4/9/2010

Elementos de Fuerza: Cilindros y Motores Neumáticos

Cilindros

El cilindro de aire comprimido es por lo general el elemento productor de trabajo en un equipo neumático. Tiene por objetivo generar un trabajo durante su movimiento rectilíneo da avance o retroceso, a diferencia del motor neumático que produce un movimiento de rotación.

Este trabajo se genera transformando la energía estática en trabajo mecánico (fuerza de movimiento) y esfuerzo de compresión.

Cilindro de Simple Efecto

En los cilindros de simple efecto, el émbolo recibe el aire a presión por una sola cámara. Estos cilindros sólo pueden ejecutar el trabajo en un sentido (carrera de trabajo).

La carrera de retorno del émbolo tiene lugar por medio de un muelle incorporado, o bien por fuerza externa (carrera en vacío).


Cilindro Neumático de Simple Efecto (de émbolo)
Cilindro Simple Efecto (de émbolo)

Dentro de los cilindros de simple efecto, se pueden encontrar tres tipos: Cilindros de émbolo, Cilindros de Membrana y Cilindros de Fuelle. El más utilizado habitualmente es el Cilindro de Émbolo.

Cilindro de Doble Efecto

En los cilindros de doble efecto, el émbolo recibe aire a presión alternativamente por ambos lados. El cilindro puede trabajar en ambos sentidos (carrera de avance y carrera de retroceso) En los cilindros con vástago simple, la fuerza del movimiento de avance es mayor que la fuerza del movimiento de retroceso (relación superficie del émbolo/superficie del anillo del émbolo)

Suelen emplearse con amortiguación cuando hay que mover grandes masas, para evitar que el émbolo choque duramente. Un émbolo de amortiguación interrumpe la evacuación directa del aire. Queda abierta una salida pequeña que por lo general es regulable.


Cilindro Neumático de Doble Efecto (de émbolo)
Cilindro Doble Efecto (de émbolo)

Dentro de los cilindros de doble efecto, se pueden encontrar cuatro tipos: Cilindros de émbolo, Cilindros de Doble Vástago, Cilindros Tándem, Cilindros de Varias Posiciones y Cilindro de Impacto. En este caso, también el más utilizado es el Cilindro de Émbolo.

Cilindros Sin Vástago

En los cilindros sin vástago se aplica aire a presión alternativamente por ambos lados. El cilindro puede trabajar en ambos sentidos produciendo una fuerza de trabajo idéntica en ambos sentidos

Son menos largos (si se comparan con los cilindros estándar de doble efecto) y funcionan totalmente guiados, por lo que no esxite peligro de que el vástago pueda torcerse. Además el movimiento se efectúa en toda la longitud de la carrera, pudiendo llegar a alcanzarse carreras de hasta 10 m de largo.


Cilindro Neumático sin vástago
Cilindros Sin Vástago

Dentro de los cilindros de simple efecto, se pueden encontrar tres tipos: Cilindros de banda hermética con camisa ranurada, Cilindros con acoplamiento magnético del carro y Cilindros de cinta o de cable.

Cilindro Rotativo y de Accionamiento Oscilante

En el Cilindro rotativo, el vástago del émbolo tiene un perfil de cremallera que a su vez activa una rueda dentada. El movimiento lineal del vástago se transforma en un movimiento circular. Se pueden obtener ángulos de giro de 0 a 360°.

En el Cilindro de accionamiento oscilante, el aire a presión acciona una aleta oscilante. El movimiento de la aleta oscilante se transmite directamente al árbol de accionamiento.

Se pueden obtener ángulos de giro de 0 a 270°.


Cilindros Neumáticos: Rotativo y Oscilante
Cilindro Rotativo y Cilindro Oscilante

Motores

El motor de aire comprimido transforma la energía que contiene el aire comprimido en trabajo mecánico. A diferencia de los cilindros neumáticos, lo realiza en un movimiento de rotación. Son ligeros y compactos. El arranque y paro es muy rápido y pueden trabajar con velocidad y par variables sin necesidad de un control complejo. Los motores neumáticos más adecuados para su empleo son los rotativos de aletas, utilizándose también los de pistón radial para alcanzar grandes potencias.

Motor de Aletas

Es relativamente simple y su utilización está muy extendida.

Un motor neumático de aletas consiste en varias aletas, montadas en unas hendiduras distribuidas regularmente sobre un rotor cilíndrico. Este rotor se halla colocado de forma excéntrica en el cuerpo del motor. El movimiento de giro se desarrolla cuando el aire comprimido entra en la cámara de admisión y empuja la aleta correspondiente haciendo girar al rotor.


Motor neumático de Aletas
Motor de Aletas

Motor de Pistones Radiales

Su principio constructivo es similar al de los compresores de émbolo, pero lógicamente, el sentido de funcionamiento es el inverso. Trabaja a velocidades inferiores a las de los motores de aletas debido al mayor peso de sus elementos. Tiene bajo nivel de vibraciones.

Motor neumático de Pistones Radiales
Motor de Pistones Radiales