Calculadora de fuerza y consumo de aire de cilindros neumáticos
Fuerza de empuje y tracción a partir del diámetro y la presión, relación de carga, consumo de aire por ciclo y por minuto (ANR) y velocidad estimada según el caudal de alimentación
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Calcula la fuerza teórica de empuje y tracción de un cilindro neumático a partir de su diámetro y presión, comprueba la relación de carga, estima el aire consumido por ciclo y por minuto y da una velocidad aproximada según el caudal de alimentación.
Cómo se usa
- Elija el «Diámetro del émbolo» de la lista ISO o seleccione «Otro diámetro…». Desmarque «Usar el diámetro de vástago estándar para este émbolo» para introducir su propio vástago.
- Introduzca la «Presión de trabajo (manométrica)», la «Carrera» y los «Ciclos por minuto».
- En «Carga», introduzca la fuerza o la masa a mover y una «Relación de carga objetivo» para ver el émbolo estándar más pequeño que la cumple.
- Opcionalmente, añada el tamaño del tubo y el «Caudal de alimentación disponible (ANR)» para obtener el aire de los tubos y una velocidad media.
- Lea la fuerza, el consumo de aire y la velocidad, y compare otros diámetros en la tabla inferior.
Cómo funciona
- Fuerza = presión × área del émbolo: el empuje usa π × D² ÷ 4 y la tracción π × (D² − d²) ÷ 4 con el diámetro de vástago d. 1 MPa × 1 mm² = 1 N.
- Aire por ciclo (litros, ANR) = (área de empuje + área de tracción) × carrera × (P + 0.1013) ÷ 0.1013 ÷ 10⁶. Los tubos añaden 2 × volumen del tubo × P ÷ 0.1013.
- Los diámetros de vástago siguen ISO 6432 e ISO 15552; el cilindro de un fabricante puede diferir. La fuerza real es menor por el rozamiento de las juntas, y la velocidad ignora las pérdidas de presión y la respuesta de la válvula.
Preguntas frecuentes
- ¿Cuánta fuerza da un cilindro neumático de 50 mm a 0.5 MPa?
- Unos 982 N en empuje y, con un vástago de 20 mm, unos 825 N en tracción. A 0.6 MPa la fuerza de empuje es de unos 1,178 N.
- ¿Con qué relación de carga debo diseñar?
- La práctica habitual es 50 % o menos para movimiento normal, hasta 70 % para sujeción o movimiento lento y alrededor de 30 % para movimiento rápido.
- ¿Cómo calculo el consumo de aire de un cilindro?
- Multiplique el volumen barrido de ambas carreras por (P + 0.1013) ÷ 0.1013. Un cilindro Ø50 × 100 mm a 0.5 MPa consume unos 2.14 L por ciclo, 43 L/min a 20 ciclos.
- ¿Por qué la fuerza de tracción es menor que la de empuje?
- En el lado de retroceso el vástago ocupa parte del émbolo, así que la presión actúa sobre un área menor.