La energía del aire comprimido se tranforma por medio de cilindros en un movimiento lineal de vaivén y mediante motores neumáticos en movimiento giratorio.
Hay diferentes tipos de receptores mecánicos:
- CILINDROS DE SIMPLE AFECTO:
Son aquellos que sólo pueden realizar un trabajo cuando se desplaza su elemento móvil ( vástago) en un único sentido, es decir, realizan trabajo en una sola carrera de ciclo. El retroceso se produce al evacuar el aire a presión de la parte posterior, lo que permite al muelle comprimido devolver libremente el vástago a su posición de partida.
Estos cilindros se utilizan para realizar trabajos que exijan desplazamientos cortos, en los que el vástago del cilindro no realice carreras superiores, generalmente, a 100 mm.
- CILINDROS DE DOBLE EFECTO:
Son capaces de producir trabajo útil en los dos sentidos, ya que se dispone de una fuerza activa tanto en el avance como en el retroceso. Se construyen siempre en forma de cilindros de émbolo y poseen dos tomas para aire comprimido, cada una de ellas situada en una de las tapas del cilindro.
Se emplea, por tanto, en los casos en los que el émbolo tiene que realizar también una función en su retorno a la posición inicial. La carrera de estos cilindros suele ser más larga (hasta 200 mm) que en los cilindros de simple efecto, si bien hay que tener en cuenta el pandeo o curvamiento que puede sufrir el vástago en su posición extrema.
Cuando el aire comprimido entra por la toma situada en la parte posterior, desplaza el émbolo y hace salir el vástago. Para que el émbolo retorne a su posición inicial, se introduce aire por la toma situada en la tapa delantera. De esta manera, la presión actúa en la cara del émbolo en la que está sujeta el vástago, lo que hace que la presión de trabajo sea algo menor debido a que la superficie de aplicación en más pequeña. Hay que tener en cuenta que en este caso el volumen de aire es menor, puesto que el vástago también ocupa volumen.
- FUERZA DEL ÉMBOLO:
La fuerza ejercida por un elemento de trabajo depende de la presión del aire de la superficie útil del émbolo (S) y de la fuerza de rozamiento de las juntas.
La fuerza teórica del émbolo se calcula con la siguiente fórmula:
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Ft = p · s |
En la práctica, es necesario conocer la fuerza real que es capaz de vencer el vástago, para lo cual habrá que tener en cuenta la fuerza del rozamiento del émbolo.
Las fuerzas reales a vencer en un cilindro de simple o doble efecto serán:
– Cilindro de simple efecto: En este caso también habrá que tener presente la fuerza del muelle (Fm), que suele tomarse en torno a un 6% de la fuerza teórica:
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F = Ft – (Fr + Fm) = Ft – 0.16 Ft = 0.84 Ft |
Si en lugar dela fuerza de rozamiento conocemos el rendimiento (ŋ), la fuerza real será:
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F = 0.9 Ft – Fm = ŋ · Ft – Fm |
– Cilindro de doble efecto: En este caso, durante el retroceso habrá que tener presente la superficie útil (S´) del lado del vástago:
· Avance:
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F = F – F = p · S – 0.1 p · S · ŋ = p · S´ · ŋ |
· Retroceso:
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F´ = F´ – F´ = p · S´ – 0.1 · p · S´ = p · S´ · ŋ |
CILINDRO DE SIMPLE EFECTO
CILINDRO DE DOBLE EFECTO
- CONSUMO DEL AIRE:
Para conocer el gasto de energía y decidir el grupo compresor adecuado es importante conocer el consumo de aire de una instalación. El cálculo de dicho consumo debe estar referido a condiciones normales de funcionamiento.
En el cilindro de doble efecto, el volumen de ambas cámaras será:
– Cámara posterior:
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V = (π · D)/ 4 · L |
– Cámara anterior:
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V´ = π/4 · (D2 – d2) · L |
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