Inicio / Aire comprimido

Cilindro neumático: consumo de aire y fuerza

Indique émbolo, vástago, carrera, presión y ciclos para saber cuánto aire libre consume el cilindro, el caudal punta, cuánta fuerza hace y qué diámetro normalizado cubre la carga. Para varias máquinas, pegue la lista desde Excel.

Herramienta de predimensionamiento y estimación: los resultados no sustituyen al proyecto, cálculo o informe firmado por un técnico competente ni la verificación conforme a las normas aplicables.

Predimensionamiento
Cilindro
Presión y carga
Volumen muerto y tubos (opcional)

Use cero en el tubo y el volumen muerto para calcular solo con la carrera. El tiempo de avance permite estimar el caudal punta, que dimensiona la válvula y el filtro-regulador.

¿Varios cilindros? Pegar la lista desde Excel

Una fila por cilindro: nombre; émbolo; vástago; carrera (mm o in, según las unidades de la página); ciclos por minuto; cantidad; efecto (2 = doble, 1 = simple). La presión, el tubo y el volumen muerto de arriba valen para todos.

Ver lo que se leyó
—Consumo de aire libre
—

Consumo según la presión de trabajo

Consumo medio de aire libre del conjunto con los ciclos indicados. Cada bar menos ahorra aire en proporción a la presión absoluta.

Toque el gráfico para ver los valores.

Fuerza disponible por diámetro normalizado

Fuerza de avance con el rendimiento indicado, a la presión de trabajo, para los diámetros ISO 6432 e ISO 15552. La línea es la carga dividida por la tasa máxima.

Toque el gráfico para ver los valores.

Siguiente paso

Lleve los resultados de esta página a otra calculadora, con los campos ya rellenados.

La memoria reúne entradas, resultados, ecuaciones, hipótesis y referencias de esta página, con campos para proyecto, responsable y revisión. En la ventana de impresión, elija Guardar como PDF.

Método, hipótesis y referencias

Ecuaciones utilizadas

Áreas: A = π D² ÷ 4; corona An = A − π d² ÷ 4; relación de compresión r = (p + p_atm) ÷ p_atm
Aire libre por ciclo = r × [A·s·(1 + vm) + V_tubo] + r × [An·s·(1 + vm) + V_tubo] (el segundo término solo en doble efecto)
Consumo medio = aire por ciclo × ciclos por minuto × cantidad; punta = r × [A·s·(1 + vm) + V_tubo] ÷ tiempo de avance
Fuerza: F_teórica = p·A; F_disponible = p·A·η − F_muelle; retorno = p·An·η (doble) o F_muelle (simple); D_mín = √(4 (F + F_muelle) ÷ (π p · tasa))

Hipótesis y límites

  • Cámara llenada hasta la presión de trabajo en cada carrera y vaciada a la atmósfera; aire libre referido a 1,013 bar y a la temperatura ambiente (FAD).
  • En simple efecto, la fuerza del muelle se toma al final de la carrera (caso más desfavorable) y solo la cámara del émbolo consume aire.
  • Un rendimiento del 80% al 90% cubre el rozamiento de las juntas; la tasa de carga máxima reserva fuerza para acelerar la masa. Los vástagos largos a compresión requieren comprobación de pandeo.
  • Vástagos normalizados: los más comunes de las series ISO 15552 e ISO 6432; compruébelos en el catálogo del fabricante.

Normas y documentos técnicos

  • ISO 15552: Pneumatic fluid power — Cylinders with detachable mountings, 1 000 kPa (10 bar) series, bores from 32 mm to 320 mm
  • ISO 6432: Pneumatic fluid power — Single rod cylinders, 1 000 kPa (10 bar) series, bores from 8 mm to 25 mm
  • ISO 4414: Pneumatic fluid power — General rules and safety requirements for systems and their components
  • ISO 6358: Pneumatic fluid power — Determination of flow-rate characteristics of components
  • Festo Didactic: Pneumatics, basic level
  • Atlas Copco: Compressed Air Manual, 8th ed.

Legislación aplicable

  • Consulte la legislación vigente en su país sobre seguridad y salud en el trabajo, equipos a presión, instalaciones eléctricas y medio ambiente que se aplique a esta instalación.

Preguntas frecuentes

¿Cuánto aire consume un cilindro de 63 mm?

A 6 bar, cada centímetro de carrera en el avance consume unos 0,22 L de aire libre. Un cilindro de 63 × 20 mm de doble efecto con 300 mm de carrera gasta unos 12,3 L por ciclo sin tubos; a 10 ciclos por minuto, 123 L/min.

¿Por qué el retorno consume menos aire?

En el retorno el aire llena solo la corona, el área del émbolo menos la del vástago. Con vástago de 20 mm en un émbolo de 63 mm, la corona tiene el 90% del área.

¿Qué holgura de fuerza usar?

Los fabricantes recomiendan una carga de hasta el 70% de la fuerza teórica en movimientos horizontales y hasta el 50% en verticales. Para 1 000 N a 6 bar y 70%, el émbolo mínimo es de 55 mm: el normalizado es 63 mm.

¿Cuenta el tubo entre la válvula y el cilindro?

Sí. Dos tubos de 1,5 m con 6 mm interiores suman 85 cm³ por ciclo, un 4% en un cilindro de 63 mm; en cilindros pequeños de carrera corta la parte supera el 30%.