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Factores de diseño neumáticos del cilindro

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Correctamente la clasificación del cilindro y de componentes relacionados previene daño, mejora funcionamiento, y corta coste.

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Los sistemas neumáticos son ampliamente utilizados por muchas razones. ¿Ellos? re durable, limpio, comprable, y bastante fácil instalar y mantener. Mueven cargas de una variedad de maneras: el empujar, tracción, elevación, baja, y rotación. Y pueden manejar las cargas útiles extensamente diversas. Mientras que son ultra-no exactas en términos de colocación de capacidades son, no obstante, bastante exactas para los usos incontables.

Sin embargo, la simplicidad relativa de sistemas neumáticos puede ser engañosa cuando viene a seleccionar componentes. Hay millares de tipos, tamaños, y las variaciones de cilindros y de válvulas, de versiones disponibles crean para requisitos particulares. El número escarpado de opciones puede ser de forma aplastante, especialmente cuando las opciones tales como sensores se agregan a la mezcla.

Pero tardar la época de elegir los componentes correctos para un trabajo ayuda a asegurar el buen funcionamiento, costos más bajos, a mejorar tarifas del ciclo, y a prolongar vida del equipo. ¿Este artículo examina los parámetros? ¿cargue, factor de fuerza, velocidad, y secuencia, así como el impacto de otros componentes? eso dirige debe considerar al seleccionar un cilindro para un sistema neumático.

Tipos del cilindro

Aunque haya muchos tipos de cilindros, su construcción es bastante similar a partir de la una a otra. Básicamente, un cilindro es un tubo sellado. Contiene una barra, atada a un pistón, que extiende con una abertura en un extremo. El aire comprimido entra a través de un puerto en un extremo del cilindro, haciendo la barra de pistón moverse. En el otro extremo, un segundo puerto deja el aire escaparse. La comprensión de los fundamentos ayuda a demostrar cómo diversos usos afectan a la barra del cilindro y de pistón.

Factores de diseño neumáticos del cilindro, fig. 1

Para evitar excesivamente - la alta presión de sistema, expertos recomienda generalmente los cilindros grandes para las cargas pesadas o rápidas.

El primer paso en elegir un cilindro está decidiendo a si utilizar la versión single- o doble. Mientras que el nombre implica, los cilindros de efecto simple utilizan el aire comprimido para mover la carga en una dirección, tal como elevación de un objeto. Con los cilindros de efecto simple, el aire se suministra a solamente un lado del pistón, mientras que el otro lado expresa el aire al ambiente. Un resorte (o, en algunos casos, la gravedad) vuelve el pistón a su posición original una vez que se quita la presión de aire.

Un cilindro doble utiliza el aire comprimido para accionar la barra en ambas direcciones y para mover una carga, tal como abertura y closing una puerta. ¿Este tipo de cilindro utiliza más energía, pero la? s bien adaptado para las cargas que requieren empujar y la tracción.

Sin embargo, los cálculos de la fuerza pueden conseguir complicados. En cilindros de efecto simple con un resorte, la fuerza del resorte que se opone al empuje o al tirón aumenta mientras que progresa el movimiento. Y en cilindros dobles, el empuje y las fuerzas del tirón no son iguales, como los diseñadores deben explicar el área de la barra en la fabricación de cálculos de la fuerza. ¿Fabricantes? los catálogos enumeran empuje y tiran a menudo de los valores para los cilindros dobles y de efecto simple, con y sin los resortes, simplificando los cálculos para los usuarios.

Carga y velocidad

La carga es la consideración primaria al determinar el tipo del cilindro y el tamaño del pistón. El área del pistón (factor de fuerza) multiplicada por la presión de aire en el cilindro da la fuerza disponible. Una regla general es seleccionar un factor de fuerza que produzca una fuerza el 25% mayor que la carga para ayudar a compensar la fricción y pérdidas. Los sistemas neumáticos están perdonando absolutamente en términos de oversizing, pero usar los componentes que son demasiado grandes agrega costos innecesarios en términos de precio de compra y consumo de energía.

El tamaño de alesaje (factor de fuerza) determina la fuerza en una presión dada. La presión de funcionamiento, que en una planta puede extenderse típicamente de gama a partir del 10 a 150 PSI, es la primera consideración al seleccionar un tamaño de alesaje.

El paso siguiente en elegir el tamaño de alesaje es la fuerza que el uso requiere. Los surtidores proveen a menudo de cartas a la ayuda tamaño de alesaje calculador. Si el diámetro de alesaje está entre los tamaños, los expertos de la líquido-energía recomiendan el redondear hasta el tamaño siguiente.

¿Él? s también importante recordar el diámetro de alesaje ajusta el empuje entregado. Por ejemplo, un cilindro de dos pulgadas del diámetro tiene cuatro veces la energía de una unidad de una pulgada del diámetro. Por lo tanto, doblando el alesaje cuadruplica el empuje.

Además de carga, los diseñadores deben también considerar la velocidad a la cual la carga se moverá. Cuando el aire comprimido atraviesa un sistema, hay pérdidas de presión debido a la fricción contra la pared del tubo, al flujo alrededor de curvas, y a las restricciones en válvulas y guarniciones (nombrar algunas ediciones). Velocidades más altas dan lugar a mayor pérdida de presión mientras que el aire debe fluir más rápidamente a través de las válvulas, de la tubería, y de los puertos. Lograr velocidades más altas también requiere que el cilindro entrega más fuerza en una cantidad de tiempo más corta. Una fuerza que excede la carga por el 50% o más se puede requerir para mover confiablemente una carga en las velocidades.

Por ejemplo, un compresor de aire típico pudo suministrar el aire a un sistema en 100 PSI. En un uso con una carga de movimiento lento, la presión real disponible en el pistón se pudo reducir a ningunas menos de 90 PSI. Con esa misma carga moviéndose a una tarifa mucho más rápida, la presión disponible podía caer tan bajo como 70 PSI.

Las pérdidas de presión pueden ser remediadas aumentando la presión, pero esto se debe hacer con la precaución: Demasiada presión crea la tensión en el cilindro y podría dañar posiblemente el cilindro, así como la carga. ¿En estos casos, él? s mejor a ir con un cilindro más grande. También tenga presente que los medios de la presión de sistema de aumento el compresor deben trabajar más difícilmente, aumentando el consumo de energía del sistema neumático total.