Introducción a la neumatica

Cálculos para determinar el pistón requerido para las plataformas
Cálculos para las plataformas TIPO 1 en la cual se determinara:
Diámetro del embolo
Diámetro del vástago
Coeficiente de fricción
Consumo de aire por ciclo
Fuerza efectiva al avance
Fuerza efectiva al retroceso
Espesor mínimo de pared
El peso aproximado de la plataforma es de 500kgf, debemos realizar laconversión de kgf a N
1kgf = 9.81N, 500kg x 9.81N/1Kgf=4905 N, Fea= 4905N
La capacidad de carga equivalente es al peso de 4 personas, con sus respectivas cajas de herramientas 76 kg. Este valor se multiplica por cuatro (4). El cálculo respectivo es:
m=76kg x 4=304kg
A este valor debemos multiplicarlo por la gravedad para obtener la unidad de fuerza que se requiere para realizar loscálculos pertinentes para ser sumada a los 4905N ya sumados representa el valor de la Fea:
P(F)=m x g=304kg x 9.81 m⁄s^(2 ) =2982.24N
Entonces:
Fea=4905N+2982.24N=7887,24 N

Este valor es la fuerza efectiva de avance de cada pistón de las plataformas TIPO 1.
En el siguiente paso se realizara sustitución, despeje y artificios matemáticos para obtener así el área del embolo y porconsiguiente el diámetro de uno de los pistones que realizan el movimiento vertical. El diámetro debe de considerarse en la unidad de longitud de milímetro (mm).
Fea=Ft-Ff
Ft=P.A
Ff=Ft x μf
Fea=Ft-Ft x μf
Fea=P.A_embolo-P.A_embolo x μf
Fea=(P-P x μf)x A_embolo
A_embolo= Fea/(P(1- x μf))
La presión a considerar es de 7bar y el coeficiente de fricción (µf) se considerara en un valor de 0.1Sustituyendo seria:
A_embolo= (7887,24 N)/(7bar(1- 0.1))
Dónde:
1 bar = 105N/m2
Entonces:
A_embolo= 7887.24N/(7〖x10〗^5 N/m^2 (1- o.1))=0.012m^2

Al utilizar la formular del área se podrá despejar el diámetro para obtener el diámetro del embolo, el cual será lo que se reflejara a continuación:
A= (π x D^2)/4
D_embolo=√((A_embolo x 4)/π)
D_embolo=√((0.012m^2 x 4)/π)=0.12mD_embolo=0.12m x 1000mm/1m
D_embolo=120mm
Ahora, entraremos en el cuadro de fuerzas de pistones neumáticos de doble efecto Numatics (fabricante de pistones neumáticos) para así comparar valores y elegir un diámetro según el fabricante.
Al comparar el diámetro del embolo obtenido con el cuadro de fuerzas de cilindros neumáticos del fabricante, nos indica que se requiere de un pistón con undiámetro de 125mm, con un diámetro del vástago de 32mm el cual, los valores en metro serian 0.125m y 0.032m. Allí mismo podremos obtener las fuerzas teóricas de empuje o avance y de retroceso o retracción, estos valores son los siguientes:
Fea = 7583N, Fer = 7126N
Estos valores son obtenidos tomando en cuenta la presión de 7 bares. Estas son las fuerzas efectivas reales del pistón.
Hayque tomar en cuenta que el diámetro del vástago es muy pequeño para ser utilizado según los requerimientos del sistema neumático, Se utilizara el mismo diámetro del embolo pero el vástago se calculara mediante una tabla que relaciona la carga (N) y la carrera (mm). Esta tabla podrá apreciarse en los anexos que serán reflejados en el proyecto. No obstante, el valor del diámetro del vástago seria:
∅=63mm
A continuación, se sacara el consume de aire de uno de los pistones que ejercerán la fuerza para realizar el movimiento vertical de la plataforma y luego el pistón que realizara el movimiento horizontal:
Rc=(1.013 + Po(bar))/1.013
Rc=(1.013 + 7bar)/1.013=8
∀ =[(S x D^2 x π )/4+ (S x 〖(D〗^2- d^2) x π )/4] x Rc x n
∀ =[(1.60m x 〖(0.16m)〗^2 x π )/4+ (1.60m x( 〖(0.16m)〗^2-〖(0.063m)〗^2) x π )/4] x 8 x 40ciclos/horas x 8 horas
∀ =[0.032m^3+ (1.60m x( 0.025m^2- 3.969x〖10〗^(-3) m^2) x π )/4] x (2560 ciclos)/días
∀ =[0.032m^3+0.026m^3 ] x (2560 ciclos)/días=148.48 m^3⁄Días
Por otra parte, en el siguiente paso se aplicara la formula para calcular el espesor mínimo de pared obtenida del libro de A.L. Casillas:
σadm=(P.D)/(2 x e)+c
Donde:
σadm=Esfuerzo admisible...