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العربيةCilindro (pistón) neumático de simple efecto
Un cilindro neumático de simple efecto —o pistón neumático de simple efecto— usa aire comprimido para mover el émbolo en un solo sentido; un muelle interior, o la propia carga, lo devuelve cuando el aire se descarga. Necesita un solo puerto y una válvula 3/2, y gasta la mitad de aire que uno de doble efecto.
A cambio, el muelle acorta la carrera útil y resta fuerza. Fenitsa suministra versiones de simple efecto bajo pedido junto a su gama de cilindros neumáticos ISO 15552 y CETOP.
Cómo funciona un pistón neumático de simple efecto
El aire entra por el puerto del fondo y empuja toda el área del émbolo, que avanza, saca el vástago y comprime el muelle. Cuando la válvula conmuta a escape, la presión cae y el muelle devuelve el émbolo a su posición de reposo.
La otra cámara respira a la atmósfera por un pequeño orificio; con polvo o humedad conviene un filtro o silenciador, porque en cada retorno entra aire del entorno. En el retorno solo actúa el muelle, así que su fuerza y su velocidad no se regulan con la presión.
- Tapa trasera (fondo)
- Fijación trasera de horquilla
- Puerto A — lado del fondo (área completa)
- Camisa (tubo del cilindro)
- Tirantes y tuercas
- Pistón (émbolo)
- Junta del pistón
- Anillos guía del pistón
- Vástago
- Tapa delantera (culata)
- Casquillo guía del vástago
- Junta del vástago
- Rascador
- Respiradero — lado del vástago abierto al aire
- Amortiguación y tornillo de regulación
- Juntas tóricas estáticas
- Ojo del vástago
- Muelle de retorno
Cámara del fondo — la presión actúa sobre toda el área del pistón
La válvula 3/2
Tiene tres vías —presión, cilindro y escape— y dos posiciones. La normalmente cerrada conecta en reposo el cilindro con el escape y, al accionarla con botón, pedal o solenoide, da presión al cilindro y el vástago sale; la normalmente abierta hace lo contrario, útil en bloqueos que deben actuar si falta la señal eléctrica. La velocidad de salida se regula estrangulando la entrada, y la de retorno, el escape.
Muelle de empuje, muelle de tracción o retorno por carga
| Tipo | Posición de reposo | Qué hace el aire | Uso típico |
|---|---|---|---|
| Retorno por muelle | Vástago recogido | Saca el vástago comprimiendo el muelle | Sujetar, expulsar, empujar piezas |
| Vástago fuera en reposo | Vástago extendido | Recoge el vástago contra el muelle | Topes y bloqueos que deben quedar cerrados sin aire |
| Retorno por carga, sin muelle | Depende de la carga | Levanta o empuja; la carga lo devuelve | Elevación ligera en vertical |
El retorno por muelle es el más común; sin muelle se aprovecha toda la fuerza del aire, siempre que la carga devuelva el émbolo.
Fuerza: aire menos muelle
Fneta = p × A − FmuelleA = π × D² / 4Con p en bar y D en mm, la fuerza del aire es p × 0,1 × A newtons (A en mm²). El muelle empuja al máximo al final de la carrera, comprimido: dimensione para que ahí la fuerza neta siga bastando, con un margen de 1,5 a 2 para rozamiento y cargas dinámicas. La fuerza del muelle depende del muelle de cada carrera y se indica en la oferta; la tabla da la fuerza del aire antes de restarlo.
| Diámetro | N a 4 bar | N a 6 bar | N a 8 bar | kgf a 6 bar |
|---|---|---|---|---|
| Ø32 mm | 322 | 483 | 643 | 49 |
| Ø40 mm | 503 | 754 | 1005 | 77 |
| Ø50 mm | 785 | 1178 | 1571 | 120 |
| Ø63 mm | 1247 | 1870 | 2494 | 191 |
| Ø80 mm | 2011 | 3016 | 4021 | 308 |
| Ø100 mm | 3142 | 4712 | 6283 | 481 |
Para otros diámetros y presiones use la calculadora de cilindro neumático.
