Masa de carga y velocidad: cómo trazar la curva de capacidad de amortiguación

Trace una curva de capacidad de amortiguación con la masa móvil total y la velocidad de entrada, y compruebe el modelo exacto y las condiciones de funcionamiento.

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Jack Chen, ingeniero neumático, Bepto Neumática

Sobre el autor

Jack Chen

ingeniero neumático

Soy Jack, ingeniero neumático de Bepto Neumática. Ayudo a revisar requisitos de productos neumáticos, aplicaciones de componentes y detalles técnicos antes de la cotización.

Artículos del autorJack@bepto.com

Una curva de capacidad de amortiguación es una envolvente de selección específica del modelo, no una gráfica de zona segura universal. Elija la curva del modelo exacto de cilindro, diámetro interior, guía y configuración de amortiguación. Después, trace la masa móvil total frente a la velocidad del pistón o del carro al inicio de la amortiguación, utilizando las definiciones de los ejes y las condiciones de ensayo impresas en el catálogo.

Si el punto necesario queda fuera del límite publicado, cambiar la aguja de amortiguación no crea capacidad nominal adicional. Reduzca la velocidad o la masa móvil, seleccione otro cilindro u otra opción de amortiguación, o añada un decelerador externo dimensionado por separado. La aprobación final aún exige una puesta en marcha controlada en la máquina instalada.

Puntos clave

  • Use la curva exacta para el modelo de cilindro, diámetro interior, opción de amortiguación, presión, orientación de montaje y dirección del movimiento.
  • Trace la masa móvil total y la velocidad al inicio de la amortiguación, no solo la carga útil ni la velocidad media de toda la carrera.
  • Trate el punto trazado como una comprobación de catálogo. Verifique por separado la presión, la frecuencia de ciclo, el ajuste, las fuerzas externas, el montaje y la desaceleración observada.

¿Qué muestra realmente una curva de capacidad de amortiguación?

Una curva de capacidad de amortiguación muestra qué combinaciones de masa móvil y velocidad de entrada a la amortiguación puede desacelerar una configuración concreta de actuador con su sistema de amortiguación declarado. No certifica todas las condiciones de funcionamiento dentro de una curva genérica de masa y velocidad.

El catálogo de cilindros sin vástago de Parker indica que la amortiguación se debe seleccionar a partir de la masa que debe amortiguarse y de la velocidad del pistón al inicio de la amortiguación. También indica que se añada la masa del pistón y, cuando corresponda, la masa del carro guía o del alojamiento del freno. Si la aplicación supera el límite de la curva, Parker dirige al diseñador a utilizar amortiguadores adicionales (Cilindros sin vástago de Parker, consultado en 2026).

La página de selección MY1H de SMC ilustra por qué importa la identidad del producto. Sus curvas de carga y velocidad están separadas por diámetro interior y se indican para una colisión horizontal a una presión especificada. El rango admisible de amortiguación neumática queda limitado por la curva del modelo pertinente, no por un valor de julios común a toda la familia que pueda transferirse a otro diámetro interior u orientación (SMC MY1H, consultado en 2026).

Antes de trazar nada, registre estos factores de la curva:

Campo del catálogo Por qué cambia la decisión
Serie y modelo exacto La geometría de amortiguación, la masa interna móvil, los sellos y las prestaciones son diferentes
Diámetro interior o tamaño del actuador Los distintos tamaños suelen tener curvas límite diferentes
Tipo de amortiguación Los topes de goma, las amortiguaciones neumáticas fijas o regulables y los amortiguadores no son intercambiables
Opción de guía, freno o carro Los componentes móviles añadidos cambian la masa que debe desacelerarse
Presión y dirección El trabajo de accionamiento y la condición de ensayo del catálogo pueden cambiar
Orientación de montaje La gravedad puede ayudar u oponerse al movimiento y algunas curvas solo se aplican al recorrido horizontal
Definición de velocidad La curva puede especificar velocidad media, máxima, de colisión o de entrada en la amortiguación
Limitación de carrera o ajuste Algunas opciones de amortiguación o ajuste de carrera tienen su propio rango utilizable

El título de la curva forma parte de los datos de ingeniería. Una curva visualmente limpia sin número de modelo, unidades de los ejes, condición de funcionamiento y definición de amortiguación no puede validar un cilindro. Es una ilustración, no una clasificación.

¿Qué masa y velocidad deben figurar en los ejes?

