1. Cilindros neumáticos Introducción
Los cilindros neumáticos son unidades que transforman la
energía potencialdelaire comprimido en energía cinética o
en fuerzas prensoras. Básicamente consisten en un
recipiente cilíndrico provisto de un émbolo o pis -tón.
Alintroducirun determinado caudalde aire compri-mido,éste
se expande dentro de la cámara y provoca un
desplazamiento lineal. Sise acopla alembolo un vásta-go
rígido,este mecanismo es capaz de empujar algún
elemento,o simplemente sujetarlo. La fuerza de empu-je
es proporcionala la presión delaire y a la superficie
delpiston:
F = p .A donde: F = Fuerza
p = Presión manométrica
A = Área delémbolo o pistón
Variantesconstructivas
Cilindros de simple efecto
Uno de sus movimientos está gobernado porelaire com -
primido,mientras que elotro se da poruna acción anta-
gonista,generalmente un resorte colocado en elinterior
delcilindro. Este resorte podrá situarse opcionalmente
entre elpistón y tapa delantera (con resorte delantero)o
entre elpistón y su tapa trasera (con resorte trasero).
Realiza trabajo aprovechable sólo en uno de los dos sen-
tidos,y la fuerza obtenible es algo menora la que da la
expresión F = P xA,pues hay que descontarla fuerza de
oposición que ejerce elresorte.
garantiza un doble selado y evita elingreso de impure-zas
alinteriordelcilindro. Variantes constructivas de éste
incluyen guías externas de diversos tipos.
Amortiguación de fin de carrera
Son dispositivos,fijos o regulables,colocados general-
mente en las tapas de los cilindros,y cuya finalidad es la de
absorber la energía cinética de las masas en movi-miento.
Según los modelos de cilindros,se puede tener
amortiguación delantera,trasera o doble. Para una dada
aplicación,sise verifica insuficiente la amortiguación, utilizar
amortiguadores hidráulicos de choque.
Pistón con imán incorporado
Ciertos cilindros incorporan un imán en elpistón a efec-tos
de actuarun interruptormagnético deltipo Reed-Swit-ch o
similar,montado en elexteriordelcilindro,durante o alfinalde
su carrera. Esta señaleléctrica es utilizada para gobernar a
otros órganos componentes delsiste-
ma,actuadores,contadores,emitir señales luminosas,
actuar contactores,relés,PLC,o bien para controlar su
propio movimiento.
Fuerza en cilindros
La fuerza disponible de un cilindro crece con mayorpre-
sión y con mayordiámetro. La determinación de la fuer-za
estática en los cilindros está sustentada por la si-guiente
fórmula,o elábaco adjunto:
1
F = 10 .p .! .(d2/4) donde: F:Fuerza (N)
Cilindros de doble efecto ó bien F = 7,85 .p .d2 p:Presión (bar)
Elpistón es accionado porelaire comprimido en ambas d:Diámetro de la ca-
carreras.Realiza trabajo aprovechable en los dos senti- misa delcilindro (cm)
dos de marcha.
Cilindros con doble vástago
(N)
Fuerz
a
Poseen salida de vástago en ambos extremos,lo que
ofrece un mejorguiado delconjunto,facilitan elcolocado
de levas o fines de carrera cuando hay problemas de
espacio en la zona de trabajo,y además presentan igua-
(
b
a
r
)
les áreas de pistón a ambos lados.
P
r
e
s
i
ó
n
Cilindros de doble pistón o en tandem
Consisten en dos cilindros de doble efecto acoplados
en serie con un vástago en común,formando una unidad
compacta.Aplicando simultáneamente presión sobre
los dos émbolos se obtiene una fuerza de casieldoble
de la de un cilindro convencionaldelmismo diámetro.
Cilindros acoplados de acción independiente
Están constituidos por dos cilindros unidos por sus ta-
pas traseras.Éstos pueden operarse independiente-
mente de modo talde obtener sobre uno de los extre-
mos delvástago,tres o cuatro posiciones de trabajo se-
gún sean iguales o distintas las carreras de ambos cilin-
dros.Es un dispositivo multiposicionadorsencilo yeco-
nómico.
