Calculadora de cilindro neumático
Esta calculadora de cilindro neumático obtiene la fuerza de extensión y de retracción de un cilindro de aire a partir de su diámetro interior, el vástago y la presión de suministro, y el aire libre que usa por minuto según la carrera y la frecuencia de ciclos. Funciona con cilindros de doble efecto y de simple efecto y muestra la fuerza en newtons, libras fuerza y kilogramos fuerza.
Resultados
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Qué hace la calculadora de cilindro neumático
Un cilindro de aire empuja con la presión del aire que actúa sobre el área del pistón y tira con la presión sobre el anillo más pequeño alrededor del vástago. La calculadora de cilindro neumático obtiene ambas fuerzas y luego el volumen de aire que usa cada ciclo, convertido a aire libre a presión atmosférica, la cifra con la que se clasifican los compresores. También muestra una fuerza práctica con una relación de carga de 70%, ya que la fricción y la necesidad de moverse rápido reducen el valor teórico.
Fórmula de fuerza neumática
La fuerza es presión por área; el uso de aire cuenta ambas cámaras en cilindros de doble efecto:
Con P en bar y áreas en mm², multiplica por 0.1 para obtener newtons. La relación (P + 1.013) ÷ 1.013 convierte el volumen comprimido en aire libre.
Ejemplo de la calculadora de cilindro neumático
Un cilindro de doble efecto de 50 mm de diámetro y vástago de 20 mm a 6 bar, con carrera de 100 mm y 10 ciclos por minuto:
La fuerza de retracción es de 990 N. Con una relación de carga de 70% el cilindro puede mover unos 825 N de forma confiable.
Cómo usar la calculadora de cilindro neumático
Ingresa el diámetro interior y el diámetro del vástago en milímetros y la presión de suministro en bar; 6 bar es una presión de taller común, unos 87 psi. Elige doble efecto o retorno por resorte. Agrega la carrera y los ciclos por minuto para obtener el consumo de aire. Presiona Calcular para leer las fuerzas y el uso de aire.
Cómo leer la fuerza de cilindro neumático
La fuerza teórica supone presión estática y sin fricción. Para un cilindro que debe moverse a una velocidad razonable, dimensiona con una relación de carga de 50 a 70%, para que el cilindro tenga fuerza de sobra para la aceleración y la fricción de los sellos. El consumo de aire se suma entre todos los cilindros de una máquina; agrégalo a las sopladoras y herramientas al dimensionar el compresor, y considera las fugas.
Cuándo usar una calculadora de cilindro de aire
- Elegir el diámetro para una prensa, un sujetador o un empujador
- Revisar si la presión del taller basta para una carga
- Calcular la demanda de compresor para una máquina
- Comparar cilindros de simple y doble efecto
- Convertir entre N, lbf y kgf
Errores comunes con la calculadora de cilindro neumático
- Usar la presión del compresor. Usa la presión en el cilindro.
- Dimensionar al 100% de carga. Deja margen para fricción y velocidad.
- Ignorar el lado del vástago. La fuerza de retracción es menor.
- Olvidar el aire libre. Los compresores se clasifican en aire libre, no en volumen comprimido.
Consejos para el dimensionamiento de cilindros de aire
- Usa controles de flujo en el lado de escape para un movimiento suave.
- Agrega amortiguadores para carreras rápidas con cargas pesadas.
- Regula la presión hacia abajo donde no se necesite toda la fuerza.
Dimensionamiento de cilindros neumáticos paso a paso
Empieza por la carga y cómo la mueve el cilindro. Para levantar se necesita una fuerza igual al peso, mientras que empujar una carga sobre una superficie solo requiere la fuerza de fricción, a menudo una fracción del peso. Divide la fuerza requerida entre tu relación de carga, digamos 0.6, y luego entre la presión más baja que verá la máquina, no el ajuste del compresor, ya que la presión baja a través de mangueras, válvulas y filtros. El resultado es el área que necesitas; elige el siguiente diámetro ISO hacia arriba. Revisa también la fuerza de retracción si el cilindro jala una carga de regreso. Para fuerzas muy grandes a velocidad moderada, el aceite hace mejor el trabajo, y la calculadora de fuerza de cilindro hidráulico cubre ese caso.
Consumo de aire de cilindro y el compresor
Cada carrera del cilindro descarga su aire comprimido a la atmósfera, así que el uso de aire crece con el diámetro al cuadrado, la carrera, la presión y la frecuencia de ciclos. Una máquina con diez cilindros como el del ejemplo usa unos 250 L/min, cerca de 9 CFM, antes de fugas. Suma todos los cilindros, las boquillas sopladoras y las herramientas, y luego dimensiona el suministro con la calculadora de tamaño de compresor de aire. Bajar la presión donde no se necesita toda la fuerza es una de las formas más rápidas de reducir el costo del aire comprimido.
Tabla de fuerza de cilindros de aire a 6 bar
Fuerza teórica en newtons para tamaños ISO de diámetro y vástago:
| Diámetro / vástago (mm) | Extensión (N) | Retracción (N) |
|---|---|---|
| 16 / 6 | 121 | 104 |
| 20 / 8 | 188 | 158 |
| 25 / 10 | 295 | 247 |
| 32 / 12 | 483 | 415 |
| 40 / 16 | 754 | 633 |
| 50 / 20 | 1,178 | 990 |
| 63 / 20 | 1,870 | 1,682 |
| 80 / 25 | 3,016 | 2,721 |
| 100 / 25 | 4,712 | 4,418 |
Preguntas frecuentes: Calculadora de cilindro neumático
¿Cómo se calcula la fuerza de un cilindro neumático?
Multiplica la presión por el área del pistón. A 6 bar, un diámetro de 50 mm con 1,963.5 mm² da 0.6 N/mm² × 1,963.5 = 1,178 N.
¿Cuánto aire usa un cilindro?
Toma el volumen barrido de cada cámara por ciclo, conviértelo a aire libre con (P + 1.013) ÷ 1.013 y multiplica por los ciclos por minuto. El ejemplo usa 25 L/min.
¿Por qué usar solo 50 a 70% de la fuerza?
La fricción de los sellos, las pérdidas en válvulas y líneas y la necesidad de acelerar la carga hacen que un cilindro dimensionado al 100% se mueva lento o se detenga.
¿Cómo convierto psi a bar?
Divide los psi entre 14.5. 90 psi son unos 6.2 bar.