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PRÁCTICA 1: NEUMÁTICA CONVENCIONAL: Consulta de catálogos comerciales

En primer término la práctica consiste simplemente en observar con cierto detenimiento la parte de los catálogos comerciales dedicados a actuadores neumáticos y sus accesorios. En la segunda se habrá de seleccionar en los catálogos comerciales aquellos actuadores que cumplan las siguientes solicitaciones:
1.- En este casoel cilindro de doble efecto ha de conducir en el aire y en ambos sentidos el peso de una pinza de la marca SMC de referencia MHQ2-20D además de una masa de 9 kg con una carrera de 100 mm. Elíjase un cilindro sin guías y otro con guías. Presión de trabajo 6 bar.

2. Selecciónese el cilindro necesario en el caso en que se desee levantar y descender verticalmente un objeto frágil cuyo peso sea de1.500 N, con una carrera de 320 mm. Presión de trabajo 5 bar.

En cada caso se indicará el tipo y dimensiones del cilindro, la referencia del catálogo y los elementos auxiliares necesarios (elementos de fijación, racores y accesorios del vástago). Así mismo se calculará el volumen de aire necesario en una hora y el caudal que debería proporcionar el compresor.
La velocidad deseable en elvástago del cilindro es de 0,4 m/s y se realizan 15 ciclos por minuto.
1.- En este caso el cilindro de doble efecto ha de conducir en el aire y en ambos sentidos un peso de 100 N con una carrera de 100 mm. Elíjase un cilindro sin guías y otro con guías. Presión de trabajo 6 bar.


Selección del diámetro
El peso de la pinza referida de SMC es de 237 g que sumados a los 9 kg de la masa de la piezaa desplazar nos dan un peso de:
F= (0,237+9)•9,8 = 90,5 N
Para la distancia del centro de gravedad de las pinzas más la masa hemos tomado como simplificación que está a más o menos la mitad de la dimensión correspondiente de las pinzas más 5 mm de una supuesta pieza de unión cilindro - pinza. Es decir 19 mm aproximadamente.
Siguiendo el catálogo de SMC en la página 5-15 se dispone de una tablaen la que se nos da la carga máxima soportable por el casquillo guía del cilindro (FB) en función del diámetro.
En el caso problema:
F(19+L2+L1) = FB1L1

De esta forma:
 cilindro
(mm) L1
(mm) L2
(mm) FB
(N) FB1
(N)
50 39 168 100 524
63 43 171 155 490
80 52 179 250 435
100 56 185 395 420
125 91 218 615 326
Por lo tanto el diámetro a elegir será de 125 mm.
En el caso decolocarle unas guías con cojinetes debemos usar el gráfico de la página 5-597 viendo que con un diámetro de 32 mm es suficiente.
Si usamos por contra un cilindro con guías del tipo MGP (catálogo de SMC página 5-519).

Como la tabla nos dá la carga máxima aplicable en la placa del final del vástago y la carga la tenemos en un punto a 19 mm de allí, se toma momentos respecto el casquillo guíateniendo que:
90.5(FA+FB+19+100) = F (FA+FB+100)
En la tabla del catálogo para un cilindro de carrera 100:
Tipo guía  cilindro
(mm) FA
(mm) FB
(mm) F admisible
(N) F
(N)
Fricción 25 10 6 100 105,3
A bolas 25 10 6 77 105,3
Fricción 32 12 10 159 104,6
A bolas 32 12 10 144 104,6
Como se vé el diámetro de 32 mm es el elegido.
Consumo de aire comprimido
Considerando una velocidad mediade 0,4 m/s.
Caudal a la salida del vástago



Caudal a la entrada del vástago



De forma que en condiciones normales:
32 mm  Qs= 19,3  7 = 135,1 lN/min  Qe= 16,6  7 = 116,2 lN/min
40 mm  Qs= 30,16  7 = 211,12 lN/min Qe= 16,67 = 177,1 lN/min
125 mm  Qs= 294  7 = 2.058 lN/min Qe= 2707 = 1.890 lN/min
Como se dice que realizan 15 ciclos por minuto la frecuencia será:Es decir trabajan el 25% del tiempo mientras que el 75% está parado.
Amortiguamiento
Si elegimos un cilindro SMC del tipo MGPL32 (cilindro con guías), la energía cinética a amortiguar será:

Ec: energía cinética (J)
M: masa del cuerpo desplazado (kg)
m: masa móvil del cilindro (kg)
v: velocidad máxima (m/s)
_
v: velocidad media (m/s)
De esta forma: v = 1,40,4 = 0,56 m/s
M=...