Cilindros sin vástago
Elpistón transmite elmovimiento a la carga a través de
un carro acoplado mecánicamente alpistón mediante
un exclusivo sistema patentado.Un sistema de cintas Diámetro (mm)
1.0.1.1

2. Cilindros neumáticos Introducción
Consumo de aire en cilindros
Elcálculo delconsumo de aire en cilindros neumáticos es
muy importante cuando se requiere conocerla capa-cidad
delcompresor necesario para abastecer a la de-manda de
una instalación.
Puede calcularse con la siguiente fórmula,o mediante el
ábaco adjunto:
Q = (!/4).d2 .c .n .P .N .10-6
donde: Q = Consumo de aire (Nl/min) d =
Diámetro delcilindro (mm) c =
Carrera delcilindro (mm)
n = Número de ciclos completos por minuto
P = Presión absoluta=Presión relativa de trabajo + 1 bar
N = Número de efectos delcilindro
(N=1 para simple efecto, N=2 para doble efecto)
Presión (bar)
D
i
á
m
et
r
o
(
m
m
) Consumo de aire (Nl/mm de carrera)
1
Pandeo en cilindros
Elpandeo es un factor limitativo en la elección de cilin-dros
cuyos vástagos estén sometidos a compresión,ya que sólo
bajo dicha solicitación es cuando aparece este fenómeno.
Éste se manifiesta poruna flexión lateraldelvástago que
genera esfuerzos radiales sobre bujes y camisa de los
cilindros,acortando su vida útily hasta produciendo la
rotura.
Particularmente la verificación porpandeo debe realizar-se
en cilindros de gran carrera,que es donde elfenóme-no
puede adquirirmagnitud,siendo elúnico factorcons-tructivo
que limita la carrera de los cilindros.
Las causas que están ligadas a la solicitación de pan-deo
dependen no sólo de los materiales utilizados en la
construcción delvástago,sino también de las condicio-nes
de montaje alque se somete elcilindro. Ciertos tipos de
montaje o sus combinaciones resultan favora-
bles para contrarrestar elefecto,por ejemplo,con mon-tajes
a rótula elcilindro se autoalinea en todo plano;con
montajes basculantes sólo en un plano; con fijación
roscada delvástago la alineación es crítica;con rótula para
vástago se compensan desalineaciones en todo plano y
con horquila delantera la alineación es crítica.
Dependiendo deltipo de montaje existe elfactor de co-
rrección K,elque puede adoptarvalores desde 0,25 para
las fijaciones más favorables hasta elvalor 2 para las más
criticas.Se debe verificarlo siguiente:
K .Carrera real< Carrera básica
donde:
Carrera real= carrera delcilindro
Carrera básica = carrera máxima de cada cilindro según
su diámetro
Fuerza
(N)
Presión (bar) Carrera máxima por PANDEO (mm)
1.0.1.2

3. Cilindros neumáticos Introducción
Montajes
En cuanto a la forma de sujetarun cilindro neumático,es
propio de cada aplicación que modelo de montaje se
utilizará. En generalestará sujeto a condiciones de di-
seño,razones de espacio y características de los movi-
mientos.
Las posibilidades de montaje en cilindros pueden tener las
siguientes características:
1 - Montajes rígidos:elcuerpo delcilindro permanece fijo
durante eldesplazamiento delpistón.
2 - Montajes basculantes:elcuerpo delcilindro gira en torno
a uno o más ejes durante eldesplazamiento del pistón.
Recomendaciones para elmontaje de cilindros
neumáticos
1. Los cilindros neumáticos están diseñados para trans-
mitiresfuerzos axiales. La presencia de esfuerzos ra-
diales o laterales sobre los vástagos conducirán a un
desgaste prematuro de las guarniciones y de sus guías,
materializado en la ovalización delbuje guía delvásta-go
y delpropio tubo delcilindro. Porlo tanto,deberán
analizarse detenidamente los tipos de montaje más
adecuados para cada aplicación a efectos de anular
dichos esfuerzos.
2. Toda vez que se utilice un montaje basculante para el
cilindro (en cualquiera de sus formas),deberá prever-se
un equivalente en elextremo delvástago. La combi-
nación de montajes rígidos con basculantes resulta un
contrasentido técnico que origina esfuerzos radiales
sobre elvástago.
