Noticias

Jan 01, 2024

Los cilindros neumáticos compactos pueden desempeñar un papel importante en la automatización

El cilindro Pancake de Fabco-Air está disponible con diámetros interiores que van de 0,5 a 4

El cilindro Pancake de Fabco-Air está disponible con diámetros de 0,5 a 4 pulgadas y carreras estándar de 0,0625 a 4 pulgadas. Foto cortesía de Fabco-Air Inc.

Los cilindros compactos también están disponibles en una configuración convencional de tirante y espaciador, con diseños de cuerpo redondo, cuadrado y extruido. Foto cortesía de Fabco-Air Inc.

Los cilindros compactos también están disponibles en una configuración convencional de tirante y espaciador, con diseños de cuerpo redondo, cuadrado y extruido. Foto cortesía de Fabco-Air Inc.

El montaje de orificio pasante está disponible en muchos cilindros de carrera corta. En este caso, se taladran orificios escariados a través del cuerpo del cilindro para facilitar el montaje con tornillos de cabeza hueca. Foto cortesía de Fabco-Air Inc.

Con la opción de montaje en punta, los ingenieros pueden conectar la parte delantera del cilindro a la máquina. Foto cortesía de Fabco-Air Inc.

El montaje pivotante permite que el cilindro pivote a través de un arco. Los montajes de ojo y horquilla, así como los montajes de muñón, están disponibles en muchos modelos de cilindros compactos. Foto cortesía de Fabco-Air Inc.

En algunos casos, el montaje sin línea central puede ser menos rígido que otras opciones de montaje. Debido a que el plano de la superficie de montaje no pasa por la línea central del cilindro, se crea un momento de flexión alrededor de los puntos de montaje. No obstante, los cilindros con orejetas laterales a veces son la solución perfecta para aplicaciones únicas. Foto cortesía de Fabco-Air Inc.

El mantenimiento de la orientación fija de la barra se puede lograr de varias maneras. Los pasadores de guía internos son una opción para los cilindros de vástago simple de doble acción. Dos pasadores guía incorporados dentro del cilindro pasan a través de la cabeza del pistón. Estos pasadores de guía evitan la rotación de la varilla con una tolerancia habitual de ±1 grado. Foto cortesía de Fabco-Air Inc.

Otra opción antirrotación es utilizar un bloque de guía externo fijado de forma segura al vástago del pistón. Uno o dos ejes guía de acero, unidos al bloque guía, aseguran una antirrotación de menos de 0,8 grados. Foto cortesía de Fabco-Air Inc.

Una opción más para evitar la rotación es incorporar bielas gemelas en la culata. Las varillas se sujetan de forma segura al pistón y se unen externamente mediante una barra de herramientas en los extremos de las varillas. La placa de herramientas asegura que las varillas se muevan en tándem y proporciona una superficie de montaje ideal para los accesorios. Foto cortesía de Fabco-Air Inc.

Se utilizan varios pistones para aumentar la fuerza de empuje del cilindro. Los cilindros de varios pistones proporcionan la misma fuerza de salida que los cilindros de un solo pistón con diámetros interiores mucho más grandes. Se pueden lograr fuerzas más altas en espacios reducidos en comparación con cilindros de mayor diámetro, que requieren una huella más grande y un espacio más amplio de centro a centro cuando se requiere más de un cilindro. Foto cortesía de Fabco-Air Inc.

Se utilizan varios pistones para aumentar la fuerza de empuje del cilindro. Los cilindros de varios pistones proporcionan la misma fuerza de salida que los cilindros de un solo pistón con diámetros interiores mucho más grandes. Se pueden lograr fuerzas más altas en espacios reducidos en comparación con cilindros de mayor diámetro, que requieren una huella más grande y un espacio más amplio de centro a centro cuando se requiere más de un cilindro. Foto cortesía de Fabco-Air Inc.

