04_-_Actuadores

Departamento de Diseño Mecánico Sistemas Oleohidráulicos y Neumáticos

ACTUADORES NEUMATICOS

✔ Son los elementos generadores de trabajo en un automatismo neumático.

✔ Transforman la energía estática del aire comprimido en trabajo mecánico o de esfuerzos prensores (fuerzas en movimiento o fuerzas estáticas).

MORFOLOGIA:

➢ El trabajo realizado por un actuador neumático puede ser lineal o rotativo.

➢ El movimiento lineal se obtiene por cilindros de émbolo (éstos también proporcionan movimiento rotativo con variedad de ángulos por medio de actuadores del tipo piñón-cremallera).

➢ También encontramos actuadores neumáticos de rotación continua (motores neumáticos), movimientos combinados e incluso alguna transformación mecánica de movimiento que lo hace parecer de un tipo especial.

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Actuadores Neumáticos

Actuadores Lineales Actuadores rotatorios Actuadores especiales

- Actuador simple efecto.- Actuador doble efecto.

- Actuador de giro limitado.- Motores

- Accionamientos especiales.

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ACTUADORES LINEALES

Existen dos tipos fundamentales de los cuales derivan construcciones especiales:

✔ Cilindros de simple efecto, con una entrada de aire para producir una carrera de trabajo en un sentido.

✔ Cilindros de doble efecto, con dos entradas de aire para producir carreras de trabajo de salida y retroceso. Más adelante se describen una gama variada de cilindros con sus correspondientes símbolos.

➢ CILINDROS DE SIMPLE EFECTO

✔ Un cilindro de simple efecto desarrolla trabajo en un sólo sentido.

✔ El émbolo retorna a su posición de descanso por medio de un resorte interno o por algún otromedio externo.

✔ Puede ser de tipo “normalmente dentro” o “normalmente fuera”.

✔ Los cilindros de simple efecto se utilizan para sujetar, marcar, expulsar, etc.

✔ Tienen un consumo de aire algo más bajo que un cilindro de doble efecto de igual tamaño.

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✔ Hay modelos que tienen como posición de partida el vástago retraido, realizando su trabajo extendiendo el vástago (resorte delantero). Otros tienen como posición de partida el vástago extendido, operando en contraposición al anterior (resorte trasero).

Ejemplos:

Simple efecto “tradicional”, Simple efecto con guiadonormalmente dentro. y camisa plana, normalmente fuera.

Compacto simple efecto. Micro cilindro simple efecto.

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Nota: La simbología neumática no suele representar las características mecánicas de un componente sino tan sólo su principio de funcionamiento y por tanto su aplicación.



➢ CILINDROS DE DOBLE EFECTO

✔ Los cilindros de doble efecto son aquellos que realizan trabajo tanto su carrera de avance como la de retroceso por acción del aire comprimido.

✔ Sus componentes internos son prácticamente iguales a los de simple efecto, con pequeñas variaciones en su construcción.

✔ El perfil de las juntas dinámicas también variará debido a que se requiere la estanqueidad entre ambas cámaras, algo innecesario en la disposición de simple efecto.

✔ El campo de aplicación de los cilindros de doble efecto es mucho más extenso que el de los de simple, incluso cuando no es necesaria la realización de esfuerzo en ambos sentidos.

✔ Para poder realizar un determinado movimiento (avance o retroceso) en un actuador de doble efecto, es preciso que entre las cámaras exista una diferencia de presión.

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Ventajas de éste tipo de actuador:

✔ Se tiene la posibilidad de realizar trabajo en ambos sentidos (carreras de avance y retroceso).

✔ No se pierde fuerza en el accionamiento debido a la inexistencia de un resorte en oposición.

✔ Para una misma longitud de cilindro, la carrera en doble efecto es mayor que en disposición de simple, al no existir volumen de alojamiento.

Desventaja:

✗ Estos actuadores consumen prácticamente el doble que los de simple efecto, al necesitar inyección de aire comprimido para producir tanto la carrera de avance como la de retroceso.

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➢ CILINDROS DE DOBLE VÁSTAGO

✔ Este tipo de cilindros tiene un vástago corrido hacia ambos lados.