Use la masa total en traslación como coordenada de masa y la velocidad en el instante en que comienza la amortiguación como coordenada de velocidad. Estos valores suelen ser mayores que la carga útil y las cifras de velocidad media de una hoja de especificaciones de la máquina.

La masa móvil total puede incluir:

  • carga útil y producto;
  • utillaje, pinzas, soportes, mangueras y cadenas portacables que se trasladan con la carga;
  • masa del carro externo o de la mesa guiada;
  • masa del pistón del cilindro o del carro interno cuando el catálogo lo exige;
  • alojamientos de freno, acoplamientos o componentes de ajuste de carrera identificados por el fabricante.

Cilindro sin vástago guiado cuyo carro y componentes conectados contribuyen a la masa móvil total

Una fotografía de un cilindro sin vástago guiado puede identificar los componentes móviles, pero el aspecto por sí solo no establece la capacidad de amortiguación. Cuente el carro guiado y los componentes conectados según el método exacto del catálogo.

Para la velocidad, mida cerca de la posición de entrada en la amortiguación bajo la peor condición de producción creíble. Un promedio de toda la carrera puede ocultar cambios de aceleración y caudal. Parker permite suponer un 50 % entre el pico y el promedio para el dimensionamiento inicial en un procedimiento de cilindros sin vástago, pero ese factor pertenece a dicho procedimiento y no es una conversión universal (Cilindros sin vástago de Parker, consultado en 2026).

Festo también trata por separado la masa móvil, la velocidad al inicio de la amortiguación, la desaceleración deseada, la presión de trabajo y la resistencia del cilindro. Esto refuerza una regla práctica: un punto de masa y velocidad es necesario para leer la curva, pero no es la especificación completa del sistema de parada (Festo, consultado en 2026).

Si la velocidad no se mide directamente, documente el método de estimación, la ubicación de los sensores, los ajustes de filtrado, la carga, la presión de alimentación y los ajustes del control de caudal. La guía de velocidad de cilindros neumáticos explica por qué dividir el caudal teórico por el área del pistón solo produce una primera estimación.

¿Cómo se traza correctamente el punto de funcionamiento?

Trace el punto de funcionamiento en 6 pasos. Conserve la orientación y la escala de los ejes del fabricante en lugar de volver a dibujar la curva de memoria.

  1. Elija una curva exacta. Haga coincidir la serie, el tamaño, la opción de amortiguación, la opción de guía, la dirección, la orientación y la presión indicada.
  2. Lea literalmente ambos ejes. Confirme las unidades y si alguno de los ejes es logarítmico. No suponga que la masa es vertical o la velocidad horizontal.
  3. Calcule la masa móvil total. Siga la indicación del catálogo para la masa del pistón interno, el carro, el freno y los accesorios.
  4. Determine la velocidad de entrada en la amortiguación. Prefiera la velocidad medida y más desfavorable creíble en la posición indicada a la velocidad media del ciclo.
  5. Trace más de una condición. Marque la producción nominal, la carga y velocidad máximas previstas y una perturbación creíble como la deriva del regulador o una variación de carga.
  6. Evalúe frente a la curva correcta. Use el límite del tamaño u opción seleccionados y conserve después la página de catálogo anotada en el expediente de la máquina.
Cómo leer una curva de masa de carga frente a velocidad de entrada en la amortiguación Curva ilustrativa con la velocidad de entrada en la amortiguación en el eje horizontal y la masa móvil total en el eje vertical. Un límite de modelo descendente separa la región de comprobación del catálogo de las combinaciones que requieren otra solución. Se muestran los puntos nominal, máximo previsto y exterior. Trace el caso de funcionamiento sobre la curva del modelo exacto Velocidad al inicio de la amortiguación Masa móvil total Límite del modelo seleccionado Región de comprobación del catálogo Se requiere otra solución Nominal Máximo previsto Fuera del límite Conserve del catálogo: ejes, unidades, escala, condiciones, etiqueta de curva
Este diagrama normalizado explica únicamente cómo leer una curva; no es una clasificación de producto. En la curva del fabricante seleccionado, trace todos los casos creíbles frente al límite de la configuración exacta del actuador.

No describa como universalmente “segura” toda región situada por debajo y a la izquierda de una curva. Esa expresión puede insinuar un factor de seguridad validado cuando no existe. Un punto dentro de la envolvente del catálogo ha superado una comprobación de selección bajo las hipótesis indicadas por la curva. Otras restricciones aún pueden controlar el diseño.

¿Por qué la velocidad desplaza el punto tan rápidamente?