Esta configuración proporciona tres posiciones de carrera. Dos cuerpos de cilindros están acoplados de extremo a extremo. El vástago del pistón del cilindro trasero se extiende a través del extremo de la tapa y puede empujar el pistón del cilindro delantero. En la posición 1, ambos pistones están retraídos. Para obtener la posición 2, el vástago del pistón del cilindro trasero se extiende, moviendo el vástago del pistón del cilindro delantero parcialmente hacia adelante. La posición 3 se alcanza cuando el vástago del pistón del cilindro delantero está completamente extendido. Foto cortesía de Fabco-Air Inc.

La opción Dial-a-Stroke de Fabco-Air permite a los ingenieros ajustar con precisión la carrera extendida del cilindro. El tubo de tope, la tuerca de ajuste con faldón y los espacios libres mínimos se combinan para eliminar los puntos de pellizco, lo que garantiza la seguridad del operador. Foto cortesía de Fabco-Air Inc.

La opción Dial-a-Stroke de Fabco-Air permite a los ingenieros ajustar con precisión la carrera extendida del cilindro. El tubo de tope, la tuerca de ajuste con faldón y los espacios libres mínimos se combinan para eliminar los puntos de pellizco, lo que garantiza la seguridad del operador. Foto cortesía de Fabco-Air Inc.

"Menos es más" parece ser la tendencia en el mercado de los actuadores neumáticos. Los bienes raíces en los equipos de producción son hoy más valiosos que nunca. Esto solo confirma que Alfred W. Schmidt (el fundador de Fabco-Air) estaba a la vanguardia cuando diseñó el cilindro de aire Pancake original a fines de la década de 1950. Este actuador neumático fue diseñado para satisfacer la necesidad de cilindros de aire compactos, de bajo perfil y carrera corta que puedan caber en espacios reducidos. De hecho, este cilindro proporciona la carrera más larga posible en el tamaño de envolvente total más pequeño. ¡Seis décadas después, los cilindros de aire compactos siguen siendo un gran problema!

Hoy en día, los cilindros neumáticos compactos son el mecanismo principal para la actuación lineal cuando el espacio es limitado. Con frecuencia denominados cilindros de carrera corta, estos dispositivos están disponibles con diámetros interiores que van de 0,5 a 4 pulgadas y carreras estándar que van de 0,0625 a 4 pulgadas.

El Pancake original tiene un diseño de cuerpo aburrido. Actualmente, los cilindros compactos también se ofrecen en una configuración convencional de tirante y espaciador, con diseños de cuerpo redondo, cuadrado y extruido.

Los cilindros de aire compactos tienen una configuración de vástago de pistón (a diferencia de los cilindros sin vástago). Los cilindros de vástago de pistón funcionan de dos maneras: de doble efecto y de simple efecto.

Los cilindros de doble efecto utilizan aire comprimido para accionar tanto la carrera de extensión como la carrera de retracción (moviendo la varilla hacia adelante y hacia atrás). Esta disposición hace que los cilindros de doble efecto sean ideales para empujar y tirar de cargas. Las aplicaciones comunes de los cilindros de aire compactos de doble efecto incluyen: ensamblaje, doblado, sujeción, alimentación, conformado, elevación, descenso, posicionamiento, prensado, procesamiento, punzonado, agitación y clasificación.

Con cilindros de simple efecto, el aire comprimido se suministra a un solo lado del pistón. El otro lado ventila a la atmósfera. Dependiendo de si el aire se dirige al extremo de la tapa o al extremo del vástago del cilindro, el vástago del pistón se extenderá o retraerá cuando se accione el cilindro. El diseño más común utiliza presión de aire para extender el vástago del pistón. Un resorte interno devuelve el pistón a su posición original cuando sale el aire. Esto normalmente se llama retorno por resorte.

