Fuerza del Cilindro y Elementos de Control Neumático: Válvulas y Regulación

Fuerza del Cilindro: Principios y Aplicaciones

La presión es la relación que existe entre una fuerza y el área en la que actúa. La unidad es el Pascal (Pa), que equivale a 1 N/m². Esta unidad es relativamente pequeña, por lo que normalmente se emplea el kp/cm² o kg/cm², refiriéndose al kilogramo fuerza.

La fuerza que ejerce el vástago de un cilindro se calcula mediante la fórmula: F = p * A = p * π * R², donde:

• F es la fuerza.
• p es la presión.
• A es el área.
• R es el radio del émbolo.

Obtendremos mayor fuerza cuanto mayor sea la presión y el radio del émbolo.

En los cilindros de doble efecto, la fórmula varía ligeramente. En la carrera de retroceso de los cilindros de doble efecto, la fuerza se calcula como: F = p * A = p * π * (R² - r²), donde r es el radio del vástago.

Elementos de Control Neumático: Válvulas

Las válvulas se dividen en dos categorías principales: válvulas de accionamiento y válvulas de regulación.

Válvulas de Accionamiento

Estas válvulas regulan el aire que entra directamente en las cámaras del cilindro. La elección de la válvula depende del tipo de cilindro utilizado. Las características principales de estas válvulas son:

1. El número de orificios, llamados vías, por donde puede entrar o salir el aire.
2. El número de posiciones que pueden adoptar.
3. El tipo de mando que la acciona.

Por ejemplo, una válvula 3/2 manual por palanca significa que la válvula dispone de tres vías, puede tomar dos posiciones y está accionada manualmente por medio de una palanca.

Cada posición de la válvula se representa por un cuadro, y las vías se indican mediante trazos. En el interior de cada cuadro se señala la dirección, por medio de una flecha, que tiene el aire comprimido por dentro de la válvula, o si la vía está obturada.

Dependiendo de la posición en reposo en que se encuentre la válvula, las de tres vías pueden ser normalmente abiertas (N.A.) o normalmente cerradas (N.C.). En las primeras, en la posición inicial, el aire comprimido está pasando hacia el cilindro, mientras que en las N.C., la entrada está bloqueada.

Válvulas de Regulación

Son las válvulas que se encargan de regular el flujo de aire comprimido que circula por todo el circuito. Las más importantes son las válvulas reguladoras de presión y las de flujo.

Válvulas de Presión

Se dividen en:

1. Válvulas limitadoras de presión: Se suelen colocar en los depósitos de los compresores o en partes del circuito con el fin de que la presión nunca exceda un valor determinado. Si la válvula va asociada a un interruptor que corta la corriente del motor del compresor, se llama presostato.
2. Válvulas reguladoras de presión: Se encargan de regular la presión de salida del compresor o de alguna parte del circuito.

Válvulas de Regulación de Flujo

Se utilizan para controlar la cantidad de aire a presión que circula por la tubería que llega al cilindro y la velocidad de salida o entrada. Pueden ser bidireccionales o unidireccionales.

• Las válvulas bidireccionales regulan el flujo del aire en las dos direcciones y están formadas por un tornillo que estrangula la sección del tubo.
• Las válvulas de regulación de flujo unidireccionales únicamente regulan la circulación del aire en un sentido.