Cilindro (pistón) neumático de doble efecto

Un cilindro neumático de doble efecto —o pistón neumático de doble efecto— tiene una conexión de aire en cada tapa: el aire comprimido saca el vástago por un lado y lo recoge por el otro. Trabaja en los dos sentidos, permite regular la velocidad de cada carrera y su carrera no está limitada por un muelle.

Todos los cilindros neumáticos de catálogo de Fenitsa son de doble efecto: series ISO 15552 FMY y CETOP PAG-PAGY y PNS-PNSY, de Ø32 a Ø320 mm, para 1,5–10 bar.

Cilindros neumáticos de doble efecto de Fenitsa

Cómo funciona un pistón neumático de doble efecto

Cuando la válvula envía aire a la conexión A, en la tapa trasera, la presión actúa sobre toda el área del émbolo y el vástago sale; el aire de la cámara delantera escapa por la conexión B. Al conmutar la válvula, el aire entra por B, actúa sobre el área anular y recoge el vástago mientras A descarga.

Como el vástago ocupa parte de la cara delantera, la tracción siempre es algo menor que el empuje: alrededor de un 16 % menos en un Ø40 mm con vástago Ø16 mm y un 4 % en un Ø320 mm con vástago Ø63 mm.

Esquema en corte de un cilindro neumático de doble efecto con conexiones A y B y piezas numeradas1234567891011121314151617
Cilindro neumático de doble efecto — Dibujo esquemático (sin escala).
  1. Tapa trasera (fondo)
  2. Fijación trasera de horquilla
  3. Puerto A — lado del fondo (área completa)
  4. Camisa (tubo del cilindro)
  5. Tirantes y tuercas
  6. Pistón (émbolo)
  7. Junta del pistón
  8. Anillos guía del pistón
  9. Vástago
  10. Tapa delantera (culata)
  11. Casquillo guía del vástago
  12. Junta del vástago
  13. Rascador
  14. Puerto B — lado del vástago (área anular)
  15. Amortiguación y tornillo de regulación
  16. Juntas tóricas estáticas
  17. Ojo del vástago

Cámara del fondo — la presión actúa sobre toda el área del pistón · Cámara del vástago — la presión actúa sobre el área anular

Circuito neumático de un pistón de doble efecto

Válvulas para cilindros de doble efecto
VálvulaQué haceCuándo usarla
5/2 monoestableVuelve a su posición de reposo por muelleEl cilindro debe ir a una posición conocida si se corta la señal
5/2 biestableMantiene la última posición mandadaCiclos por impulsos; memoria de posición
5/3 centro cerradoBloquea las dos cámarasParar a mitad de carrera (con aire atrapado)
5/3 centro abiertoDescarga las dos cámarasDejar el vástago libre para moverlo a mano

Delante de la válvula va una unidad de mantenimiento: filtro, regulador y, si hace falta, lubricador. La velocidad se regula con reguladores de caudal en el escape de cada cámara, que dan un movimiento más estable que estrangular la entrada, y los silenciadores reducen el ruido de descarga.

Fuerza de empuje y tracción a 6 bar (Ø32–Ø320)

Valores teóricos; descuente alrededor de un 10 % por rozamiento.

Fuerza de un cilindro neumático de doble efecto a 6 bar
Diámetro (mm)Vástago (mm)Empuje (N)Tracción (N)Empuje (kgf)Tracción (kgf)
Ø32Ø124834154942
Ø40Ø167546337765
Ø50Ø201178990120101
Ø63Ø2018701682191172
Ø80Ø2530162721308278
Ø100Ø2547124418481450
Ø125Ø3273636881751702
Ø160Ø4012.06411.31012301153
Ø200Ø4018.85018.09619221845
Ø250Ø5029.45228.27430032883
Ø320Ø6348.25546.38549214730

Empuje F = p × A; tracción F = p × (A − a). El catálogo Fenitsa redondea con 1 kg ≈ 10 N: 471 kg de empuje y 441 kg de tracción para Ø100 mm, o 4823 kg y 4638 kg para Ø320 mm. Para otras presiones use la calculadora de cilindro neumático.

Ejemplo: cuando manda la tracción

Un cilindro recoge un carro que opone 420 N de resistencia en la carrera de retorno; la red da 6 bar. Aprovechando el 60 % de la fuerza teórica, esta debe ser 420 / 0,6 = 700 N. Mirando solo el empuje bastaría un Ø40 mm (754 N), pero la carga se mueve en tracción y el Ø40 mm con vástago Ø16 tira solo 633 N.