En un diseño de extensión de resorte, la presión del aire retrae el vástago del pistón y la fuerza del resorte hace que el vástago se extienda cuando se elimina la presión. Esto hace que los cilindros de simple efecto sean ideales cuando se necesita una fuerza en una sola dirección y la carrera de retorno no se ve obstaculizada ni cargada. Estos también son populares en aplicaciones donde, por razones de seguridad, se debe tomar una posición definida en caso de un corte de energía.

Las aplicaciones típicas de los cilindros de aire compactos de simple efecto incluyen: accionamiento de aletas y palancas, piezas de sujeción y piezas de expulsión.

Una configuración de varilla única es, con mucho, el diseño de cilindro de aire más común. Sin embargo, los cilindros de doble vástago son bastante útiles en muchas aplicaciones.

Los cilindros de doble vástago se utilizan:

Los cilindros de carrera corta pueden tener una estatura compacta, pero la cantidad de modelos disponibles y opciones estándar es enorme.

Los cilindros de aire compactos tienen muchos del mismo tipo de soportes que los cilindros intercambiables más grandes de la National Fluid Power Association (NFPA) y la Organización Internacional de Normalización (ISO). Aquí hay una descripción general de los tipos y ejemplos típicos de montaje de cilindros de carrera corta.

El montaje en línea central es la opción más común. El mejor soporte para un cilindro de aire es a lo largo de su línea central. Se llama montaje en línea central porque el plano de montaje es la línea central del cilindro. Esto proporciona un soporte rígido, pero requiere una alineación precisa.

El montaje de orificio pasante está disponible en muchos modelos de cilindros de carrera corta. En este caso, se taladran orificios escariados a través del cuerpo del cilindro para facilitar el montaje con tornillos de cabeza hueca. Los montajes de nariz, así como los montajes de brida delantera y trasera también se ofrecen en una variedad de estilos de cilindros compactos.

El montaje pivotante permite que el cilindro pivote a través de un arco. Los montajes de ojo y horquilla, así como los montajes de muñón, están disponibles en muchos modelos de cilindros compactos.

El montaje sin línea central es generalmente bastante resistente, pero en algunos casos puede ser menos rígido que otras opciones de montaje. Debido a que el plano de la superficie de montaje no pasa por la línea central del cilindro, se crea un momento de flexión alrededor de los puntos de montaje. No obstante, los cilindros de aire compactos con orejetas laterales y montados sobre patas son a veces la solución perfecta para aplicaciones únicas.

Para aplicaciones en las que la antirrotación y el registro son críticos, hay disponibles diseños de cilindros no giratorios. Sin embargo, tenga en cuenta que las opciones no giratorias en cilindros compactos de carrera corta son solo para manejo y registro de torsión ligera.

El mantenimiento de la orientación fija de la barra se puede lograr de varias maneras. Los pasadores de guía internos son una opción para los cilindros de vástago simple de doble efecto. Dos pasadores guía incorporados dentro del cilindro pasan a través de la cabeza del pistón. Estos pasadores de guía evitan la rotación de la varilla con una tolerancia habitual de ±1 grado. Se incluye un disco de goma al final de cada pasador guía para compensar el juego longitudinal y asentar firmemente los pasadores en los orificios guía.

Otra opción es utilizar un bloque de guía externo sujeto de forma segura al vástago del pistón. Uno o dos ejes guía de acero, unidos al bloque guía, aseguran una antirrotación de menos de 0,8 grados.

Una opción más para evitar la rotación es incorporar bielas gemelas en la culata. Las varillas se sujetan de forma segura al pistón y se unen externamente mediante una barra de herramientas en los extremos de las varillas. La placa de herramientas asegura que las varillas se muevan en tándem y proporciona una superficie de montaje ideal para los accesorios requeridos por su aplicación. Las barras de herramientas a veces se suministran con orificios de montaje roscados o orificios de montaje escariados.