Para el movimiento de traslación, la energía cinética en la entrada de la amortiguación es:

Ek=12mvc2E_k = \frac{1}{2}mv_c^2

EkE_k es la energía cinética en julios, mm es la masa móvil total en kilogramos y vcv_c es la velocidad de entrada en la amortiguación en metros por segundo. Con masa constante, duplicar vcv_c multiplica la energía cinética por 4. Por eso un aumento moderado de velocidad puede llevar una aplicación más allá de una curva de amortiguación mucho antes que el mismo aumento porcentual de masa.

Si un dispositivo de amortiguación tuviera una única energía admisible constante EmathrmallowE_{mathrm{allow}}, el límite idealizado de masa y velocidad podría escribirse como:

vmax=2Emathrmallowmv_{max} = \sqrt{\frac{2E_{mathrm{allow}}}{m}}

vmaxv_{max} es la velocidad máxima que implica ese modelo basado solo en la energía. Explica la forma descendente de muchas curvas de capacidad, pero no debe utilizarse para reconstruir la clasificación del fabricante. Las curvas reales pueden incluir la presión, el caudal de amortiguación, el tamaño del pistón, la fricción del sello, los límites del ajustador de carrera y los criterios de ensayo específicos del producto.

La amortiguación también puede tener que absorber el trabajo añadido mientras la presión sigue impulsando el pistón a través de la carrera de amortiguación. La gravedad puede sumar o restar trabajo en movimientos verticales o inclinados. Para tratar toda la energía de parada, utilice la guía de energía cinética de cargas móviles y la guía de fuerza y energía al final de carrera.

HerramientaDimensionado de cilindrosCalculadora de energía de amortiguaciónEstime la energía cinética, el trabajo de accionamiento continuo, la energía por evento, la energía por hora y el uso de capacidad del catálogo antes de comprobar la curva exacta del cilindro.Energía de amortiguación: energía = (0.5 x masa x velocidad^2 + trabajo de empuje + trabajo de gravedad) x factor de seguridadMasa en movimientoVelocidad de impactoFuerza motrizCarrera de amortiguaciónAbrir calculadora

Una curva de masa y velocidad comprime varias hipótesis del producto en un único límite. Use la curva para responder “¿este punto de funcionamiento cumple los requisitos de esta configuración?”. Use un cálculo de energía para comprender por qué se desplazó el punto y para filtrar alternativas. Ninguno sustituye al otro.

¿Qué debe comprobar además del punto trazado?

Después de que el punto supere la curva del modelo, compruebe las condiciones que una gráfica de dos ejes no puede mostrar:

Comprobación adicional Fallo que puede ocultar un punto de masa y velocidad
Carrera de amortiguación disponible Los componentes de ajuste o la geometría de la máquina pueden acortar la distancia de desaceleración
Presión de trabajo y contrapresión de escape El trabajo de accionamiento y el comportamiento de amortiguación pueden diferir de la condición del catálogo
Frecuencia de ciclo y temperatura Las desaceleraciones repetidas pueden producir un límite térmico que no aparece en una curva por evento
Fuerza externa del proceso o gravedad Puede entrar trabajo adicional en el sistema de parada durante la amortiguación
Desplazamiento de carga y momentos El carro o la guía pueden superar la capacidad de momento aunque la amortiguación cumpla
Alineación y carga lateral El agarrotamiento cambia la velocidad, la fricción, el desgaste y el comportamiento del impacto
Ajuste de la aguja Una restricción incorrecta puede causar rebote, entrada brusca o asentamiento duro
Tope mecánico y protección La amortiguación no define el tope estructural ni los requisitos de control de seguridad

En cilindros sin vástago guiados, revise la capacidad de carga y de momento además de la amortiguación. SMC publica gráficas separadas de carga y momento dependientes de la velocidad para las configuraciones MY1, lo que demuestra que superar una curva no satisface todos los límites del producto (Serie MY1 de SMC, consultada en 2026).

El ajuste de la aguja cambia la restricción de escape y el perfil de desaceleración. No puede convertir un punto que supera el límite de capacidad del fabricante en un punto aprobado. La guía de ingeniería del sello de amortiguación explica cómo trabajan conjuntamente el manguito de amortiguación, el aire atrapado, el paso de la aguja y el sello.

Según nuestra experiencia revisando aplicaciones de amortiguación, la anotación de curva más útil contiene 3 puntos en lugar de 1: producción normal, carga y velocidad máximas previstas y la perturbación creíble que produce la mayor energía de entrada en la amortiguación. Este registro sencillo hace visibles los cambios posteriores de presión o tiempo de ciclo, en lugar de dejar que mantenimiento tenga que deducir la base de selección original.