3. Cuando las oscilaciones puedan ser en más de un
eje,son recomendables los montajes con rótula tanto
para elcilindro como para su vástago. La combinación
de montajes con rótula (universal) con montajes
basculantes en un plano es también un contrasentido
técnico que origina esfuerzos radiales.
4. Debe evitarse elmontaje rígido delcilindro con elele-
mento a mover. En caso que sea inevitable,fijarsuave-
mente elactuador y operarlo a baja presión de modo que
entre y salga libremente y pueda autoalinearse.
Suplementar sifuera necesario y luego ajustar firme-
mente los tornilos de sujeción.
5. Cuando elcilindro sea de gran carrera y supere los
valores máximos admisibles por pandeo,es recomen-
dable guiar elvástago y preferentemente «tirar» de la
carga en lugarde empujarla. Elpandeo también origi-na
esfuerzos radiales sobre elvástago.
6. Cuando se desplacen masas o elmovimiento se rea-
lice a elevada velocidad,es recomendable eluso de
cilindros con amortiguación. Siéstas fueran importan-
tes,preverademás amortiguadores hidráulicos de cho-
que y topes positivos en la máquina.
7. Durante la puesta en marcha,debe asegurarse que los
tornilos de regulación de las amortiguaciones no sean
abiertos más de 1/2 vuelta,de modo de tenerun exceso y
no una falta de amortiguación. La calibración finalse
hará con la máquina en operación con la carga y
velocidad definitivas.
8. Almontar un cilindro amortiguado,tener la precau-
ción que los tornilos de registro de amortiguación que-
den en posición accesible.
9. Cuando se monten cilindros neumáticos en proximi-
dades de grandes campos magnéticos,por ejemplo en
máquinas donde se realicen tares de soldadura,se
deberá aislar alcilindro convenientemente para evitar
tanto como sea posible la circulación de corrientes in-
ducidas por elmismo.Consultar por mayores datos.
10.Suministraraire con la calidad adecuada. EIaire con
impurezas y la deficiente lubricación acortan la vida útil
de los cilindros neumáticos.
11.Las roscas de conexionado son Gas cilíndricas. Te-ner
especialcuidado alutilizar cañerías o accesorios con
rosca cónica,pues pueden producir la rotura del
elemento. Es recomendable utilizar conexiones con
rosca cilíndrica de asiento frontal.
12.Las cañerías deberán estar limpias en su interior,
evitando que restos de cinta o pasta de selado puedan
ser arrastrados alinterior delcilindro. Es recomenda-ble
«soplar» las cañerías antes de conectar.
13. Alseleccionar un cilindro,considerar en cada caso las
carreras definidas como standard como selección de
preferencia. Este hecho influirá en elplazo de entre-ga y
facilitará futuras reposiciones.
Plan de mantenimiento preventivo de cilindros
La vida de los cilindros neumáticos queda determinada
por los kilómetros recorridos por elconjunto vástago y
pistón. Por lo tanto en función de este parámetro se define
un programa de mantenimiento preventivo. Los períodos
de mantenimiento y la vida de los cilindros son afectados
también porla calidad delmontaje (alineación y esfuerzos)y
la calidad delaire (humedad ylubricación).
Pueden considerarse intervenciones por períodos se-
manales,cada 500 y cada 3000 km recorridos. Estipular
por ejemplo controles visuales de fugas y alineamiento,
regulación de amortiguaciones,desarmes parciales,lim-
pieza de elementos y recambios preventivos de partes
deterioradas. Utilice siempre Kits de Reparación MICRO
originales. Para mayor información contactar a MICRO
Capacitación.
La conversión delperíodo indicado en km a horas de
funcionamiento de máquina puede establecerse para cada
actuadoren particularmediante la siguiente fórmu-la:
H = 8,33 .km /(c .n)
donde:
H = Período de mantenimiento en horas
km = Período de mantenimiento en kilómetros c
= Carrera delcilindro expresada en metros
n = Frecuencia de operación delactuador(ciclos/minu-to)
Desarme de unidades
La tarea de desarme debe encararse «en banco»,porlo
que la unidad debe serretirada de la máquina.Antes de
1
1.0.1.3

4. Cilindros neumáticos Introducción
iniciar su desconexión,se debe interrumpir elsuminis-tro de
aire a fin de evitaraccidentes o rotura. Todas las partes
son removibles con herramientas comunes de taler.