Se utilizan varios pistones para aumentar la fuerza de empuje del cilindro. Los cilindros de varios pistones proporcionan la misma fuerza de salida que los cilindros de un solo pistón con diámetros interiores mucho más grandes. Se pueden lograr fuerzas más altas en espacios reducidos en comparación con cilindros de mayor diámetro, que requieren una huella más grande y un espacio más amplio de centro a centro cuando se requiere más de un cilindro.

Si la aplicación requiere un cilindro compacto con posiciones de carga intermedias, hay opciones disponibles. Se pueden lograr tres o más posiciones de vástago con un solo cilindro.

La más popular es la configuración de tres posiciones. En este diseño, dos cuerpos de cilindro se acoplan de extremo a extremo mediante dos tornillos de cabeza hueca. El vástago del pistón del cilindro trasero se extiende a través del extremo de la tapa y puede empujar el pistón del cilindro delantero. En la posición 1, ambos pistones están retraídos. Para obtener la posición 2, el vástago del pistón del cilindro trasero se extiende, moviendo el vástago del pistón del cilindro delantero parcialmente hacia adelante. La posición 3 se alcanza cuando el vástago del pistón del cilindro delantero está completamente extendido. Para obtener tres posiciones discretas con esta disposición, el vástago del pistón del cilindro delantero debe ser más largo que el vástago del pistón del cilindro trasero.

Los interruptores electrónicos estándar para detección de posición son una opción popular para cilindros neumáticos. Todo lo que se necesita es la adición de un imán interno unido al pistón. Muchos cilindros compactos vienen estándar con ranuras externas en sus cuerpos para facilitar el montaje y el ajuste de los sensores.

El ajuste de carrera es otra opción popular para los cilindros. Los cilindros se pueden equipar para que los ingenieros puedan ajustar tanto las carreras de extensión como las de retracción.

Por ejemplo, la opción Dial-a-Stroke de Fabco-Air permite a los ingenieros ajustar con precisión la carrera extendida del cilindro. El tubo de tope, la tuerca de ajuste con faldón y los espacios libres mínimos se combinan para eliminar los puntos de pellizco, lo que garantiza la seguridad del operador.

Para la dirección opuesta, un tornillo con una contratuerca de sellado roscado montado en la cubierta trasera proporciona un medio simple, resistente y preciso para ajustar la carrera de retracción del cilindro. La carrera se detiene cuando el pistón hace contacto con el extremo del tornillo. La rosca fina del tornillo de ajuste proporciona un ajuste de precisión.

Las aplicaciones de los cilindros de aire compactos son ilimitadas. Los cilindros se utilizan en animatrónicos, transportadores y equipos de manejo de materiales, sistemas de prueba y ensamblaje personalizados, maquinaria de empaque y paletización, maquinaria de conversión de papel, maquinaria de moldeo de plástico, prensas de impresión, líneas de estampado y formación, equipos de procesamiento de semiconductores y equipos de fabricación de marcos de puertas y ventanas. .

Los cilindros de aire compactos se seleccionan según su capacidad para realizar una función específica. Numerosos diseños, opciones y configuraciones están disponibles de numerosas marcas.

Sin embargo, a veces el trabajo en cuestión queda fuera de las ofertas de productos estándar y solo será suficiente un producto personalizado. El desarrollo de actuadores de aire compactos personalizados a menudo puede ser costoso y llevar mucho tiempo, pero puede ser la única solución para aplicaciones únicas.

Para especificar un actuador de aire compacto para cualquier aplicación, se deben responder dos preguntas principales antes de pasar al corazón del diseño. ¿Para qué necesitas el cilindro? ¿Qué tipos de cilindros están disponibles para hacer eso? Si no puede encontrar el actuador ideal entre la gran cantidad de ofertas estándar, entonces un actuador personalizado podría ser una mejor solución.

Para obtener más información sobre cilindros neumáticos, llame a Fabco Air al 352-373-3578 o visite www.fabco-air.com.

Por Jerry Walling - Gerente de Desarrollo Comercial, Fabco-Air Inc. Gainesville, FL