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العربيةCilindro hidráulico de simple efecto
Un cilindro hidráulico de simple efecto recibe aceite a presión por un solo lado: la presión hace salir el vástago y el retorno lo producen la propia carga, la gravedad o un muelle. Tiene un único puerto, un circuito más sencillo y menos piezas que uno de doble efecto, pero no puede tirar de la carga.
Se usa en volteos, prensas, elevadores y gatos, donde la carga vuelve sola. Fenitsa fabrica cilindros hidráulicos a medida; aquí verá sus tipos, su circuito y su fuerza.
¿Qué es un cilindro hidráulico de simple efecto?
En México también se le llama pistón hidráulico de simple efecto. Lo definen tres rasgos:
- Un solo puerto de aceite, en el fondo; la otra cámara respira por un respiradero con filtro o, en un buzo, no existe.
- Fuerza en un solo sentido: empuja o, en versiones a tracción, tira.
- Retorno externo: la carga, la gravedad o un muelle recogen el vástago cuando el aceite se descarga al tanque.
Cómo funciona: retorno por carga, por gravedad o por muelle
Al accionar la válvula, la bomba envía aceite al fondo y el émbolo avanza con toda su área. Cuando la válvula pasa a descarga, el puerto queda conectado al tanque y la fuerza externa empuja el émbolo de vuelta, expulsando el aceite.
La bajada la impulsa la carga, no la bomba: su velocidad depende del peso y del paso que encuentra el aceite. En elevación vertical se monta una válvula reguladora de caudal o de frenado en el retorno para que la carga no caiga de golpe. Con retorno por muelle, la fuerza útil es la del aceite menos la del muelle comprimido, que se indica en la oferta de cada cilindro.
Tipos de cilindros hidráulicos de simple efecto
| Tipo | Cómo retorna | Uso típico |
|---|---|---|
| De buzo (émbolo buzo) | Por la carga o la gravedad; el vástago hace de émbolo | Prensas, elevadores y gatos de gran fuerza |
| Con émbolo y retorno por carga | Por el peso de la carga | Plataformas, mesas elevadoras y basculantes |
| Con retorno por muelle | Por un muelle interior | Sujeción, bloqueo y carreras cortas |
| Telescópico de simple efecto | Por el peso de la caja | Volteos y remolques basculantes |
| Simple efecto a tracción | Por la carga, en sentido contrario | Tensado y cierre |
El buzo es el más robusto: sin émbolo ni junta de émbolo, solo sella en la culata y su vástago grueso resiste bien el pandeo. Diámetros y etapas del telescópico se definen por proyecto (cilindros hidráulicos telescópicos).
Circuito hidráulico de un cilindro de simple efecto
El circuito básico de elevación tiene estos componentes:
| Componente | Función |
|---|---|
| Bomba con motor | Aspira aceite del tanque y lo envía al circuito |
| Válvula limitadora de presión | Fija la presión máxima y devuelve el exceso al tanque |
| Válvula direccional de 3 vías | Envía aceite al cilindro, lo bloquea o lo descarga al tanque |
| Válvula de bloqueo | Antirretorno pilotada o de asiento: sostiene la carga sin fugas |
| Válvula reguladora de caudal | Controla la velocidad de bajada |
| Filtro de retorno y tanque | Limpian y almacenan el aceite que vuelve |
- Tapa trasera (fondo)
- Fijación trasera de horquilla
- Puerto A — lado del fondo (área completa)
- Camisa (tubo bruñido)
- Tirantes y tuercas
- Pistón (émbolo)
- Junta del pistón
- Anillos guía del pistón
- Vástago (cromo duro)
- 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
Cámara del fondo — la presión actúa sobre toda el área del pistón
Diámetros y carreras disponibles
Se fabrican a medida; como referencia, estos son los límites de la gama estándar (catálogo FDH). Las medidas se confirman en la oferta; los diámetros mayores, bajo pedido.
