¿Qué son los cilindros y actuadores neumáticos?

Los cilindros neumáticos, también conocidos como actuadores neumáticos, son los productos utilizados para proporcionar fuerza y movimiento lineal o giratorio a sistemas, máquinas y procesos automatizados, por ejemplo en aplicaciones industriales.

En el "ámbito comercial" de un sistema neumático, los cilindros y actuadores neumáticos funcionan al introducir aire comprimido en el propio cilindro o actuador para mover un pistón alojado en su interior. El "trabajo" lo realiza un mecanismo acoplado al pistón, que convierte la energía creada en un uso práctico, por ejemplo, un sistema de selección y distribución en la automatización de fábricas.

Los cilindros y actuadores neumáticos son una forma sencilla de conseguir fuerza y generar movimientos lineales y giratorios precisos, y pueden utilizarse en entornos difíciles, como temperaturas extremas. Ligeros y con un mantenimiento mínimo, suelen producir menos fuerza y una velocidad más lenta que los sistemas hidráulicos o eléctricos, pero siguen siendo una alternativa rentable.

Los actuadores y cilindros se fabrican con arreglo a "normas internas", que suelen ser exclusivas de un fabricante determinado, o con arreglo a normas internacionales ampliamente adoptadas. En América del Norte se utilizan las normas NFPA para actuadores neumáticos, mientras que la norma ISO es la de uso general en Europa.

O lo que es lo mismo...

Los cilindros o actuadores neumáticos suelen denominarse accionamientos neumáticos.

¿Cómo funcionan los cilindros neumáticos y los actuadores neumáticos?

Los componentes clave de un actuador neumático incluyen tapa, pistón, vástago, camisa, rascador y manguito amortiguador y junta. En un circuito sencillo, un actuador neumático de acción simple puede accionarse mediante un pulsador. Al pulsar este botón, el aire mueve el vástago del pistón hacia fuera.

Los sistemas neumáticos utilizan aire comprimido para crear movimientos mecánicos rotatorios o lineales y alimentar aplicaciones que " realizan un trabajo". El actuador neumático utilizará el aire comprimido para actuar sobre un pistón dentro del cilindro con el fin de crear el movimiento requerido, por ejemplo, sujetar o mover una carga a lo largo de una trayectoria lineal. La aplicación final puede ser tan variada como un dispositivo específico como pinza o abrazadera hasta una ventosa utilizada para manipular vidrio.

Un cilindro o actuador neumático de acción simple tiene un puerto por el que entra el aire y empuja el pistón en una sola dirección. A continuación, un muelle devuelve el pistón a su posición original. Estos cilindros neumáticos tienen una carrera limitada, por lo que son útiles en operaciones más lentas. Además, consumen menos aire, lo que permite optimizar la eficacia y reducir los costes de funcionamiento.

Un cilindro o actuador neumático de acción doble tiene dos puertos que permiten aplicar presión para tirar del pistón en la dirección opuesta a la creada por el primer puerto, lo que se conoce como carrera de entrada y carrera de salida.

Por lo general, cuanto mayor es el diámetro interior del cilindro, mayor es el rendimiento en términos de fuerza.

¿Cómo elegir un cilindro neumático o un actuador neumático?

El tipo y las características del actuador que necesita vienen definidos por la aplicación prevista. Los cilindros o actuadores están disponibles en una amplia gama de tamaños, desde 8 mm hasta 320 mm, y realizan diferentes funciones dependiendo de las necesidades. Pueden ser de acción simple o doble.

Factores clave en la elección de un cilindro o actuador neumático:

• Tipo de movimiento: el actuador o cilindro neumático que necesita depende de si requiere un movimiento rotativo o lineal.

• Requisitos de presión y caudal: considere qué necesita del actuador o cilindro neumático. Esto incluye también otros componentes necesarios, ya que si están mal dimensionados pueden afectar a su rendimiento.

• Medioambiente: gracias a los avances en la resistencia a la corrosión, los cilindros y actuadores neumáticos pueden utilizarse en temperaturas extremas. También hay disponibles actuadores o cilindros de acero inoxidable.

