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NEUMÁTICA CÁLCULOS Y DETERMINACIÓN
NEUMÁTICA CÁLCULOS Y DETERMINACIÓN
Cilindros Neumáticos: Partes
Cilindros Neumáticos: Partes
Cilindros Neumáticos: Parámetros básicos y funcionales
Cilindros Neumáticos: Parámetros básicos y funcionales
Cilindros: Son actuadores de acción lineal, transforman la energía del aire comprimido en trabajo mecánico.
La fuerza de empuje es proporcional a la presión del aire y a la superficie del pistón:
Fuerza de un actuador lineal.
Fuerza de un actuador lineal.
Fuerza en cilindros:
La fuerza disponible de un cilindro crece con mayor presión y con mayor diámetro.
Selección de Cilindros neumáticos.
Selección de Cilindros neumáticos.
Fuerza Real en cilindros:
El valor real es menor debido a la fuerza de rozamiento. Esta disminución en la fuerza puede tenerse en cuenta mediante el rendimiento del cilindro, estimado en un 90 %, de este modo el valor real práctico de la fuerza será:
Calculo de fuerza teórica cilindro simple efecto.
Calculo de fuerza teórica cilindro simple efecto.
Fuerza Real en cilindros de simple efecto:
Para cilindros de simple efecto se debe restar, además, la fuerza de reacción del resorte, dato que generalmente se encuentra en los catálogos de fabricantes.
Fuerza del Muelle 50N, esta fuerza se debe vencer para lograr la apertura del cilindro, por lo que se tendrá en cuenta en el calculo.
Cilindro doble efecto Área de émbolo.
Cilindro doble efecto Área de émbolo.
Fuerza Real en cilindros de doble efecto:
Para cilindros de doble efecto se debe tener en cuenta la fuerza de avance y la de retroceso ya que son diferentes por el cambio de área que interviene.
Calculo de fuerza teórica cilindro doble efecto.
Calculo de fuerza teórica cilindro doble efecto.
Datos del Cilindro CDC-50-100-A-P-AIB-SME-R-20K2-K8 :
Diámetro de émbolo = 50 mm
Diámetro de vastago = 20 mm
Carrera = 100 mm
Calculo de diámetro cilindro a partir de fuerza necesaria.
Calculo de diámetro cilindro a partir de fuerza necesaria.
Para cilindro de Simple Efecto:
Hay que tener en cuenta la fuerza de oposición del muelle que se debe sumar la fuerza necesaria.
Para cilindro de Doble Efecto:
Hay que tener en cuenta la posición del cilindro para que la fuerza sea de empuje.
Los cilindros se determinan por la fuerza de empuje.
Se debe realizar luego una comprobación de la fuerza de tiro dependiendo del diámetro del vástago seleccionado.
Consumo de aire en cilindros neumáticos.
Consumo de aire en cilindros neumáticos.
Conocer el consumo de los cilindros neumáticos tiene su importancia desde dos puntos de vista.
En primer lugar, si a raíz de esta nueva aplicación ha de adquirirse una unidad de generación de aire comprimido (compresor), los datos fundamentales para seleccionarla son precisamente el consumo o demanda y la presión de trabajo.
Si en cambio, la aplicación es insertada en un medio en el que ya se dispone de aire comprimido, el cálculo del consumo servirá para verificar si el compresor instalado tiene capacidad suficiente.
En el consumo total de aire de un cilindro figura también el llenado con aire comprimido de los llamados “espacios muertos”.
Ejemplo: cámaras secundarias, anterior y posterior, que se rellenan en cada carrera; tuberías de alimentación de aire comprimido al propio cilindro) ya que estos últimos pueden alcanzar hasta un 20% del consumo de aire de trabajo propiamente dicho.
Calculo de Caudal cilindros neumáticos.
Calculo de Caudal cilindros neumáticos.
El consumo de un cilindro neumático puede calcularse con la siguiente fórmula:
La relación de compresión R es el cociente entre la presión absoluta inicial (Presión de trabajo + presión atmosférica) y la presión absoluta final (presión atmosférica) o sea (tomando como valor aproximado de la presión atmosférica 1 bar):
R = (6 bar + 1 bar) / 1 bar = 7
Cálculo de Caudal ejemplo.
Cálculo de Caudal ejemplo.
Datos para un cilindro de doble efecto:
Carrera del Cilindro 100 mm
Diámetro de émbolo = 50 mm ( A = 1962,5mm2 )
Ciclos por minutos = 9
Presión de trabajo = 6 bar R = (6 bar + 1 bar) / 1 bar = 7
Dimensionado de válvulas de vías neumáticas.
Dimensionado de válvulas de vías neumáticas.
Características de caudal.
Esta característica está directamente vinculada a la capacidad de circulación de fluido, a través de la válvula y determina su tamaño (en cuanto a circulación se refiere).
El tamaño de una válvula no queda determinado por el diámetro de sus bocas y menos aún por sus dimensiones físicas, sino por su característica de caudal, aunque resulta obvio que existe cierta relación entre ellos. La característica de caudal de una válvula queda evidenciada por los llamados factores de caudal Kv o Cv, o su caudal nominal Qn.
Caudal nominal Qn:
El caudal nominal representa el caudal de aire normal en l/min, que pasa por la válvula con una presión de alimentación de 6 bar y una pérdida de carga de 1 bar, esto es con presión de salida de 5 bar.
Este factor es el que ha adquirido últimamente la mayor aceptabilidad entre los fabricantes de componentes neumáticos, como característica de circulación de las válvulas.
Caudal normal requerido por el accionamiento neumático.
Caudal normal requerido por el accionamiento neumático.
Características de caudal normal requerido.
El caudal normal requerido por el accionamiento, el que dependerá fundamentalmente de tres factores: tamaño, velocidad del accionamiento y presión de operación.
Caudal nominal normal mínimo de la válvula neumática.
Caudal nominal normal mínimo de la válvula neumática.
Características de caudal nominal normal.
Qn que deberá tener la válvula quedará determinado por las siguiente fórmula.
Ejemplo de dimensionamiento teórico circuito neumático.
Ejemplo de dimensionamiento teórico circuito neumático.
Dimensionar circuito neumático.
Cilindro de Doble efecto.
Fuerza de trabajo 4600N.
Carrera 250 mm.
5 Ciclos por minuto.
Presión manométrica 6 bar.
Rendimiento 90%
Pasos para dimensionar:
Diámetro del cilindro a partir de la fuerza.
Caudal de consumo por minuto de trabajo.
Caudal nominal normal mínimo de válvula.
UNIDADES:
UNIDADES:
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