| Parámetro | Valor |
|---|---|
| Diámetros | Ø40, 50, 63, 80, 100, 125, 160 y 200 mm |
| Vástagos | Ø25 a Ø125 mm, dos o tres opciones por diámetro |
| Carreras estándar | 100, 200, 300, 400 y 500 mm |
| Carrera máxima | 5000 mm |
| Presión | 160 bar de trabajo, 240 bar de prueba, 250 bar opcional |
| Juntas y temperatura | NBR (estándar) o Viton; −20 °C a +80 °C, o −30 °C a +200 °C con juntas especiales |
Fuerza de empuje de un cilindro de simple efecto
F = p × AA = π × D² / 4| Diámetro (émbolo o buzo) | 100 bar (t) | 160 bar (t) | 210 bar (t) |
|---|---|---|---|
| Ø40 mm | 1,3 | 2,1 | 2,7 |
| Ø50 mm | 2,0 | 3,2 | 4,2 |
| Ø63 mm | 3,2 | 5,1 | 6,7 |
| Ø80 mm | 5,1 | 8,2 | 10,8 |
| Ø100 mm | 8,0 | 12,8 | 16,8 |
| Ø125 mm | 12,5 | 20,0 | 26,3 |
| Ø160 mm | 20,5 | 32,8 | 43,1 |
| Ø200 mm | 32,0 | 51,3 | 67,3 |
Ejemplo: un basculante de 15 t a 160 bar. Con un 20 % de reserva, 18,0 t: D = 118,5 mm, así que Ø125 mm, con 20,0 t. Otros casos, en la calculadora de fuerza hidráulica.
Simple efecto frente a doble efecto
| Simple efecto | Doble efecto | |
|---|---|---|
| Puertos | Uno, más respiradero | Dos |
| Válvula | 3 vías (3/2 o 3/3) | 4 vías (4/2 o 4/3) |
| Retorno | Carga, gravedad o muelle | Presión de aceite |
| Fuerza de tracción | No | Sí, sobre el área anular |
| Velocidad de retorno | Depende de la carga | Controlada por el caudal |
| Posición de montaje | Vertical o con carga que retorna | Cualquiera |
| Mangueras | Una | Dos |
| Coste y mantenimiento | Menor: menos juntas y circuito sencillo | Mayor, pero más versátil |
Si la máquina tiene que tirar de la carga, bajarla con fuerza o trabajar en horizontal, elija un cilindro hidráulico de doble efecto.
Aplicaciones típicas
Volteos y remolques
Telescópicos o de buzo; la caja baja por su peso. Cilindros para volquetes.
Prensas
Pistones de buzo que retornan por gravedad o con cilindros auxiliares. Cilindros para prensas.
Elevadores y plataformas
Mesas elevadoras, montacargas y plataformas de tijera. Sistemas de elevación.
Fijaciones y datos para el pedido
Las fijaciones son las de un doble efecto: bridas, horquillas, rótulas, muñón o patas. En elevación se suele articular el cilindro en ambos extremos para que siga el arco de la carga sin esfuerzos laterales (equipos de montaje).
Al pedir, además de diámetro, carrera, presión y fijaciones, indique el tipo de retorno y, si es por muelle, la fuerza neta al final de la carrera.
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.
Cilindro de simple efecto: preguntas frecuentes
Respuestas breves de nuestros ingenieros.
¿Puede un cilindro de simple efecto tirar de una carga?
No, salvo que esté construido para trabajar a tracción; entonces tira, pero no empuja. Para empujar y recoger el vástago con fuerza hace falta un doble efecto.
¿Por qué un cilindro de simple efecto baja demasiado rápido?
Porque la carga empuja el aceite al tanque sin freno. Se corrige con una válvula reguladora de caudal o de frenado en el retorno, que limita el caudal de salida.
¿Se puede usar un cilindro de doble efecto como simple efecto?
Sí: se alimenta solo el puerto del fondo y el del vástago se conecta al tanque o a un respiradero con filtro, nunca taponado, porque esa cámara quedaría presurizada o en vacío. La carga debe poder devolver el vástago.
¿Cuánta fuerza da un cilindro de simple efecto de 100 mm?
A 160 bar, un cilindro de simple efecto de Ø100 mm empuja 12,8 t (125,7 kN); si retorna por muelle, algo menos.
¿Para qué sirve el respiradero?
Deja entrar y salir el aire de la cámara sin presión cuando el émbolo se mueve. Debe llevar filtro y estar protegido del agua; si no, el cilindro aspira suciedad y humedad en cada carrera.
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Carrera larga desde un cuerpo corto.
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Diagrama numerado y materiales.