✔ La guía del vástago es mejor, porque dispone de dos cojinetes y la distancia entre éstos permanece constante. Por eso, este cilindro puede absorber también cargas laterales pequeñas.

✔ Los emisores de señales (FC), pueden disponerse en el lado libre del vástago.

✔ La fuerza es igual en los dos sentidos (las superficies del émbolo son iguales), al igual que sucede con la velocidad de desplazamiento.

✔ Este tipo de cilindros recibe también la denominación de cilindro compensado.

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Simbología:

Nota: Existen cilindros de doble vástago simple efecto.

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AMORTIGUACIÓN DE FIN DE CARRERA

• En gral. la utilización de cilindros neumaticos para la ejecución de operaciones en los diferentes procesos industriales implica el movimiento de traslación de ciertos mecanismos y/o masas de relativa importancia a velocidades, a veces elevadas.

• Para evitar tal impacto, en los cilindros se han desarrollado sistemas de amortiguación regulable, mediante los cuales se logra disminuir la velocidad del pistón (desacelerarlo) próximo a sus puntos muertos.

• La salida del aire de descarga es bloqueada por un émbolo llamado de amortiguación antes del final de su carrera, formando una cámara de aire llamada de amortiguación, que se comprimirá y cuyá única posibilidad de escape, es ahora, a través de un pequeño orificio regulable, lográndose de éste modo el efecto de frenado deseado.

• Modificando la posición del tornillo de regulación podemos variar en más o menos el escape de aire de la cámara , con lo que varirá, en consecuencia, el grado de amortiguación deseado.

• Los cilindros de simple efecto no suelen ser amortiguados, dado que no alcanzan carreras superiores a los 50 mm, siendo difícil en tal pequeña longitud desarrollar grandes velocidades.

Los cilindros de doble efecto pueden o no ser amortiguados; en el primer caso los fabricantes suelen ofrecer distintas soluciones, como ser:

- con amortiguación delantera.- con mortiguación trasera.- con doble amortiguación.

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La obturación, genera una contrapresión en la cámara opuesta, originándose de este modo la regulación de velocidad.

Simbología:

• Los límites para el empleo de las amortiguaciones neumáticas vienen establecidos por gráficas y fabricante, haciendo referencia a la velocidad máxima de desplazamiento y la carga trasladada. Una curva delimitará con total claridad los límites de funcionamiento para este tipo de amortiguaciones.

• En caso de no ser suficientes, se requerirá la colocación de amortiguadores hidráulicos exteriores (también en caso de limitar la carrera del cilindro mecánicamente).

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Nota: ante una duda conviene consultar al proveedor local del componente, quienes tienen la experiencia de otros clientes o inclusive tienen la posibilidad de consultar al proveedor de origen.



- SISTEMAS ANTIGIRO -

Uno de los principales problemas que plantean los cilindros de émbolo convencionales es el movimiento de giro que puede sufrir el vástago sobre sí mismo, ya que tanto el émbolo como el vástago, habitualmente son de sección circular al igual que la camisa, y por ello ningún elemento evita la rotación del conjunto pistón.

En determinadas aplicaciones, esto puede tener efectos negativos y se hace necesaria la incorporación de actuadores o elementos exterior que realicen un efecto antigiro.

1. VASTAGO DE SECCIÓN NO CIRCULAR

- Problema de una difícil mecanización (y por ello un precio excesivo del componente).

- Presentan un grado de estanqueidad bastante bajo.

2. VASTAGO CIRCULAR Y EMBOLO OVAL.




3. SISTEMAS DE GUIAS

- Las unidades de guiado son elementos mecánicos exteriores que aseguran la función de guiado del vástago al mismo tiempo que protegen al vástago de las fuerzas de giro y flexión exteriores.

Unidad de guiado para cilindros (doble guía). Sistema de guiado integrado (simple guía).

4. SISTEMAS DE DOBLE VÁSTAGO

- Este tipo de actuadores tiene función antigiro, y presentan mayor prestación en cuanto a la absorción de cargas exteriores.

