Calculos de Cilindros y Consumo de Aire

Cálculo de cilindros. Fuerza. Consumo de aire.
Para calcular la fuerza que ejerce el vástago de un cilindro en sus carreras de avance o retroceso se debe partir de la presión de trabajo del airecomprimido. La fuerza desarrollada depende de la superficie útil del actuador, que será diferente según se trate de cilindros de simple o de doble efecto.
Cilindros de simple efecto

Imagen 10.Elaboración propia
En este tipo de cilindros la presión del aire se ejerce sobre toda la superficie del émbolo. Al determinar la fuerza que realiza el cilindro, hemos de tener en cuenta que el airedebe vencer la fuerza de empuje en sentido opuesto que realiza el muelle.
En estos cilindros solamente se ejerce fuerza en el sentido de avance, es decir la fuerza que realiza el aire comprimido,cuando el cilindro regresa a su posición estable lo hace por medio de la fuerza de empuje del resorte, que exclusivamente sirve para recuperar la posición del vástago, pero es incapaz de desarrollar ningúntipo de trabajo mecánico.
A efectos de cálculo se interpreta que la fuerza del resorte es del orden del 10% de la fuerza neumática.

Sección del émbolo:

Volumen:

Cilindros de dobleefecto.
Estos cilindros desarrollan trabajo neumático tanto en la carrera de avance como en la de retroceso, lo que sucede es que la fuerza es distinta en cada uno de los movimientos, por que el airecomprimido en el movimiento de avance actúa sobre toda la superficie del émbolo, mientras que en el retroceso solamente lo hace sobre la superficie útil, que resulta de restar a la superficie del émbolola del vástago.

Imagen 11. Elaboración propia
Sección en el avance:

Sección retroceso:

Volumen:


Donde:
Φe= Diámetro del émbolo
Φv= Diámetro del vástago
e= Carrera del vástagoCálculo de la fuerza del émbolo.
La fuerza teórica del émbolo se calcula con la siguiente fórmula:

Donde:
S=Superficie útil.
p=Presión del aire. Medida en bar.
Para...