¿Cuánta fuerza genera un cilindro hidráulico de 160 bar?

La fuerza que puede generar un cilindro hidráulico no depende únicamente de la presión del sistema. El diámetro del pistón, el diámetro del vástago, la dirección del movimiento y las pérdidas de presión dentro del sistema también influyen en el resultado. Por este motivo, no es posible responder con un único valor a la pregunta: “¿Cuánta fuerza genera un cilindro hidráulico de 160 bar?”. A la misma presión de trabajo, cuanto mayor es el diámetro del pistón, mayor es la superficie sobre la que actúa la presión y, por tanto, mayor es la fuerza teórica generada por el cilindro.

La serie de cilindros hidráulicos Fenitsa tipo THS está disponible con diámetros de pistón de Ø40, Ø50, Ø63, Ø80, Ø100, Ø125, Ø160 y Ø200 mm. La presión de trabajo estándar de la serie es de 160 bar, la presión de prueba es de 240 bar y la presión opcional es de 250 bar. La selección del diámetro de pistón adecuado para cada aplicación es importante para la seguridad de la máquina, el consumo energético y la vida útil del cilindro.

¿Cómo se calcula la fuerza de un cilindro hidráulico de 160 bar?

La fuerza de un cilindro hidráulico se calcula multiplicando la presión de trabajo por la superficie efectiva del pistón. El área del pistón es proporcional al cuadrado de su diámetro. Por esta razón, incluso un pequeño aumento en el diámetro del pistón puede generar un incremento considerable de la fuerza producida.

A una presión de 160 bar, las fuerzas teóricas aproximadas de avance de la serie Fenitsa THS son las siguientes:

Por ejemplo, un cilindro hidráulico de 160 bar con un diámetro de pistón de Ø100 mm genera teóricamente aproximadamente 125,7 kN, es decir, unas 12,8 toneladas-fuerza. Cuando el diámetro del pistón aumenta hasta Ø200 mm, la fuerza alcanza aproximadamente 502,7 kN. Aunque el diámetro se duplica, la fuerza aumenta aproximadamente cuatro veces, ya que el área del pistón crece en proporción al cuadrado de su diámetro.

Estos valores corresponden a fuerzas teóricas de avance. En condiciones reales de funcionamiento, la fuerza útil puede ser menor debido a la fricción de las juntas, las pérdidas en las válvulas y tuberías, la temperatura del aceite y la presión real que llega al cilindro.

¿Es suficiente considerar únicamente el tonelaje al elegir un cilindro hidráulico?

La selección correcta de un cilindro hidráulico de 160 bar no se limita al cálculo del tonelaje necesario. Durante el movimiento de retroceso, el área ocupada por el vástago se resta del área total del pistón. Por esta razón, la fuerza de retroceso es inferior a la fuerza de avance. En máquinas donde la carga debe ser tanto empujada como arrastrada, ambas direcciones de movimiento deben calcularse por separado.

La longitud de carrera y el diámetro del vástago también deben incluirse en el proceso de selección. Especialmente en aplicaciones de carrera larga, el vástago puede presentar riesgo de pandeo bajo cargas de compresión. La serie Fenitsa THS ofrece longitudes de carrera de hasta 5000 mm y diámetros de vástago de entre 28 y 125 mm. La velocidad máxima del pistón de la serie es de 0,5 m/s.

Si la fuerza neta necesaria para una aplicación es de 10 toneladas, no basta con seleccionar un cilindro que teóricamente genere exactamente 10 toneladas. Debe dejarse un margen de seguridad adecuado teniendo en cuenta las fluctuaciones de presión, la fricción mecánica y las cargas variables. También deben evaluarse el tipo de montaje, la alineación de la carga, la frecuencia de funcionamiento, la temperatura del aceite y las condiciones ambientales.

Los cilindros hidráulicos tipo THS ofrecidos por Fenitsa pueden configurarse para distintas aplicaciones industriales gracias a su diseño conforme a la norma CETOP-R58 y a sus diferentes opciones de montaje. Para seleccionar correctamente el diámetro del pistón y la longitud de carrera, no debe utilizarse únicamente la tabla teórica de fuerzas, sino también un cálculo de ingeniería basado en las condiciones reales de funcionamiento de la máquina.