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Para calcular la presión mínima de funcionamiento es necesario analizar los requisitos de fuerza totales, incluidas las fuerzas de carga, las pérdidas por fricción, las fuerzas de aceleración y los factores de seguridad, y dividirlos por el área efectiva del pistón para determinar la presión mínima necesaria para un funcionamiento fiable.

La expansión adiabática en los cilindros neumáticos se produce cuando el aire comprimido se expande rápidamente sin intercambio de calor, causando importantes caídas de temperatura que pueden alcanzar los -40°F, lo que provoca la formación de hielo, el endurecimiento de las juntas y la reducción del rendimiento del sistema. 

La geometría de los puertos influye significativamente en el rendimiento de los cilindros al controlar los caudales de aire durante los ciclos de llenado y vaciado. Los puertos más grandes con formas optimizadas pueden reducir los tiempos de ciclo hasta 40%, mientras que un diseño de puertos deficiente crea cuellos de botella que ralentizan todo el sistema.

Para evitar el pandeo del vástago es necesario calcular la carga crítica de pandeo mediante la fórmula de Euler, considerar la longitud efectiva en función de las condiciones de montaje, aplicar factores de seguridad de 4 a 10 veces y, a menudo, cambiar a la tecnología de cilindros sin vástago para carreras superiores a 1.000 mm a fin de eliminar por completo los riesgos de pandeo.

Las juntas de Buna-N ofrecen un rendimiento y una rentabilidad excelentes para aplicaciones neumáticas estándar de hasta 80°C con una buena resistencia química, mientras que las juntas de Viton ofrecen un rendimiento superior a altas temperaturas de hasta 200°C y una resistencia química excepcional, pero a un coste entre 3 y 5 veces superior, por lo que la selección del material es fundamental para optimizar tanto el rendimiento como la rentabilidad.