- Principal ventaja: al disponer de un doble émbolo, desarrollan el doble de fuerza que uno convencional de igual tamaño.




➢ CILINDROS TÁNDEM O MULTIPOSICIONADORES

✔ Está constituido por dos cilindros de doble efecto que forma una unidad.

✔ Gracias a esta disposición, al aplicar simultáneamente presión sobre los dos émbolos se obtiene en el vástago una fuerza de casi el doble de la de un cilindro normal para el mismo diámetro.

✔ Se utiliza cuando se necesitan fuerzas considerables y se dispone de un espacio relativamente pequeño, no siendo posible utilizar cilindros de diámetros mayores.




ACTUADORES DE GIRO

Los actuadores rotativos son los encargados de transformar la energía neumática en energía mecánica de rotación. Dependiendo de si el móvil de giro tiene un ángulo limitado o no, se forman los dos grandes grupos a analizar:

Actuadores de giro limitado:

Aquellos que proporcionan movimiento de giro pero no llegan a producir una revolución (exceptuando alguna mecánica particular como por ejemplo piñón – cremallera). Existen disposiciones de simple y doble efecto para ángulos de giro de 90º, 180º..., hasta un valor máximo de unos 300º (aproximadamente).

Motores neumáticos:

Aquellos que proporcionan un movimiento rotatorio constante. Se caracterizan por proporcionar un elevado número de revoluciones por minuto.




➢ ACTUADOR DE PALETA

✔ Estos actuadores realizan un movimiento de giro que rara vez supera los 270º, incorporando unos topes mecánicos que permiten la regulación de este giro.

✔ Están compuestos por una carcasa, en cuyo interior se encuentra una paleta que delimita las dos cámaras.

✔ Solidario a esta paleta, se encuentra el eje, que atraviesa la carcasa exterior. Es precisamente en este eje donde obtenemos el trabajo, en este caso en forma de movimiento angular limitado.

✔ Al aplicar aire comprimido a una de sus cámaras, la paleta tiende a girar sobre el eje, siempre y cuando exista diferencia de presión con respecto a la cámara contraria (generalmente comunicada con la atmósfera).

✔ Si la posición es inversa, se consigue un movimiento de giro en sentido contrario.

✔ Para realizar este control utilizaremos válvulas de 4 ó 5 vías y 2 posiciones para todo o nada (accionamiento hasta el tope).

✔ Si se requiere de posiciones intermedias será necesario la utilización de válvulas de 3 posiciones.

✔ La detención mecánica se ejecuta mediante elementos móviles exteriores ajustables en grado mediante nonio graduado.




➢ ACTUADOR PIÑÓN – CREMALLERA

✔ En esta ejecución de cilindro de doble efecto, el vástago es una cremallera que acciona un piñón y transforma el movimiento lineal en un movimiento giratorio, hacia la izquierda o hacia la derecha, según el sentido del émbolo.

✔ Los ángulos de giro corrientes pueden ser de 45º, 90º, 180º, 290º hasta 720º.

✔ Es posible determinar el margen de giro dentro del margen total por medio de un tornillo de ajuste que ajusta la carrera del vástago.

✔ El par de giro está en función de la presión, de la superficie del émbolo y de la desmultiplicación. Los accionamientos de giro se emplean para voltear piezas, doblar tubos metálicos, accionar válvulas de cierre, válvulas de tapa, etc.




➢ MOTORES DE PALETAS

✔ Como ya hemos comentado anteriormente, los motores neumáticos son los encargados de la transformación de la energía neumática en energía mecánica (movimiento rotatorio constante).

✔ Dentro de la variada gama de motores neumáticos, los más representativos son los del tipo “de paletas”, también conocidos como “de aletas”.

✔ Su constitución interna es similar a la de los compresores de paletas (un rotor ranurado, en el cual se alojan una serie de paletas, que giran excéntricamente en el interior del estator. En estas ranuras se deslizan hacia el exterior las paletas o aletas por acción de la fuerza centrífuga cuando se aplica una corriente de aire a presión).

✔ En estos actuadores no tiene sentido la clasificación de simple o doble efecto, si bien, dependiendo de la construcción de estas paletas el motor podrá girar en uno o dos sentidos.

