Cómo el Amortiguamiento Mejora el Rendimiento y Longevidad de Cilindros Neumáticos

Por Josh Adkins Especialista en Marketing de Producto, Actuadores, de Emerson

El amortiguamiento no es un concepto nuevo en potencia de fluidos, pero es significativo ya que puede influir en la vida útil y el rendimiento de las máquinas. El amortiguamiento generalmente se requiere en cilindros para desacelerar la carga que el pistón está moviendo. Sin él, el pistón puede golpear la tapa final del cilindro. La fuerza de este impacto puede causar choque, vibración y oscilaciones que se extienden al resto de la máquina. Estos efectos negativos pueden perturbar la precisión del cilindro, crear ruido excesivo y desgastar prematuramente el cilindro y sus componentes. El amortiguamiento final disminuye la tasa de desplazamiento del cilindro antes de que el pistón golpee la tapa final, reduciendo el choque de impacto y el estrés en los componentes.

¿Qué es el amortiguamiento?

El amortiguamiento puede tomar varias formas. Puede usar amortiguadores externos, amortiguamiento de impacto simple con un tope elástico, amortiguamiento neumático integrado, o una combinación de tecnologías de amortiguamiento.

Para que el amortiguamiento funcione eficazmente, el nivel de amortiguamiento debe ajustarse óptimamente para la aplicación dada. Si no hay suficiente amortiguamiento, el choque de impacto es mayor cuando el pistón golpea la tapa final con consecuencias negativas directas para la vida útil del cilindro y las partes mecánicas unidas a él. Si hay demasiado amortiguamiento, le toma al pistón más tiempo recorrer la longitud del cilindro, lo que luego afecta negativamente el tiempo de ciclo y reduce la salida de la máquina.

Cuando el amortiguamiento neumático está ajustado correctamente, la dirección del desplazamiento del pistón es uniforme a lo largo de toda la secuencia de amortiguamiento y la velocidad del pistón es exactamente cero cuando alcanza el final de su carrera. Esto se llama amortiguamiento ideal.

Para visualizarlo más fácilmente, el amortiguamiento ideal se logra cuando el pistón no rebota en absoluto. Cuando el pistón no rebota, proporciona el tiempo de carrera más corto posible y no estresa el cilindro. El contacto de la tapa final produce un sonido insignificante, y el tiempo total de ciclo se optimiza.

Beneficios del amortiguamiento ideal

El amortiguamiento ideal en cilindros neumáticos proporciona varios beneficios notables.

Los cilindros ajustados óptimamente pueden aumentar la productividad, así como ahorrar costos y energía. Al minimizar el choque, vibración y oscilaciones en el sistema, el amortiguamiento ideal extiende la vida operativa del cilindro y sus componentes. Esto reduce mantenimiento, tiempo de inactividad de la máquina y costos de reemplazo. También crea un entorno de trabajo más silencioso para los operadores y mejora el tiempo total de ciclo de trabajo. Los tiempos de ciclo reducidos aumentan la productividad del usuario final, lo que da a los OEMs una ventaja competitiva.

Otro beneficio clave es una mayor precisión, particularmente en aplicaciones de pick-and-place que requieren precisión absoluta cuando el cilindro alcanza su posición final.

El amortiguamiento neumático ideal es crítico para aplicaciones que requieren precisión absoluta y operación suave.

Cómo lograr amortiguamiento ideal

Para optimizar el nivel de amortiguamiento para una aplicación específica, necesitará confirmar algunos parámetros del cilindro. Estos son presión de operación, masa de carga y velocidad del pistón. Si está dimensionado correctamente para la aplicación, cada cilindro tiene un ajuste de amortiguamiento ideal para una masa y presión de operación dadas. Además de las mediciones para estos parámetros, también necesitará la tabla de amortiguamiento del fabricante del cilindro neumático o el sistema de cálculo en línea del fabricante del cilindro neumático.

Una vez que tenga las mediciones, el primer paso es asegurar que la velocidad del pistón corresponda a la especificada en la tabla de amortiguamiento o el sistema de cálculo en línea.

La velocidad del pistón debe ajustarse correctamente en cada caso. Obtendrá los mejores resultados instalando válvulas de control de flujo directamente en los puertos de conexión en los extremos del cilindro. Esto proporciona un flujo de entrada libre mientras le permite ajustar la presión de salida modificando el área del puerto de escape con un tornillo de ajuste. O puede usar válvulas de control direccional con restrictores integrados en su lugar.

Dado que puede ser difícil detectar la velocidad del pistón a simple vista, puede adjuntar una ayuda electrónica, como el Medidor de Tiempo de Velocidad (VTM) AVENTICS^TM de Emerson, al exterior del tubo del cilindro. Este medidor puede determinar la velocidad real del pistón rápida y fácilmente, así como medir el tiempo para todas las secuencias en un ciclo de cilindro neumático.

Es importante recordar que cualquier cambio en la presión de operación, masa y velocidad requiere reajuste del amortiguamiento. Una vez que el amortiguamiento es ideal, estas condiciones de estado estable deberían permanecer iguales. También es importante recordar que el ajuste preciso del amortiguamiento final requiere experiencia, intuición y, a veces, paciencia.

Además, tenga en cuenta que en algunas aplicaciones, el amortiguamiento ideal simplemente no es alcanzable debido al diseño inherente de la máquina o aplicación. Sin embargo, en la mayoría de los casos, el rendimiento del amortiguamiento aún puede mejorarse siguiendo los pasos anteriores.

Cómo lograr amortiguamiento ideal más rápido y fácil

También hay herramientas útiles de ajuste de amortiguamiento que quitan parte de la incertidumbre del amortiguamiento final de carrera ideal. Herramientas electrónicas de sensor, como la Herramienta de Ajuste de Amortiguamiento (CAT) de AVENTICS, hacen que el ajuste del amortiguamiento final sea más rápido, simple y preciso. En solo unos pocos pasos fáciles, puede asegurar que el amortiguamiento final de su cilindro neumático esté ajustado a la configuración correcta. Un beneficio adicional es que los ajustes son reproducibles, independientemente de influencias externas.

Para usar el CAT, solo fije el sensor en el cilindro y enciéndalo. Luego, puede ver todas las funciones en una gran pantalla LED y ajustar en consecuencia. La aplicación opcional AVENTICS (Android/iOS) puede proporcionar gráficamente información adicional sobre la velocidad del pistón y características de amortiguamiento también. Cuando el amortiguamiento es ideal, se le da una luz verde. La pantalla muestra un semáforo que se mueve de rojo a amarillo a verde a medida que ajusta e indica en qué dirección ajustar el tornillo de amortiguamiento para mejorar el rendimiento del amortiguamiento.

Si tiene preguntas sobre amortiguamiento neumático o quiere aprender más, visite emerson.com/aventics.

La Herramienta de Ajuste de Amortiguamiento (CAT) de la Serie AVENTICS^TM de Emerson y la aplicación opcional AVENTICS hacen que el ajuste del amortiguamiento final de cilindros neumáticos sea fácil, rápido y preciso.