• Características especiales: si desea ahorrar energía, considere la posibilidad de utilizar un cilindro o actuador neumático integrado, como la válvula y actuador integrados (IVAC) de IMI Norgren. Asegúrese también de que el tamaño del actuador o cilindro es el correcto y apropiado para el funcionamiento previsto.

• Acción simple o acción doble: los actuadores o cilindros neumáticos suelen pertenecer a una de estas dos categorías en función del tipo de aplicación, la fuerza o el movimiento requeridos, el volumen del trabajo y la precisión o el control esperados. Por lo general, un actuador o cilindro neumático contiene un pistón y un vástago en su interior.

• Tipo dependiente de la aplicación: hay disponibles varios tipos de actuadores o cilindros neumáticos, incluidos cilindros sin vástago, cilindros de línea redonda y cilindros compactos.

Tipos de cilindros neumáticos o actuadores neumáticos

Existen varios tipos de cilindros y actuadores neumáticos, en función de la aplicación para la que se necesiten. Pueden ser de acción simple o doble. Estos son algunos ejemplos de los tipos de cilindros y actuadores neumáticos disponibles:

• Cilindros ISOLine de perfil y tirantes: the most commonly found cylinder in industrial automation and are high performing, long lasting and able to operate in high temperatures.

• Roundline Cylinders: ideales para tareas más ligeras y aplicaciones de menor fuerza. Los cilindros de línea redonda están disponibles en acción simple o doble.

• Cilindros compactos: diseñados para maquinaria en la que el espacio es un factor primordial; la gama de Norgren incluye un cilindro compacto con un tercio de la longitud de un actuador de perfil ISO estándar equivalente.

• Válvula y actuador integrados (IVAC): IVAC combina un actuador lineal, una válvula de control sin juntas, dos interruptores tipo reed o estado sólido y reguladores de velocidad, integrados en un mismo producto. Con una mayor eficiencia energética, también significa que se reduce el número de piezas necesarias respetando la norma de dimensiones ISO 15552.

• Actuadores rotativos: de acción doble, el actuador rotativo proporciona un movimiento angular o de giro y está disponible en versiones de paletas giratorias o cremallera y piñón.

• Cilindros sin vástago: este cilindro lineal de acción doble es a la vez ligero y de alta resistencia, vienen en 8 diámetros..

• Actuadores de línea redonda de acero inoxidable y actuadores lineales de tirante ISO de acero inoxidable: para su uso en entornos altamente corrosivos, como la industria alimentaria o farmacéutica. Los actuadores de línea redonda ISO de acero inoxidable cumplen la norma ISO 6432.

Aplicaciones habituales de los cilindros neumáticos o actuadores neumáticos

Los actuadores neumáticos y los cilindros neumáticos pueden utilizarse en una amplia gama de aplicaciones y son especialmente frecuentes en los sistemas de automatización de fábricas. Por ejemplo, en la fabricación, la manipulación de materiales y el embalaje, donde se utilizan para colocar o mover piezas o herramientas y realizar tareas de "pick & place". Otras aplicaciones son la sujeción de piezas mediante mordazas accionadas por el cilindro y el troquelado, en el que el empuje del cilindro neumático de acción simple puede utilizarse para marcar un objeto.

En la industria de alimentación y bebidas, los actuadores neumáticos elásticos y los cilindros con tope se utilizan en la preforma de PET en procesos de llenado en frío y en caliente.

¿Necesito algo más para el funcionamiento de los cilindros neumáticos o los actuadores neumáticos?

Relevant accessories include mounting systems, and additional detection systems should there be a more precise degree of positioning required. Actuators or cylinders can be mounted in a variety of ways, including foot mounts and neck mounts depending on the size of the operation and type of actuator or cylinder used.

También se necesita un regulador de presión para controlar la presión del aire, así como tubos rígidos o flexibles, racores, manómetros y sensores adecuados. Para controlar la velocidad del actuador, se puede utilizar un regulador de caudal en el punto de uso.

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