La neumática y la hidráulica han desarrollado un papel principal en la evolución de la industria de las últimas décadas, pero han estado presentes desde las forjas más primitivas de la Antigua Grecia. Hoy en día forman parte cotidiana de las líneas de producción y las maquinarias de casi todos los sectores a nivel mundial.
Y el elemento mecánico que ha permitido sacar todo el provecho a la energía de los fluidos, de manera simple y eficiente, ha sido el cilindro hidráulico. Que no es más que una pieza cilíndrica capaz de convertir la presión que ejerce un líquido en energía mecánica de forma axial, esto quiere decir, que sirven para generar un movimiento lineal. Y se les llama cilindros de simple efecto a aquellos que solo ejercen la fuerza en una dirección.
¿Cómo funcionan?
Los cilindros hidráulicos de simple efecto funcionan bajo un concepto bastante simple: Una bomba inyecta el líquido, por lo general aceite, a un cilindro hueco con una pieza móvil en el interior, la cual se desplaza gracias a que el líquido ocupa todo el interior del cilindro. La fuerza y velocidad del desplazamiento dependerá, por un lado del volumen interno del cilindro, y por el otro, la capacidad de inyectar el líquido a presión que tenga la bomba hidráulica.
Para convertir la presión del líquido en energía mecánica el cilindro de simple efecto requiere de una serie de componentes que permiten que todo lo comentado anteriormente se cumpla de la manera más eficiente.
Partes de un cilindro hidráulico de simple efecto
Los principales componentes que encontramos de manera general e un cilindro hidráulico de simple efecto son:
- La culata posterior: Pieza sólida encargada de encauzar y direccionar el fluido que entrará al cilindro
- Conexión: Punto de acceso del fluido desde la bomba hacia el cilindro
- Émbolo: Pieza móvil del mismo diámetro que el interior del cilindro, que se desplaza gracias a la presión del fluido
- Junta anular: son piezas que ayudan a la estanqueidad del émbolo
- Muelle de reposición: Es la pieza que le permite al émbolo volver a su posición de reposo, en caso de ser necesario.
- Culata anterior: la pieza que sella el extremo contrario de la pieza cilíndrica y mantiene todas las piezas juntas.
- Orificio de desaireación: evacúa el líquido que pueda haber pasado a través del émbolo.
Vástago: Una barra metálica que se encarga de convertir la fuerza del aceite en energía mecánica, realizando un desplazamiento axial.
Cilindros de simple efecto: tipos
Simple efecto
Regresan por la fuerza externa, es decir del equipo o elemento que recibe el movimiento axial del Vástago, es por eso que generalmente trabajan dispuestos de manera vertical (ayuda de la fuerza de la gravedad)
Simple efecto salida en resorte
Consta de un resorte que se retrae cuando el aceite llena la cámara del cilindro y empuja el émbolo hacia el extremo del cilindros y hace entrá el vástago, de esta manera, cuando se vacía la cámara el cilindro puede volver a su posición original sin depender de alguna fuerza externa.
Simple efecto entrada en resorte
En este caso, en la posición de reposo, es decir, cuando no hay aceite en la cámara del cilindro, el resorte retrae completamente el vástago, y es cuando se inyecta el aceite que se empuja el vástago hacia afuera del cilindro.
Como saber que tipo de cilindro de simple efecto se necesita
Los cilindros de simple efecto encuentran su lugar en cualquier sistema mecánico que necesite hacer o generar una fuerza en un sentido unidireccional, o bidireccional en el caso de los cilindros de doble efecto. Esto se traduce en mover una carga, levantar una plataforma, aplicar una fuerza (una prensa), liberar una carga, cerrar una compuerta, y así, las aplicaciones se extienden hasta el límite de la imaginación.
Para poder seleccionar el cilindro hidráulico más adecuado para nuestras necesidades, resulta muy útil conocer los parámetros que usan los fabricantes para elaborar los distintos tipos de cilindros, y estos parámetros son:
- Capacidad de fuerza de un cilindro: Esto se obtiene multiplicando el área efectiva de la cámara interna del cilindro en centímetros cuadrados (cm2), por la presión en bares de la bomba.
- Capacidad de aceite del cilindro: Se calcula multiplicando el área del cilindro en centímetros cuadrados (cm2), por la carrera del vástago, es decir, el desplazamiento lineal del vástago en centímetros (cm)
- Capacidad del depósito en caso de varios cilindros: Se consigue multiplicando la capacidad de aceite del cilindro por la cantidad de cilindros a utilizar.
