Guía profesional de cilindros neumáticos: rápidos y fiables

¿Qué es un cilindro neumático?

Los cilindros neumáticos (o cilindros de aire) convierten la energía en forma de aire comprimido en fuerza motriz para activar mecanismos fijos en máquinas automatizadas modernas. Juegan un papel importante como actuador, impulsando y regulando el mecanismo o máquina, por ejemplo, elevando carga o abriendo válvula. Similar al cilindro hidráulico, es una aplicación de potencia de fluidos que usa bomba controlada por válvulas para convertir potencia del fluido de trabajo —aire comprimido— en energía mecánica transportada a componentes móviles.

El principio implica mover el émbolo en la dirección adecuada en el cuerpo del cilindro. Posteriormente, la varilla del émbolo conectada al disco transportará la potencia para activar operaciones de movimientos rotativos o lineales. La diferencia más evidente entre los dos sistemas activadores es el medio.

Ventajas

Usando aire y gas como medio en el sistema actuador, los cilindros neumáticos son ventajosos para aplicaciones que requieren entorno limpio, como industria de procesamiento de alimentos, donde la fuga de fluidos puede gotear y contaminar materiales, componentes y cuerpo del equipo.

Además de operaciones limpias, son silenciosos y seguros, eliminando necesidad de almacenar críticamente los fluidos y ocupando menos espacio. Activar mecanismos sin contaminación y con configuración y mantenimiento más simples, hacen del cilindro neumático una solución cada vez más popular. También apto para aplicaciones industriales críticas.

Construcción

Componentes esenciales: émbolo del cilindro, bomba, dos puertos, varilla del émbolo, y cuerpo del cilindro generalmente de acero inoxidable. Los puertos son puerto de extensión y retracción en cilindro de doble efecto. Más detalles de tipos, incluido doble efecto, se discutirán después.

El principio básico es forzar el émbolo (unido a la varilla) a avanzar adelante y atrás basado en diferenciales de presión entre las dos cámaras. El émbolo empuja el aire de vuelta al almacenamiento. El motor del sistema es la bomba, que suministra flujos regulados a las partes para impulsar émbolo y varilla. Bombas eléctricas, manuales e hidroneumáticas son comunes. A continuación, introducción de componentes individuales:

Cuerpo (Cilindro)

El cuerpo de acero está sellado en un extremo llamado cabeza del cilindro, por donde sale la varilla, y otro llamado tapa. El cuerpo se fabrica mostly de tubos honados producidos por tubos CDS y DOM. Típicamente, estos cuerpos tienen superficies interiores lisas y tolerancias ajustadas.

Émbolo (Pistón)

El émbolo separa las cámaras de presión dentro del diseño cerrado. Las dos cámaras son cámara inferior y cámara lado varilla. Los émbolos en los cuerpos se producen con ranuras para alojar sellos y cojinete. La diferencia de presión del aire comprimido entre cámaras lleva a extensión o retracción, moviendo los puertos.

Varilla del émbolo (Vástago)

Otro componente esencial, conexión importante del sistema de cilindro y partes móviles del equipo. Fabricado con precisión para usarse como sello duradero y fiable, debe evitar fugas. Se conecta generalmente con el émbolo, extendiéndose desde el lado de la varilla. En estructura de doble efecto, la varilla se extiende hacia afuera de 2 lados en direcciones opuestas, los 2 lados del émbolo.

Tipos

Los cilindros neumáticos se dividen en forma de simple efecto y doble efecto. Como implica el nombre, los de simple efecto usan un solo puerto para forzar aire de trabajo al cilindro, moviendo el émbolo a posición requerida. Utilizan mayormente resortes internos o solo gravedad para retornar el componente a posición original. Solo aptos para aplicaciones que necesitan una sola dirección de trabajo, ej., elevar o presionar.

Los de doble efecto tienen dos puertos en cada extremo: puerto de extensión y retracción. Los dos puertos que permiten gas para carrera de ida y vuelta guían la posición del émbolo tras alimentar alta presión desde la bomba. Aunque consumen más potencia, son más populares hoy ya que mueven cargas en dos direcciones, a diferencia del simple efecto.