Elegir el cilindro adecuado puede hacer toda la diferencia, ya que esto hará que tus procesos sean más eficientes.
Hidráulico vs. Neumático
Aunque los sistemas neumáticos son en algunos aspectos más simples. Generalmente son incapaces de lograr la transferencia de cargas y fuerzas más altas.
Los cilindros hidráulicos también tienen la ventaja de un movimiento más suave y controlable, ya que están desprovistos de la acción de resorte asociada con la liberación de medios fluidos gaseosos.
Como beneficio adicional, los sistemas hidráulicos pueden realizar funciones auxiliares como lubricar y enfriar.
Sin embargo, dado que la disponibilidad de energía y medios es un factor innegociable en el diseño del sistema de energía de fluidos. Debe tenerse en cuenta que un sistema neumático diseñado y dimensionado correctamente puede lograr un mayor rendimiento donde no se requiere una huella compacta.
Factores de diseño en la especificación del cilindro hidráulico
Especificar cilindros hidráulicos es esencialmente un acto de equilibrio, ya que cada factor de diseño influye en una o más de las muchas otras consideraciones de diseño.
Aunque las normas NFPA y las directrices que cumplen con ISO son un excelente punto de partida para el diseño de sistemas hidráulicos, muchas industrias tienen sus propias directrices.
Trabajar con un fabricante de ingeniería con experiencia en todos estos estándares puede acelerar el proceso de diseño.
Los fabricantes de cilindros pueden ofrecer una gama de opciones capaces de lograr el más amplio alcance de requisitos de rendimiento que aumentan la probabilidad de que los componentes estándar cumplan con los criterios de diseño de una aplicación.
Factores a considerar en cilindros hidráulicos:
Los principales factores a considerar al especificar cilindros hidráulicos incluyen:
Capacidad
Los sistemas de servicio mediano representan la mayoría de las aplicaciones industriales y generalmente tienen 1000 PSI. Los cilindros hidráulicos estándar de servicio pesado son capaces de manejar presiones de hasta 3000 PSI. Generalmente se requieren para prensas hidráulicas, aplicaciones automotrices y otras aplicaciones industriales relacionadas.
Requisitos de distancia de carrera
Aunque son posibles distancias de carrera personalizadas superiores a 10 pies (3,05 m). La clasificación de presión puede ser una preocupación. Es necesario determinar el diámetro de la varilla para manejar la carga.
Velocidad
Los sellos de cilindro hidráulico estándar pueden manejar fácilmente velocidades de hasta 3,28 pies (1 metro) por segundo. El umbral de tolerancia para los cojines estándar es aproximadamente dos tercios (2/3) de esa velocidad. Con frecuencia, un sello estándar de baja fricción es la mejor opción para aplicaciones de mayor velocidad.
Temperatura
Los sistemas de cilindros hidráulicos que utilizan componentes estándar pueden diseñarse para cumplir con temperaturas de aplicación de hasta 500 ° F (260 ° C) y tan frías como -65 ° F (-54 ° C). Las aplicaciones que requieren temperaturas extremas en uno o ambos extremos del espectro de temperatura requieren un amplio conocimiento de la interdependencia de los componentes individuales para lograr el mejor equilibrio entre las expectativas de rendimiento a corto y largo plazo.
Estilos de montaje
Hay tres tipos:
a) Montajes fijos que absorben la fuerza a lo largo de la línea central de un cilindro
b) Montajes fijos que no absorben la fuerza a lo largo de la línea central
c) Montajes pivotantes que impulsan una carga en una trayectoria curva.
Tamaño del orificio del cilindro
El tamaño del orificio está relacionado con la presión de funcionamiento. Es la cantidad de fuerza de empuje o tracción requerida lo que determina el tamaño del orificio necesario.
Tamaño del vástago del pistón
Los ingenieros de diseño OEM probablemente soliciten la personalización de los tamaños del vástago del pistón con más frecuencia que cualquier otro componente del cilindro hidráulico. Recuerde siempre considerar que empujar o tirar nunca es independiente de la longitud de la carrera al determinar el tamaño de la barra.
Configuraciones de cilindro
Para aplicaciones que requieren la misma fuerza de presión en ambos lados del pistón. Una configuración de cilindro de doble acción estándar que usa presión para extender y retraer el cilindro. Combinada con una válvula de control direccional de cuatro vías para dirigir la presión a la cabeza o al tapa final, es casi siempre preferible a soluciones más personalizadas.
Extremos de varilla / roscado de varilla
Las roscas estándar se pueden hacer en formato métrico o en pulgadas, la personalización rara vez se necesita o se justifica debido a demoras, gastos y la imposibilidad de acoplarse fácilmente con los componentes accesorios.
Tubo del cuerpo del cilindro
Los cuerpos de los cilindros estándar son de acero liso o cromados y podrán manejar la mayoría de las aplicaciones. El uso de aceros aleados, acero inoxidable o materiales de latón prevalece en aplicaciones especiales como un entorno de tipo agua.
Tubería de parada
La tubería de parada se utiliza generalmente para alargar la distancia entre el cojinete de la biela y el cojinete del pistón con el fin de reducir la carga del cojinete en los cilindros de carrera de empuje cuando el cilindro está completamente extendido. La tubería de parada es especialmente crítica para los cilindros montados horizontalmente, donde ayuda a restringir la posición extendida de la varilla.
Sellos
Los fabricantes de sistemas hidráulicos con experiencia ofrecerán sellos para cumplir con una gama completa de temperaturas y tipos de fluidos y pueden ayudar a guiar la especificación de un ingeniero para cumplir con los requisitos precisos de la aplicación.
Consideraciones adicionales
Cada aplicación industrial es única y hay muchos componentes auxiliares involucrados en las especificaciones de los cilindros hidráulicos.
Cojines absorbentes de energía, bloques de apoyo, circuitos regenerativos, puertos de sobredimensionamiento o subdimensionamiento: todo esto y más contribuyen a optimizar el rendimiento de los sistemas hidráulicos, según los requisitos de rendimiento específicos de cada aplicación.
Al igual que con la especificación de componentes más fundamentales, la selección de componentes auxiliares adecuados puede presentar desafíos de especificación.
Por ejemplo, los cojines están destinados a retardar la fuerza del movimiento, pero los ingenieros de OEM a veces pasan por alto el hecho de que los fluidos normalmente no se mueven muy rápido de todos modos y pueden no requerir tal redundancia en ciertos tipos de sistemas.
Un ingeniero puede tener la tentación de adoptar un enfoque de «cinturón y tirantes» para diseñar sistemas de empujar / tirar utilizando cojines con sistemas de cilindro de resorte. Pasando por alto el hecho de que el aceite debe abrirse camino a través de la tapa, las mangueras, las válvulas, etc.
En tales casos, especificar cilindros estándar de acción simple con cojines puede ser más prudente que intentar insertar cojines en cilindros de resorte.
Ciertamente, hay aplicaciones para las que especificar el cilindro correcto para el trabajo correcto requiere cierta personalización, ya sea en el tamaño del componente, el tipo de material o la configuración. Sin embargo, la mayoría de las veces, asociarse con un fabricante experimentado de soluciones de sistemas hidráulicos en las primeras etapas del proceso de diseño le ahorrará tiempo y dinero al equipo de ingeniería del OEM y, al mismo tiempo, garantizará que el sistema realice sus tareas asignadas de la manera más eficiente posible durante el mayor tiempo posible.
Viernes, 8 de mayo de 2020 por