Cálculo de cilindros neumáticos de simple y doble efecto

Summary

El guion trata sobre el cálculo de fuerzas teóricas y reales en cilindros neumáticos de simple y doble efecto, utilizando una máquina herramienta. Se explica cómo se calcula el desplazamiento del vástago y se proporcionan las unidades de medida. Se detallan los diámetros del émbolo y del vástago, y se calcula la presión de trabajo. Se discuten las fórmulas para el cálculo de fuerzas y se ajustan según el tipo de cilindro. Además, se calcula el trabajo realizado y el consumo de aire, aplicando la ley de Boyle-Mariotte para determinar el volumen de aire en condiciones normales.

Takeaways

• 🔧 Se discute un problema relacionado con un cilindro neumático, una herramienta que utiliza un cilindro para realizar trabajo mecánico.
• ⚙️ El desplazamiento del vástago del cilindro es de 60 milímetros, lo que indica la distancia que recorre durante su funcionamiento.
• 📏 Se mencionan dimensiones específicas para el émbolo y el vástago, que miden 50 y 10 milímetros respectivamente.
• 🛠️ La presión de trabajo es de 6 kilos por centímetro cuadrado, un dato crucial para calcular la fuerza teórica y real del cilindro.
• 🔢 Se calcula la fuerza teórica para un cilindro de simple efecto, teniendo en cuenta la presión y la superficie del émbolo.
• ⚖️ Se tiene en cuenta una fuerza de rozamiento del 10% y una resistencia del muelle del 6% para determinar la fuerza real del cilindro.
• 🔄 Se explica el funcionamiento tanto de cilindros de simple efecto, que trabajan solo en un sentido, como de doble efecto, que trabajan en ambos sentidos.
• 📐 Se calcula la fuerza real en el avance y el retroceso para un cilindro de doble efecto, considerando diferentes factores de resistencia.
• 🔩 Se realiza un cálculo del trabajo realizado por el émbolo solo en el sentido del retroceso del vástago, proporcionando un valor en newton-metro.
• 💨 Se calcula el consumo de aire del cilindro de doble efecto en litros por minuto, basado en la frecuencia de trabajo y el volumen desplazado.

Q & A

¿Qué herramienta se describe en el guion y qué es su función principal?

Se describe una máquina herramienta que utiliza un cilindro neumático, la cual puede ser de simple o doble efecto, y su función principal es realizar movimientos de avance y retroceso para tareas específicas.

¿Cuál es el desplazamiento del vástago mencionado en el guion?

El desplazamiento del vástago es de 60 milímetros, lo que también se puede expresar como seis centímetros.

¿Cuáles son las dimensiones del émbolo y del vástago según el guion?

Las dimensiones del émbolo son de 50 milímetros (5 centímetros) y del vástago son de 10 milímetros (1 centímetro).

¿Qué presión de trabajo se indica para el cilindro neumático?

La presión de trabajo indicada es de 6 kilos por centímetro cuadrado.

Si el cilindro es de simple efecto, ¿cuál sería la fuerza teórica y cómo se calcula?

La fuerza teórica para un cilindro de simple efecto se calcula multiplicando la presión por la superficie del émbolo, que es π/4 multiplicado por el diámetro al cuadrado del émbolo. En este caso, sería 6 kilos por centímetro cuadrado multiplicado por 19,635 centímetros cuadrados, resultando en 117,81 kilopondios, que en el sistema internacional serían 1,154,54 newtons.

¿Cómo se calcula la fuerza real en el cilindro de simple efecto, teniendo en cuenta las fuerzas de rozamiento y el muelle?

La fuerza real se calcula restando al 10% de la fuerza teórica por rozamiento y al 6% por el muelle, lo que se traduce en una disminución del 16% de la fuerza teórica.

¿Cuál es la diferencia principal entre el funcionamiento de un cilindro de simple efecto y uno de doble efecto?

En un cilindro de simple efecto, el trabajo se realiza solo en el avance, mientras que en un cilindro de doble efecto, el trabajo se realiza tanto en el avance como en el retroceso, aprovechando ambos movimientos.

Si el cilindro es de doble efecto, ¿cómo se calcula la fuerza teórica en el avance y en el retroceso?

En el avance, la fuerza teórica se calcula con la superficie total del émbolo, mientras que en el retroceso, se restan las áreas ocupadas por el vástago de la superficie total del émbolo para obtener la superficie efectiva.

¿Cómo se determina el consumo de aire en litros por minuto para un cilindro de doble efecto trabajando a 10 agujeros por minuto?

Se calcula sumando el volumen de aire consumido en el avance y el retroceso, multiplicando por la frecuencia de trabajo (10 agujeros por minuto), resultando en 2,3 litros por minuto.

Según la reacción de Boyle-Mariotte, ¿cómo se calcula el volumen de aire en condiciones normales?

La presión absoluta (presión de trabajo más presión atmosférica) por el volumen consumido en el cilindro es constante. Por lo tanto, el volumen de aire en condiciones normales se calcula dividiendo el volumen consumido en el cilindro por la presión absoluta en atmósferas.