✔ Los motores de paletas son fabricados para potencias entre 0,1 y 20 CV.

✔ El número de revoluciones en vacío oscila entre 1000 y 5000 r.p.m., siendo frecuentemente utilizados en herramientas portátiles neumáticas (como taladradoras, esmeriladoras, etc.).




Simbologia:

ESPECIALES




➢ ACTUADORES NEUMATICOS DE MEMBRANA

✔ Son actuadores de simple efecto dónde el clásico émbolo ha sido sustituido por una membrana elástica.

✔ Son utilizados en dónde sean precisos considerables esfuerzos prensores, sobretodo en lugares donde no se dispone de longitud axial suficiente para la colocación de cilindros.

✔ Estos actuadores a igualdad de esfuerzos y carreras son de dimensiones generales más reducidas que los cilindros neumáticos.

✔ No están expuestos a rozamientos pues la membrana no se desliza, sino que se extiende y no requiere la utilización de aire lubricado ni extremadamente limpio.

✔ No son aconsejables para grandes ciclados.




CONSTRUCTIVAMENTE:

NORMALIZACIÓN ISO

La ISO (International Standard Organization) ha establecido una serie de normas de carácter internacional que regulan el aspecto dimensional de los cilindros neumáticos. )(Intercambiabilidad de cilindros).

Según ésta entidad quedan fijados:- los diámetros constructivos de los cilindros.- los extremos de vástagos.- roscas de conexión.- materiales a emplear y sus tolerancias- accesorios para montajes.

Para los diámetros, establece la siguiente serie:

8 – 10 – 12 – 16 – 20 – 25 – 32 – 40 – 50 – 63 – 80 – 100 – 125 – 160 – 200 - 320 mm – etc.

Nota: las primeras seis dimensiones (8 a 25 mm) corresponden a los comercialmente denominados microcilindros (por lo gral. no desarmables)







MONTAJES

La forma de fijar un cilindro neumático dependerá casi totalmente de la aplicación práctica que se le de al mismo y estará sujeto a condiciones de diseño, razones de espacio y características de los movimientos.







Velocidades máxima y mínima de cilindros neumáticos.

✔ Los cilindros neumáticos pueden alcanzar velocidades máximas comprendidas entre 0,6 y 2,6 m/s según el diámetro.

✔ Estos valores máximos a su vez se ven afectados por la carga desplazada, tamaño de la válvula y conducciones, condiciones de descarga (libre, regulada o con escape rápido), carrera del cilindro, etc.

✔ En realidad se prefiere hablar de velocidades medias alcanzables, ya que el cilindro desarrolla su carrera en un tiempo en el cual se produce una aceleración inicial y una desceleración final de modo que su velocidad no es constante a lo largo de su recorrido. Como velocidades medias pueden considerarse un 70% del valor indicado en la tabla anterior.

✔ Como velocidad mínima, un límite práctico puede establecerse entre los 30 y 50 mm/s debido a la elasticidad del aire, dependiendo ello, además, del diámetro del actuador, característica de la carga, sensibilidad del regulador de caudal empleado, presión de alimentación, etc.

✔ Para obtener velocidades inferiores: dispositivos de avance hidráulicos o hidroneumáticos.




Selección de cilindros neumáticos.

Característica más importante a la hora de seleccionar un cilindro neumático: fuerza a desarrollar.

El valor de la fuerza dependerá: diámetro del pistón, presión del aire comprimido.

Aplicaciones:- estáticas.- dinámicas.

Aplicaciones estáticas

Son aquellas en que los cilindros realizan su acción (básicamente fuerza) en posiciones determinadas de su recorrido a una velocidad muy baja o nula.

Durante el desplazamiento y hasta la posición en que es ejercida la acción, el vástago avanza libre o con baja carga.

No es importante la velocidad que se alcanze en dicho desplazamiento.

Dentro de ésta categoría funcional quedan incluídos: los cilindros prensores, de sujeción, de posicionado, etc. de los que solo se requiere fuerza y no velocidad.

