Cilindro Hidráulico

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Tipos de cilindros hidráulicos

Los cilindros hidráulicos convierten la energía hidráulica en energía mecánica. Normalmente realizan un movimiento lineal. Existen varios tipos de cilindros hidráulicos en el mercado, por lo que es importante entender cómo funciona cada uno de éstos.

Tipos de cilindros hidráulicos - Clasificación de los cilindros hidráulicos

Tipos de cilindros hidráulicos - Clasificación de los cilindros hidráulicos

Los cilindros de simple efecto tienen un solo puerto para el caudal y se accionan hidráulicamente en una sola dirección.
El retorno se efectúa vaciando el aceite hidráulico en el depósito. El pistón se retraerá, bien por el peso de una carga, bien por una fuerza mecánica adicional, como un muelle.

Los cilindros hidráulicos de doble efecto tienen dos puertos. Estos cilindros proporcionan fuerza de avance y retroceso, así como un control exacto del pistón. Los cilindros de doble efecto son ideales para trabajos que requieren también una fuerza de tracción controlada.

Los cilindros com varilla pasante permiten las mismas velocidades y las mismas fuerzas de retracción y extensión, ya que las superficies efectivas son idénticas en ambos lados.

El cilindro telescópico puede ser de simple o doble efecto. Este cilindro está formado por una serie de cilindros individuales anidados unos dentro de otros. Este tipo de cilindro es relativamente pequeño cuando está retraído. Sin embargo, se puede conseguir una carrera relativamente larga cuando todos los cilindros individuales están extendidos.


Cilindro con amortiguador

La función del amortiguador del cilindro hidráulico es reducir la velocidad justo antes de alcanzar la posición final, para evitar impactos fuertes al final de la carrera del pistón.

Cilindro con amortiguador - cómo funciona

Cilindro con amortiguador - cómo funciona

Cómo funciona: (1) Un amortiguador se cierra justo antes de llegar a la posición final. (2) El aceite es forzado a través del orificio pequeño con un tornillo regulador ajustable. Así, el pistón choca contra un "colchón" de aceite y obtiene una amortiguación en la posición final.


Velocidad del pistón

El caudal volumétrico Q, que entra en el cilindro, es la causa de un movimiento del émbolo. La velocidad v del pistón depende del caudal volumétrico Q y del área efectiva A del pistón.

Calcular la velocidad del pistón

Calcular la velocidad del pistón

 

v  =  Q             v   piston speed in m/s
         A             A  volumetric flow rate in l/min 
                           Q effective piston area 


Eficiencia

La eficiencia de un cilindro está determinada principalmente por la fricción. Los sellos actuales tienen bajas pérdidas por fugas, lo que implica que son nuevos. Sin embargo, con el aumento del tiempo de operación, la fuga aumentará y, por lo tanto, la eficiencia general disminuirá.


Ejercicios para este capítulo Cilindro hidráulico

La presión de un sistema hidráulico está limitada a 100 bar por una válvula de alivio de presión. Como actor, usas un cilindro con diámetros d1 = 80 mm y d2 = 35 mm. La bomba entrega un caudal Q = 20 litros/min. La eficiencia del cilindro es de 0,85.

Calcula:
(a) la fuerza máxima sobre el pistón F1 cuando el cilindro está extendido
b) la fuerza máxima de tracción F2 cuando el cilindro se retrae
(c) la velocidad del pistón v1 durante la extensión
(d) la velocidad del pistón v2 cuando el cilindro se retrae.

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