Cilindros neumáticos de simple efecto versus doble efecto:elección del actuador adecuado para su automatización

Publicado por el equipo de comunicaciones técnicas · 27 de agosto de 2024

¿Estás buscando dispositivos para realizar movimientos continuos sin necesidad de presionar botones? Muchos sectores empresariales, como la automatización de fábricas, el embalaje, el transporte y la fabricación de automóviles, implementan componentes neumáticos en el diseño de sus máquinas. Se sabe que los sistemas neumáticos siguen siendo fiables, económicos y limpios.

Los cilindros neumáticos, también conocidos como cilindros de aire o actuadores, son dispositivos mecánicos que utilizan aire comprimido para mover una carga en una trayectoria lineal. El tipo más común de actuador neumático incluye un pistón y un vástago que se mueven dentro de un cilindro cerrado, donde el pistón realiza el movimiento deseado. En los sistemas neumáticos, el aire se utiliza como fuente de energía para operar y completar una tarea determinada, en este caso, extender y retraer el pistón dentro de un cilindro. 

Lea más sobre componentes neumáticos en nuestro blog TecTalk,  “Componentes neumáticos:una guía industrial.”

Los cilindros neumáticos se aplican comúnmente como dos tipos de cilindros neumáticos:de simple efecto y de doble efecto. La principal diferencia de diseño entre ambos cilindros es la cantidad de puertos. Los cilindros de simple efecto tienen un puerto por donde entra aire presurizado, mientras que los cilindros de doble efecto utilizan dos puertos para funcionar. Esta sencilla diferencia de diseño distingue a ambos cilindros en términos de movimiento y velocidad. A la hora de elegir un diseño, es importante conocer la aplicación de cada dispositivo, sus diferencias, ventajas y desventajas.

Cilindro de simple efecto

Si busca utilizar su máquina en un movimiento lineal y realizar movimientos como sujeción, posicionamiento y punzonado, entonces los cilindros de simple efecto podrían ser su solución. ¿Cómo funcionan? Los cilindros de simple efecto tienen un puerto por donde entra aire presurizado en una dirección. Generalmente se coloca un resorte o una carga en el pistón. Una vez que el aire se limpia y se comprime, ingresa a través del puerto único, lo que obliga al pistón a extenderse en una dirección comprimiendo el resorte. El resorte (u otra fuerza externa) retraerá el pistón a su posición original después de liberar aire a través del mismo puerto por donde entró originalmente. En pocas palabras, el aire comprimido forzará una carrera hacia adelante dentro del cilindro y el resorte devolverá la carrera. 

Hay dos tipos diferentes de cilindros de simple efecto, de empuje y de tracción. 

• Cilindro tipo empuje :Entra aire para empujar el pistón fuera del cilindro 
• Cilindro tipo tracción :El aire entra para tirar del pistón dentro del cilindro

Ventajas del cilindro de simple efecto:

• Diseño sencillo; fácil de instalar
• Bajo coste de compra inicial 
• Puerto único y viviendas pequeñas
• Reducción del coste de válvulas y tuberías en comparación con los cilindros de doble efecto

Desventajas del cilindro de simple efecto:

• El aire comprimido requiere una preparación adecuada
• El resorte ocupa demasiado espacio y limita el área de trabajo
• Empuje reducido debido a la fuerza opuesta del resorte
• Con el uso prolongado del resorte, las carreras de los pistones pueden volverse inconsistentes

Cilindro de doble efecto

Cuando se busca un dispositivo para mover carga en ambas direcciones, los cilindros de doble efecto son una aplicación útil cuando su máquina requiere más de un movimiento. A diferencia de los cilindros neumáticos de simple efecto, los cilindros de doble efecto pueden extenderse y retraerse sin necesidad de un resorte. En lugar de aplicar aire presurizado en un puerto, los cilindros de doble efecto tienen dos puertos por donde el aire puede entrar y salir. 

El aire ingresa a través de un puerto, mueve el pistón hacia adelante y luego aplica aire presurizado en el otro puerto, retrayendo el pistón hacia el cilindro. Los cilindros de doble efecto son los actuadores neumáticos más utilizados en comparación con los cilindros de simple efecto dada su capacidad de extenderse y retraerse en un período de tiempo más corto, volviéndose así más eficientes y precisos. 

Los cilindros neumáticos de doble efecto se utilizan principalmente en las industrias industrial y de robótica. Realizan tareas como abrir/cerrar puertas y levantar y mover mercancías fuera de las cintas transportadoras. Otros usos incluyen aplicaciones médicas, equipos de movimiento de tierras y programas espaciales. 

 Ventajas del cilindro de doble efecto:

• Más control sobre el movimiento ya que el aire presurizado se mueve en ambos sentidos
• Más rápido, más fuerte y utiliza menos energía 
• Ofrecemos más variaciones de diseño:tamaños de carrera y diámetro interior
• Muchos cilindros neumáticos de doble efecto cumplen con la norma ISO a diferencia de los cilindros neumáticos simples

Desventajas del cilindro de doble efecto:

• Más costoso que los cilindros neumáticos individuales
• Requiere una carcasa más grande; si se usa como cilindro de alimentación, debe acoplarse con otro sistema de máquina  
• En determinadas situaciones, el consumo de aire se puede calcular en diferentes proporciones 

Cilindros de simple efecto o de doble efecto:¿cuál debo elegir?

Aunque ambos sistemas utilizan aire comprimido como principal fuente de energía, el diseño de su puerto les permite funcionar de manera bastante diferente.  Los cilindros de simple efecto se utilizan principalmente en aplicaciones industriales donde se necesita fuerza en una dirección, por ejemplo, para expulsar piezas/artículos de cintas transportadoras. Los cilindros de doble efecto, por otro lado, son ampliamente reconocidos en muchas industrias por ser más rápidos, más fuertes y más eficientes que los cilindros de simple efecto. Las aplicaciones que requieren velocidad y fuerza necesitarán la ayuda de cilindros de doble efecto, mientras que los trabajos de montaje ligeros se pueden realizar con cilindros de simple efecto. 

Al elegir el estilo correcto de actuador neumático para su sistema, es fundamental tener en cuenta el presupuesto. ¿Con qué frecuencia puede brindar mantenimiento? ¿Su sistema requiere que las máquinas estén funcionando todo el día? Éstas son algunas preguntas a tener en cuenta a la hora de elegir el cilindro neumático adecuado. Dado que los cilindros de simple efecto requerirán más mantenimiento que los cilindros de doble efecto, su costo de compra inicial es mucho menor. Además, con frecuencia será necesario reemplazar los cilindros de simple efecto. Con el tiempo, el resorte se estirará y provocará una precisión inexacta. En términos de potencia, los cilindros de doble efecto pueden funcionar más rápido y más fuerte en comparación con los cilindros de simple efecto. A pesar de su coste, los cilindros neumáticos de doble efecto siguen siendo ampliamente utilizados y reconocidos por su diseño superior.

Notas adicionales :Los cilindros neumáticos requieren que el aire se limpie y filtre y, si no se preparan adecuadamente, el sistema y los productos están expuestos a la contaminación y posibles fallos de funcionamiento. También es importante tener en cuenta las normas ISO al elegir su actuador neumático. Si bien los cilindros de simple efecto se consideran más fáciles de usar y mantener, muchos cilindros de doble efecto cumplen con las normas ISO. 

¿Aún tiene preguntas sobre qué tipo de cilindro es mejor para su aplicación? No dude en ponerse en contacto con uno de nuestros representantes técnicos de ventas para obtener ayuda.