Para la elección de cilindros estáticos:

La gráfica se sustenta en:




obs.: el valor real es menor debido a la fuerza de rozamiento, la que es variable según la lubricación, presión de trabajo, forma de las guarniciones u o´rings, etc. Esta disminución de la fuerza puede tenerse en cuenta mediante el rendimiento del cilindro, estimado en un 90%.

→ el valor real será:

Para cilindros simple efecto se debe restar además la fuerza de reacción del resorte (dato en catálogos de fabricante).

➔ Ejemplo.

Calcular la fuerza ejercida por el cilindro con la presión aplicada del lado del vástago.

Rec.: afectar el resultado por el rendimiento.

➔ Ejemplo:

Se trata de elevar una masa de 20 kg con un cilindro neumático operado a 6 bar de presión. No interesa la velocidad de elevación.

→ La fuerza a realizar será: Fr = m.g; la fuerza teórica que deberá desarrollar el cilindr es:

Del gráfico: Фcilindro = 25 mm.




Aplicaciones dinámicas.

Son aquellos cilindros cuya acción se compone de fuerza y velocidad a lo largo de su rrecorrido.

El vástago se desplaza permanentemente con carga y debe poder desarrollar, en tales condiciones, una determinada velocidad impuesta por el tiempo de ejecución del movimiento.

La conjunción masa-velocidad impone un criterio de selección totalmente distinto al caso de aplicaciones estáticas. Dentro de ésta modalidad funcional están los cilindros de traslación y desplazamiento de masas.

El comportamiento de un cilindro dinámico es bien diferente al caso estático ya que en razón de la velocidad que debe desarrollar su vástago y las masas transportadas aparecen en él efectos adcionales que no existían en el caso de cilindros estáticos. Estos son:

(1) Fuerzas de inercia originadas por la aceleración de masas desplazadas, hasta alcanzar la velocidad deseada.

(2) Presiones en la cámara del actuador evacuada durante el movimiento la que llamaremos pR (presión reactiva).

Ambas se oponen al movimiento del actuador.También deben ser consideradas las fuerzas opositoras que en razón del propio proceso se originen sobre éste, p.e.: rozamiento, peso (movimientos verticales).




➔ Ejemplo:Se trata de dimensionar un cilindro para elevar una masa de 20 kg a lo largo de una distancia h = 600 mm. El proceso impone para ésta operación un tiempo de ejecución de 1,2 s. El retorno deberá efectuarse en 0,6 s.

→ velocidades medias:

Para el movimiento se dispone de una presión motriz pm = 7 bar, pretendiendo regular la velocidad de avance. Para el retorno no se tiene ningún condicionamiento particular.

a - diámetro necesario para elevación:

En nuestro caso, para la elevación:

η: rendimiento del cilindro (0,9).

Para la presión reactiva pR, el valor a considerar para el cálculo dependerá del método de descarga utilizado para dicha cámara. Pueden tomarse los siguientes valores:

Descarga por:

En nuetro caso tomamos: pR = 2,3 bar.

→




→

Por lo tanto, adoptamos un cilindro de Ф = 40 mm.

Entonces deberá producirse un cambio en pR:

b - diámetro necesario para retorno:

Para el retorno Fe y pef serán:

Asumiendo una descarga con escape rápido, pR = 0,5 bar

→

adoptamos cilindro Ф = 40 mm ya que con él podemos realizar tanto el avance como el retorno.

La presión reactiva durante el retorno se incrementará en:




Para un cilindro de Ф = 40 mm, pR resultará:

Este valor de presión implica que el retorno a 1 m/s con un cilindro de Ф = 40 mm debe ser regulado.

c - Verificación de amortiguaciones:

Energías a vencer versus Energías disponibles

Energías a vencer (Ea): son aquellas originadas por el movimiento, i.e.

Ecinética (Ec) debido al movimiento de las masas,

Emotriz (Em) debido a la pre sión que impulsa al pistón durante la carrera de amortiguación (La),

Epotencial (Eg) a causa de la acción del peso, ésta última solo para movimientos con componente vertical (+ / - según sea el movimiento ascendente o descendente).