Consumo de aire
Aire libre por carrera de trabajo, carrera 100 mm a 6 bar.
| Diámetro | Litros por ciclo | L/min a 10 ciclos/min |
|---|---|---|
| Ø32 mm | 0,56 | 5,6 |
| Ø40 mm | 0,87 | 8,7 |
| Ø50 mm | 1,36 | 13,6 |
| Ø63 mm | 2,16 | 21,6 |
| Ø80 mm | 3,48 | 34,8 |
| Ø100 mm | 5,44 | 54,4 |
Consumo por ciclo ≈ A × carrera × (p + 1,013) / 1,013. Al llenar una sola cámara, un simple efecto gasta aproximadamente la mitad que un doble efecto; para otras carreras y frecuencias, escale en proporción.
Dónde conviene un simple efecto
Sujeción
Carreras cortas en utillajes; si falla el aire, el muelle lleva la pinza a una posición conocida.
Expulsión y empuje
Sacar piezas de un molde o de una banda, donde el retorno no lleva carga.
Topes y bloqueos
Con vástago fuera en reposo, el tope queda cerrado hasta que llega el aire.
Simple efecto o doble efecto
| Simple efecto | Doble efecto | |
|---|---|---|
| Conexiones de aire | Una, más respiradero | Dos |
| Válvula | 3/2 | 5/2 o 5/3 |
| Retorno | Muelle o carga | Aire comprimido |
| Fuerza en el retorno | Solo la del muelle | La del aire sobre el área anular |
| Carrera útil | Corta, limitada por el muelle | Larga |
| Consumo de aire | Aproximadamente la mitad | Llena las dos cámaras en cada ciclo |
Todos los cilindros del catálogo Fenitsa son de doble efecto: vea cilindro neumático de doble efecto y cilindro ISO FMY (Ø32–Ø100).
Qué indicar al pedir
- Diámetro y carreraAmbos en mm.
- Fuerza netaLa que necesita al final de la carrera, tras restar el muelle, y la presión disponible.
- Posición de reposoVástago recogido o extendido sin aire.
- EntornoJuntas de PU de −20 °C a +80 °C o de Viton para más calor.
Envíenos los datos de su cilindro
Diámetro de pistón y vástago, carrera, presión de trabajo, fijaciones y cantidad, o bien un plano o una foto del cilindro que quiere reemplazar. Nuestros ingenieros le envían una propuesta técnica y el presupuesto. info@fenitsa.com.
Pistón neumático de simple efecto: preguntas frecuentes
Respuestas breves de nuestros ingenieros.
¿Qué pasa si falla el aire?
El muelle devuelve el émbolo a su posición de reposo. Por eso el retorno por muelle se elige para sujeciones, topes y bloqueos que deben quedar en una posición conocida cuando se corta el aire.
¿Cómo se calcula la fuerza de un pistón neumático de simple efecto?
Fuerza del aire, p × A, menos la del muelle. Con Ø50 mm a 6 bar el aire da 1178 N; a esa cifra se resta el muelle en su punto más comprimido, al final de la carrera.
¿Puede un pistón neumático de simple efecto tener carrera larga?
Normalmente no: el muelle comprimido ocupa longitud dentro del cilindro y su fuerza crece con la carrera. Para carreras largas lo práctico es un doble efecto.
¿Gasta menos aire un cilindro de simple efecto?
Sí. Solo consume aire en la carrera de trabajo: aproximadamente la mitad que un doble efecto del mismo diámetro y carrera.
¿Se puede convertir un cilindro neumático de doble efecto en simple efecto?
Sí, si la carga devuelve el émbolo: se alimenta un solo puerto con una válvula 3/2 y el otro queda abierto a la atmósfera con un filtro o silenciador.
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