Utilizaren cada caso la más adecuada.
Cuando se utilice morsa de sujeción,ésta debe serpro-vista
de cubremordazas de materialblando a efectos de no
dañar las partes delcilindro. Esta precaución debe
acentuarse particularmente en elcaso de sujeción de
vástagos. Bajo ningún concepto debe sujetarse alcilin-dro
poreltubo,ya que una pequeña deformación radial
delmismo lo inutilizaría o alteraría luego elnormalfun-
cionamiento. Es recomendable aflojar las tapas en for-ma
cruzada. Cuando eldesarme de partes ofrezca una
excesiva resistencia,sugerimos recurrir alservicio téc-nico
MICRO.
Limpieza de partes
Ellavado de partes puede realizarse por inmersión en
nafta,complementando con pincelo cepilo de limpieza y
sopleteado con aire limpio y seco. Es conveniente repe-
tirla operación varias veces hasta obteneruna limpieza a
fondo de las partes.
Eluso de solventes o desengrasantes industriales que-da
limitado a aquellos que no contengan productos clorados
(tricloroetileno o tetracloruro de carbono)o sol-ventes
aromáticos (thinner,acetona,tolueno,etc.). Es-tos
compuestos son incompatibles con los materiales de bujes
de amortiguado,anilo de fricción y guarnicio-
nes,produciendo elrápido deterioro de los mismos.
Recambio de partes
Es recomendable utilizar para elrecambio,los repues-tos
legítimos MICRO. Cuando se reemplacen guarnicio-nes
elásticas,debe evitarse la excesiva deformación de las
mismas durante elmontaje. Es recomendable que los
anilos O-ring sean deslizados hasta su posición y no
«rolados». Ésto último elonga la parte interna de los
mismos, modificando sus características. Elmontaje de
ciertas guarniciones es flotante,esto es «no ajusta-do». Es
normalque este tipo de guarnición quede casi suelta en su
alojamiento. No debe suplementarse ni utilizarguarniciones
de menordiámetro o mayorsección a efectos de lograrun
ajuste.
Armado de unidades
Todas las partes deben estar perfectamente secas an-tes
de iniciarelarmado. Es conveniente lubricarprevia-mente
las superficies deslizantes y las guarniciones uti-lizando
grasa blanca neutra liviana (no fibrosa niaditivada con litio)
o compuestos comerciales siliconados livia-nos.
Los Kits de reparación incluyen la grasa aconsejada y
necesaria,la que puede a su vez seradquirida porsepa-
rado.
Emplearlas cuando para elarmado deban retenerse guar-
niciones en posición. Previamente armar elconjunto
vástago-pistón. Ajustar firmemente este conjunto. Pre-
ensamblar luego elconjunto completo e iniciar su ajus -te.
Asegurar elcorrecto posicionado de guarniciones y juntas
de tapa y tubo antes delajuste final. Las tapas deben
ajustarse en forma cruzada y progresiva,acom-pañando
con pequeños movimientos delvástago para asegurar un
mejor hermanado delconjunto. Todos los tensores deberán
tenerelmismo grado de ajuste. Antes delajuste
finalverifique la correcta alineación entre las tapas
delantera y trasera delactuadorsobre una super-ficie plana.
Pruebas
Antes de reinstalarelcilindro en la máquina,realizarlas
siguientes pruebas:
-Estanqueidad:presurizara 6 baralternativamente am-bas
cámaras verificando estanqueidad de la cámara
presurizada y ausencia de fugas porla boca de la cá-
mara opuesta. Cuando se presurice la cámara delan-tera
verificar además elselado de la guarnición de vástago.
-Funcionamiento:con aire a baja presión (1 bar) verifi-que
elsuave desplazamiento en ambos sentidos del
vástago,girando elmismo entre operaciones 90° ma-
nualmente.
-Amortiguaciones:cerrando totalmente los registros de
amortiguación y presurizando las cámaras alternativa-
mente a 6 bar,elvástago debe prácticamente detener-se
y completarla parte finalde su recorrido lentamente.
Verificar estanqueidad por los tornilos de registro.
1
1.0.1.4