Fórmula del cálculo de cilindro hidráulico
La fuerza de empuje y de tracción se calcula con estas fórmulas: P es la presión (1 bar = 0,1 N/mm²), D el diámetro del pistón y d el del vástago, en mm.
F_empuje = P × π × D² / 4F_tracción = P × π × (D² − d²) / 41 t-fuerza = 9.807 N
Ejemplo resuelto
160 bar, pistón Ø80 mm, vástago Ø45 mm: área del pistón π × 80² / 4 = 5.027 mm². Empuje 16 N/mm² × 5.027 mm² = 80.425 N ≈ 8,2 t (80,4 kN). Área anular π × (80² − 45²) / 4 = 3.436 mm², tracción 54.978 N ≈ 5,6 t.
En la práctica, por la fricción de las juntas y las pérdidas de presión, se obtiene alrededor del 90–95 % del valor teórico: deje un margen del 20–30 %.
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Tabla de fuerza de cilindros hidráulicos (toneladas)
| Diámetro | Área, cm² | 100 bar | 160 bar | 210 bar | 250 bar |
|---|---|---|---|---|---|
| Ø32 | 8,0 | 0,8 | 1,3 | 1,7 | 2,1 |
| Ø40 | 12,6 | 1,3 | 2,1 | 2,7 | 3,2 |
| Ø50 | 19,6 | 2,0 | 3,2 | 4,2 | 5,0 |
| Ø63 | 31,2 | 3,2 | 5,1 | 6,7 | 7,9 |
| Ø80 | 50,3 | 5,1 | 8,2 | 10,8 | 12,8 |
| Ø100 | 78,5 | 8,0 | 12,8 | 16,8 | 20,0 |
| Ø125 | 122,7 | 12,5 | 20,0 | 26,3 | 31,3 |
| Ø160 | 201,1 | 20,5 | 32,8 | 43,1 | 51,3 |
| Ø200 | 314,2 | 32,0 | 51,3 | 67,3 | 80,1 |
Para la tracción reste el área del vástago. Para otras medidas use la calculadora de arriba.
Comprobación del pandeo del vástago
En cilindros de carrera larga que trabajan en empuje, el vástago comprimido puede pandear. Si la carrera supera unas 10 veces el diámetro del vástago, se hace el cálculo de Euler para el montaje real y, si hace falta, se aumenta el vástago o se cambia la fijación.
Cálculo de cilindro hidráulico – preguntas frecuentes
¿Cómo se calcula la fuerza de un cilindro hidráulico?
La fuerza es la presión por el área del pistón: F = P × A. La presión en bar se multiplica por 0,1 para obtener N/mm² y el área se calcula con A = π × D² / 4 en mm². El resultado está en newtons; para pasarlo a toneladas se divide entre 9.807.
¿Cuánta fuerza da un cilindro de 80 mm a 160 bar?
Área 5.027 mm²; fuerza de empuje 16 × 5.027 ≈ 80.425 N ≈ 8,2 t. Con vástago de 45 mm la fuerza de tracción es de unas 5,6 t.
¿Cómo se calcula la fuerza de tracción?
En tracción el aceite actúa sobre el área anular sin el vástago: F = P × π × (D² − d²) / 4, por eso siempre es menor que la de empuje.
¿Hay que añadir un margen de seguridad?
Sí: entre un 20 y un 30 % sobre la fuerza calculada por fricción, pérdidas de presión y cargas dinámicas. En carreras largas hay que comprobar el pandeo del vástago.