La elección correcta es Ø50 mm: 990 N de tracción. Cuando la carga trabaja en el retorno, dimensione con el área anular.

Simple efecto o doble efecto

Cilindro neumático de simple efecto frente a doble efecto
Simple efectoDoble efecto
Conexiones de aireUna (más un respiradero)Dos
Válvula3/25/2 o 5/3
RetornoMuelle (resorte) o cargaAire comprimido
Fuerza en el retornoSolo la del muelleTracción completa (área anular)
CarreraCorta, limitada por el muelleLarga
Consumo de aireAproximadamente la mitadLlena las dos cámaras en cada ciclo
Si falta el aireEl muelle lo lleva a su posiciónSe queda donde está (según la válvula)
Regulación de velocidadSolo en la carrera de trabajoEn los dos sentidos

El cilindro neumático de simple efecto conviene en carreras cortas de sujeción o expulsión; para todo lo demás, el doble efecto.

Amortiguación y pistón magnético

La amortiguación frena el émbolo en los últimos milímetros: un casquillo entra en una junta de la tapa, atrapa un pequeño volumen de aire y lo deja salir por un tornillo de aguja. Se ajusta una vez en la máquina y protege cilindro y utillaje de los golpes. La serie FMY la lleva regulable; la PMB también es amortiguada.

Las series FMY, PMB y FMC tienen pistón magnético: los sensores montados por fuera de la camisa detectan el imán e informan al control de que el cilindro llegó a su extremo, sin finales de carrera mecánicos.

Consumo de aire

Aire libre por ciclo completo (salida y retorno), 100 mm de carrera a 6 bar.

V ≈ (Aémbolo + Aanular) × carrera × (p + 1,013) / 1,013
Consumo de aire de un cilindro de doble efecto
DiámetroLitros por cicloL/min a 10 ciclos/min
Ø32 mm1,0410,4
Ø40 mm1,6016,0
Ø50 mm2,5025,0
Ø63 mm4,1041,0
Ø80 mm6,6266,2
Ø100 mm10,53105,3

Para otras carreras y cadencias, escale los valores en proporción; mangueras y válvula añaden algo de volumen.

Series y variantes de doble efecto

ISO 15552: FMY Ø32–Ø100 y FMY Ø125–Ø320, con pistón magnético y amortiguación regulable. CETOP: PAG-PAGY con cuerpo de aluminio y PNS-PNSY Ø32–Ø100 y PNS-PNSY Ø125–Ø320. Además, PMB (magnética y amortiguada), FOC (serie especial) y los compactos FNC y FMC.

Cada serie existe en doble vástago, tándem y tándem de doble posición.

Aplicaciones

  • Envasado

    Empujadores, desviadores y cierres con sensores de posición.

  • Montaje y automoción

    Sujeción y posicionado en utillajes.

  • Madera y textil

    Prensado ligero, alimentación y tensado.

  • Puertas y elevación

    Diámetros grandes: un Ø200 mm empuja unos 18.850 N a 6 bar.

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.

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Cilindro neumático de doble efecto – preguntas frecuentes

Respuestas breves de nuestros ingenieros.

¿Qué es un cilindro neumático de doble efecto?

Es un cilindro con una conexión de aire en cada tapa: el aire comprimido mueve el émbolo en los dos sentidos. Normalmente se gobierna con una válvula 5/2 o 5/3.

¿Por qué tira con menos fuerza de la que empuja?

En el retorno el aire actúa sobre el área anular, el área del émbolo menos la del vástago. Un Ø63 mm con vástago Ø20 mm a 6 bar empuja unos 1870 N y tira unos 1682 N.

¿Qué válvula necesita un pistón neumático de doble efecto?

Una válvula 5/2 para ir de un extremo a otro, o una 5/3 si el cilindro debe detenerse a mitad de carrera. Una 3/2 no sirve: solo alimenta una cámara.

¿Cuánta fuerza tiene a 6 bar?

Un Ø50 mm empuja unos 1178 N y un Ø100 mm unos 4712 N, en teoría; la tracción es algo menor por el vástago. La tabla completa de Ø32 a Ø320 mm está en esta página.

¿Qué es la versión magnética?

Un cilindro con un imán en el émbolo que activa sensores montados en la camisa, para saber cuándo llega a cada extremo. Las series FMY, PMB y FMC de Fenitsa lo incorporan.

¿Se fabrica con carrera especial?

Sí. Las carreras estándar van de 50 a 500 mm y cualquier otra carrera se fabrica bajo pedido.