Energías disponibles: son aquellas generadas dentro del mismo cilindro o por el sistema, tienden a equilibrar a las anteriores. Entre ellas encontramos:

Erozamiento, (Er) la cual puede en general despreciarse o considerarla como un margen de seguridad,

Eimpacto (Ei) al final del recorrido, la cual debe considerarse nula (preferentemente no debe haber impacto),

Edisponible (Ed) originada en el sistema de amortiguación del cilindro.


Energías a vencer ≤ Energías disponibles



Siguiendo con el ejemplo:

Recordemos que en el avance, pR = 3,38 bar.

Entonces, entrando al gráfico de la página siguiente con pR = 3,8 bar y Ф = 40 mm, encontramos: Ed = 41 N.m.

Como:

Ea = 21,2 < Ed = 41, se concluye que el cilindro de Ф = 40 mm, es capaz de amortiguar el movimiento de avance.

Para el retroceso recordamos que pR = 3,59 bar.

Nuevamente entramos al gráfico para pR = 3,59 bar y Ф = 40 mm, resultando: Ed = 45 N.m

Como:

Ea = 36,24 < Ed = 45, el cilindro de Ф = 40 mm es capaz de amortiguar también el retorno.










d - Verificación por PANDEO:

• Este fenómeno se origina en una inestabilidad elástica del material y se manifiesta por una flexión lateral del vástago que genera esfuerzos radiales sobre bujes y camisa de los cilindros acortando su vida útil, pudiendo llegar al doblado o rotura del vástago.

• Particularmente la verificación del pandeo debe realizarse en cilindros de gran carrera, que es donde el fenómeno puede adquirir magnitud.

• El pandeo es el único factor funcional que limita la carrera de los cilindros, ya que constructivamente no existe limitación de la carrera por parte del fabricante.

• Este fenómeno no está exclusivamente ligado al material del vástago, su diámetro y su carrera, sino que intervienen también las condiciones de montaje del cilindro.




Observaciones:

1- Con montajes a rótula el cilindro se autoalinea en todo plano.

2- Con montajes basculantes en un plano, el cilindro se autoalinea sólo en dicho plano. Requiere perfecta alineación en el plano perpendicular.

3- Con fijación roscada del vástago la alineación es crítica.

4- Con rótula para vástago se compensan desalineaciones en todo plano.

5- Con horquilla delantera la alineación es crítica.

Siguiendo con el ejemplo, adoptamos un montaje basculante intermedio con horquilla delantera guiada (√ en gráfico)

→ K = 0,75 de acuerdo al montaje elegido.

Ahora nos apoyamos en el siguiente gráfico para verificar la carrera. Entramos con pm = 7 bar y Ф = 40 mm

→ carrera básica: 700 mm




→ 0,75 . 600 mm = 450 mm < 700 mm

Por lo tanto el vástago del cilindro del ejemplo resiste el pandeo.


K x carrera real < carrera basica



Consumo de aire en cilindros neumáticos.

Debemos conocer el consumo de los cilindros neumáticos por:

1- Si ha de adquirirse una unidad de generación de aire comprimido, debemos saber el consumo de los actuadores.

2- Si una aplicación es insertada en una red existente, el cálculo del consumo servirá para verificar si el compresor instalado tiene capacidad suficiente.

El consumo de un cilindro neumático puede calcularse como:

➔ Ejemplo:

Se tiene un dispositivo con 3 cilindros neumáticos de doble efecto, uno de ellos con diámetro 80 mm y carrera 100 mm (10 ciclos/min) y los dos restantes con diámetro 40 mm y carrera 50 mm (20 ciclos/min), trabajandoa 6 bar.

Estimamos en un 20% el consumo de comando (tubos, válvulas y auxiliares). Los consumos serán:

Por lo tanto la instalación consumirá 126,66 litros normales por minuto (Nl/min) o 7,6 Nm3/h a 6 bar.




El cálculo rápido del consumo puede obtenerse del gráfico siguiente:

Entonces multiplicando el valor hallado por la carrera (en mm), el número de ciclos completos por minuto y el número de efectos del cilindro, obtendremos el consumo del cilindro elegido.




