resumen de accionamiento de los cilindros en mecatronica

1. ACCIONAMIENTO DE CILINDRO
Un cilindro actuador en el cual la superficie trasversal del pistón es menos de una
mitad de la superficie transversal del elemento móvil se conoce como cilindro de
pistón. Este tipo de cilindro se utiliza normalmente para aplicaciones que requieran
funciones tanto de empuje como de tracción.
El cilindro tipo pistón es el tipo más comúnmente usado en los sistemas de
potencia fluida .Las partes esenciales de un cilindro tipo pistón son un barril
cilíndrico o camisa, un pistón y un vástago, cabezales extremos, y guarniciones
convenientes para mantener el sellado. Los cabezales se encuentran fijados en
los extremos de la camisa. Estos cabezales extremos contienen generalmente los
puertos fluidos. Un cabezal extremo del vástago contiene una perforación para
que el vástago de pistón pase a través del mismo. Sellos convenientes llamados
guarniciones se utilizan entre la perforación y el vástago del pistón pa5ra evitar
que el líquido se escape hacia afuera y para evitar que la suciedad y otros
contaminantes entren en su camisa. El cabezal del extremo contrario de la
mayoría de los cilindros está provisto de un vínculo mecánico para asegurar el
cilindro actuador a algún tipo de estructura. Este cabezal extremo se conoce como
el cabezal de anclaje.
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3. Cilindro de simple efecto
El cilindro de simple efecto consta de dos posiciones y un único sentido de avance.
La primera posición tiene lugar con un pulso de aire con el que el vástago se
desplaza hacia la derecha comprimiendo el muelle y una segunda posición en la
que el muelle se expande y recupera su posición inicial.No obstante este muelle no
es obligatorio y puede no aparecer, en estos casos se suele hablar de un cilindro
vertical en el que la fuerza de éste es sustituida por el propio peso del émbolo y
vástago.
Las válvulas se clasifican en función de las vías y posiciones, para este ejercicio
tomamos un cilindro de simple efecto unido a una válvula de 3/2. Para comprobar
su funcionamiento lo simulamos en el programa fluidsim de manera que añadimos
al mecanismo un pulsador que nos permitirá accionar el mecanismo y comprobar
las dos posiciones posibles del cilindro: la primera posición se obtiene al dejar el
pulsador sin presionar de manera que el émbolo al no haber ninguna fuerza ejercida
por el aire que está a presión atmósferica se mantiene en la posición fija inicial.Al
presionar el pulsador,el aire comprimido empuja al vástago que genera la
contracción del muelle pasando este aire comprimido a la válvula. Si soltamos el
pulsador el muelle obligará al émbolo a regresar a su posición inicial.
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4. Cilindro de doble efecto
En este tipo de cilindros a diferencia de los de simple efecto existen dos entradas
de aire y dos sentidos, uno de avance y otro de retroceso. Además para cada
sentido es necesaria una fuerza efectiva de distinto valor pues la superficie
efectiva en cada caso también lo es.
Podemos clasificar este tipo de cilindros atendiendo a si constan o no de unos
amortiguadores internos pues los cilindros que trabajan a altas velocidades suelen
requerir de unos dispositivos que amortigüen el final de carrera. Así mismo otra
clasificación posible puede realizarse atendiendo al tipo de accionamiento de la
válvula:
Cilindros de accionamiento manual
Al igual que en el caso expuesto para cilindros de simple efecto para este tipo de
cilindros se emplea un pulsador para poner en funcionamiento el mecanismo. En
este caso la válvula que compone el mecanismo será 4/2.
Tras la simulación en fluidsim observamos que en la posición inicial el aire se
mantiene a presión atmosférica y no actúa ninguna fuerza sobre el émbolo;
mientras que si apretamos el pulsador estaremos abriendo el conducto de aire
comprimido de manera que se generará una fuerza sobre el vástago que se
desplazará hacia la derecha comprimiendo el muelle. De nuevo al soltar el
pulsador la fuerza sobre el vástago cesará de manera que el émbolo volverá a su
posición inicial gracias a la expansión del muelle y el conducto de aire comprimido
se cerrará.
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5. Cilindros de accionamiento neumático
Finalmente en este ejercicio vamos a tratar aquellos cilindros que se accionan de
manera neumática. Para resolver este problema conectamos dos válvulas 3/2 a
las salidas de la válvula 5/2 de manera que la válvula izquierda, accionada por un
pulsador, proporciona la fuerza necesaria para desplazar el émbolo del cilindro
hacia la derecha. Por otro lado, la válvula derecha se encarga de realizar la fuerza
necesaria para que el aire vuelva a salir del cilindro y el émbolo recupere su
posición inicial.
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