorbe la energía cinética de la forma más eficiente posible, minimizando el desgaste, las roturas y los golpes. Esto también reduce el ruido, el impacto y la vibración hacia el final de cada carrera y permite que el pistón se mueva a mayor velocidad.
Existen principalmente tres métodos para amortiguar los cilindros neumáticos.
- Amortiguación elástica: En la amortiguación elástica, el vástago choca a cierta velocidad con un material elástico que deforma su forma. El material recupera su forma original tras la retracción del vástago del cilindro, preparándolo para el siguiente impacto.
- Amortiguación neumática: El aire comprimido frena el cilindro neumático en la amortiguación neumática. Esto se consigue mediante una cantidad fija de contrapresión, que depende de la velocidad del cilindro en el momento de la amortiguación.
- Amortiguación hidráulica: En la amortiguación hidráulica, los fluidos viscosos como el aceite frenan los cilindros.
Junta estática
La junta estática del pistón garantiza un cierre hermético entre el vástago y el pistón, impidiendo que el aire se escape al otro lado de la cámara.
Anillos guía del pistón
Los anillos guía del pistón evitan cualquier contacto metal-metal entre la cámara cilíndrica y el pistón durante el deslizamiento y absorben las fuerzas radiales que puedan actuar sobre el cilindro.
Sensores
Los sensores de cilindros neumáticos detectan la posición del pistón dentro del cilindro, lo que es vital para las aplicaciones de posicionamiento. En estos sensores se suelen utilizar sensores de efecto Hall e interruptores de láminas.
Tirantes
Los tirantes (Figura 2 etiquetada B) fijan las tapas en su sitio. Suelen ser varillas de acero roscadas. Estos vástagos recorren toda la longitud del cilindro. Los cilindros neumáticos suelen tener aproximadamente de cuatro a veinte tirantes, en función del tamaño y la fuerza creada. Los tirantes protegen el cilindro neumático de los golpes y otros posibles impactos.
PREGUNTAS FRECUENTES
¿Cuáles son las partes principales de los cilindros neumáticos?
Las partes principales de los cilindros neumáticos son el cilindro, el pistón y el vástago. Las juntas, los sistemas de amortiguación, los sensores, los anillos guía y los tirantes mejoran el rendimiento y prolongan la vida útil de los cilindros neumáticos.
