Métodos de control de flujo en cilindros neumáticos

Escrito por pauline gill | Traducido por mike tazenda
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Métodos de control de flujo en cilindros neumáticos
Los cilindros neumáticos se usan para impulsar movimientos en máquinas. (avant de train image by matteo NATALE from Fotolia.com)

Los cilindros neumáticos se usan para aportar movimiento lineal a máquinas y herramientas en operaciones industriales. Las ventajas clave de estos cilindros son su velocidad, potencia, versatilidad, relación costo-efectividad, y el uso de un medio limpio para impulsarlos. Sin embargo, el aire comprimido tiene características casi explosivas cuando pierde repentinamente su contención. Por lo tanto, en muchas aplicaciones de cilindros de aire, el control de flujo se usa para limitar la velocidad del cilindro a un valor funcional que sea consistente con los requerimientos operativos del resto de la máquina.

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Operación de los cilindros de aire

La fuerza efectuada por un cilindro neumático es igual a la presión neta del aire en el lado presurizado del pistón en libras por pulgada cuadrada (psi) multiplicado por el área de la superficie del pistón. Para un pistón de 2 pulgadas (5 cm) de diámetro, la superficie es un poco más de 3 pulgadas cuadradas (19 cm2). Si la presión de aire está configurada a 80 psi, el cilindro aplicará una fuerza de más de 240 libras fuerza (110 kilogramos fuerza) muy rápidamente. Ésto empuja el pistón y el mecanismo de rodamiento del pistón fuera del cilindro, extendiéndolo en un movimiento lineal, por ejemplo, como empujar una caja sobre una cinta transportadora. Si la caja pesa sólo 60 libras (27 kg), será propulsada demasiado rápido, y probablemente se caiga de la cinta, se convierta en un proyectil y cause daño a cualquier cosa que se cruce en su camino.

Solución para la velocidad

La solución al dilema de los cilindros de aire es controlar el flujo neto de aire que empuja el cilindro, de manera tal que se realice la fuerza necesaria para mover una carga pesada, pero en una tasa de movimiento controlada. Se han hallado muchos métodos para controlar el movimiento sin limitar la fuerza que puede ser aplicada si se requiere mover una carga pesada. Mientras que el primer impulso puede ser restringir el flujo de aire en el sistema, esto puede causar un movimiento espasmódico, ya que la fricción estática y dinámica entran en juego. Los expertos de la industria utilizan una restricción en el escape del aire en el extremo opuesto del pistón, que suaviza e incrementa la presión diferencial contra el lado activo del pistón, permitiéndole su desplazamiento positivo, pero uniforme, contra la carga de resistencia.

Control del flujo de aire

El flujo de aire puede ser controlado por orificios fijos o válvulas aguja, que limitan el aire mediante una pequeña restricción ajustable en la válvula. Otro método, el control diferencial constante del flujo, mantiene una pequeña presión diferencial en un orificio grande, haciéndolo menos propenso a bloqueos. Estos métodos también mantienen la misma velocidad de movimiento del pistón a través de todo su recorrido, porque el flujo se mantiene constante mediante una presión diferencial fija. El control de flujo funciona bién para pistones de efecto simple y doble (éstos últimos proveen tiran y empujan, en tareas que requieren este tipo de acción). En caso de un cilindro de doble acción, las funciones de suministro de aire y de control del flujo de escape están totalmente entrecruzadas mediante una válvula de cuatro vías, permitiendo que la velocidad del cilindro sea idénticamente regulada en ambas direcciones.

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