AMORTIGUADORES HIDRAULICOS DE CHOQUE.

• El objetivo de la amortiguacióm neumática fue creado para absorber en el tramo final de la carrera las energías desarrolladas durante el movimiento, evitando de éste modo el choque destructivo entre el pistón y las tapas.

• Cuando se desplacen masas de importantes valores a elevadas velocidades, entran en juego los amortiguadores hidráulicos. Debido a que en ésta situación, la energía remanente se disipará inevitablemente en forma instantánea en un choque metal-metal entre pistón y tapa o en un tope externo al cilindro con una considerable alta fuerza de impacto que se transmitirá a la máquina en sí y también al elemento transportado (acción y reacción) con la consiguiente destrucción lenta pero constante de las partes involucradas.

• Formas de absorber en forma gradual las energías al final de un recorrido minimizando la fuerza de impacto resultante:

- Para pequeñas cargas y velocidades no muy grandes puede resultar suficiente la amortiguación propia del cilindro o en su defecto puede ésta ser complementada mediante topes de goma.

- Con cargas ligeramente más elevadas es posible también recurrir a resortes de compresión.

• Ambos, las gomas y los resortes, ofrecen una resistencia inicial baja o nula creciendo ésta con el recorrido hasta alcanzar un máximo.

• También son utilizados cilindros hidráulicos o amortiguadores del tipo automóvil con una alta resistencia inicial que disminuye con el recorrido.




Lo ideal es lograr una amortiguación mediante una fuerza de frenado lo más baja posible y constante en todo el recorrido del amortiguador y convirtiéndo la mayor parte de la enería en calor, el que se disipará en la atmósfera. Se logrará así una mínima fuerza de reacción y ausencia de rebotes. Siguiendo éstas pautas de diseño, los fabricantes han desarrollado los Amortiguadores hidráulicos de choque.

Existen básicamente dos tipos de amotiguadores:

- fijos.

- regulables

Fijos: poseen una capacidad de amortiguación fija, no pudiéndose adecuar sus prestaciones a las exigencias de cada aplicación. Son recomendables cuando sean conocidos con exactitud los parámetros dinámicos del sistema.

Regulables: pueden adaptarse en cambio a un rango de exigencias dentro de la capacidad de cada modelo. Son recomendables cuando los parámetros funcionales no pueden determinarse con exactitud o en los casos de condiciones de aplicación variables.


El empleo de amortiguadores es particularmente indicado en instalaciones automáticas de manipulación de objetos frágiles que podrían resultar dañados con un impacto.



Diseño de un amortiguador hidráulico de choque de acción regulable:

Para elegir un amortiguador es necesario considerar:

- la forma de actuación de la carga, i.e. si actúa en el plano horizontal, vertical o inclinado,

- si proviene de un movimiento de rotación,

- si durante la carrera de amortiguación existe o no fuerza impulsora adicional,

- el valor de la masa y su velocidad de desplazamiento, o velocidad tangencial en caso de rotaciones.

Al considerar la masa deberá incluirse no sólo al elemento desplazado, sino también todos los mecanismos y dispositivos asociados que participen del movimiento (brazos, carros, etc.)

Otro dato importante para su elección es el nº de impactos por hora ya que ésto determinará su grado de calentamiento en función de la energía convertida en calor en cada impacto.





Como FS, muchos fabricantes utilizar los amortiguadores entre un 50 y 60% de su capacidad máxima. Esto permite prolongar su vida útil y efectuar los ajustes sobre la máquina funcionando, evitando el riesgo de encontrarse frente a un amortiguador de capacidad insuficiente, sobre todo cuando los datos de velocidad y carga no sean determinados con precisión o puedan variar significativamente durante la operación.



CONSTRUCCIONES ESPECIALES PARA CILINDROS




TIPOS DE JUNTAS

Junta tórica (anillo toroidal)

Junta cuadrada

Manguito de copa

Manguito doble de copa

Junto en L

Junta preformada




TIPOS DE JUNTAS

Collarines obturadores en ambos lados

Collarín reforzado

Collarines obturadores con apoyo y anillo de deslizamiento



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