¿Qué debe hacer si el punto queda fuera de la curva?

Un punto exterior significa que la configuración seleccionada ha fallado la comprobación de catálogo. No borre el punto sustituyendo la masa total por la carga útil, la velocidad media por la velocidad de entrada en la amortiguación o una curva de otro diámetro interior.

Use una o varias de estas correcciones:

  1. Reduzca la velocidad de entrada en la amortiguación. Cambie el perfil de movimiento o la estrategia de control de caudal y mida después la velocidad resultante en la misma ubicación.
  2. Reduzca la masa en traslación. Aligere el utillaje o retire soportes móviles solo cuando el diseño mecánico lo permita.
  3. Seleccione otra configuración de actuador. Otro diámetro interior, serie, guía, opción de amortiguación o conjunto de ajuste de carrera puede tener otra envolvente publicada.
  4. Aumente la distancia de parada controlada. Utilice únicamente una disposición de amortiguación o desaceleración aprobada por el fabricante.
  5. Añada un amortiguador externo. Dimensiónelo para la energía cinética, el trabajo de accionamiento continuo, la energía por hora, la velocidad, la masa efectiva, la carrera, el tiempo de retorno, la temperatura y los límites de montaje.
  6. Modifique la trayectoria de carga. Alinee el decelerador cerca del centro de masa de la carga y mantenga la carga lateral del cilindro o del carro dentro de su propio límite.

El método de ACE para amortiguadores industriales separa la energía cinética, la energía propulsora, la energía total por ciclo, la energía total por hora, la masa efectiva y la carrera. Utilice esos campos cuando la amortiguación interna sea insuficiente; una clasificación en julios por sí sola no completa la selección de un amortiguador externo (ACE Controls, consultado en 2026). La guía de dimensionamiento de amortiguadores externos ofrece el procedimiento detallado.

¿Cómo debe ponerse en marcha y documentarse la selección?

Ponga en marcha el equipo con carga y velocidad controladas, siguiendo el manual exacto del actuador. Acérquese gradualmente a la condición de producción prevista, verifique el acoplamiento de la amortiguación en ambas direcciones y busque entradas bruscas, asentamientos duros, rebotes, tiempos de ciclo inestables, fugas, movimiento de fijaciones o un comportamiento anómalo del carro.

Flujo de selección y liberación de una curva de capacidad de amortiguación Flujo de seis pasos que cubre la selección de la curva exacta, la definición de las coordenadas de aplicación, el trazado de casos operativos creíbles, la comprobación de otros límites del catálogo, la puesta en marcha controlada y el registro de la configuración liberada. De la curva del catálogo a la máquina liberada 1Seleccione la curva del modelo exactoserie, tamaño, opción, orientación, dirección, presión 2Defina la masa y la velocidad de entradaincluya todos los componentes móviles requeridos; mida en la posición indicada 3Trace los casos nominal, máximo previsto y perturbadoconserve los ejes, unidades, escala y etiquetas de curva originales 4Compruebe todos los demás límites del catálogopresión, momentos, carrera, fuerza, frecuencia de ciclo, entorno, montaje 5Ponga en marcha bajo condiciones controladasacérquese gradualmente a producción; inspeccione entrada, asentamiento, rebote y calor 6 · Registre la configuración liberada
Un punto dentro de la curva del catálogo es una compuerta intermedia. La liberación solo se produce después de verificar y registrar los demás límites y el comportamiento de la máquina instalada.

Mantenga un registro de selección de una página con la revisión del catálogo, la página de la curva, el modelo del actuador, el diámetro interior, la carrera, la opción de amortiguación, el desglose de masa móvil, la traza de velocidad o el método de cálculo, el rango de presión, los puntos trazados, el ajuste de la aguja, la frecuencia de ciclo, la orientación de montaje y las observaciones de puesta en marcha. Vuelva a comprobar la curva cada vez que cambie cualquiera de esas entradas.

La guía de amortiguación neumática de alta velocidad cubre los síntomas de ajuste y la verificación en aplicaciones rápidas. Si el ruido o el impacto al final de carrera reaparecen después de una puesta en marcha estable, investigue el desgaste, la contaminación, los cambios de presión, los cambios del control de caudal y los cambios de carga, en lugar de cerrar simplemente más la aguja.

Preguntas frecuentes sobre curvas de capacidad de amortiguación

¿Para qué se utiliza una curva de capacidad de amortiguación?

Sirve para comprobar una configuración específica de cilindro frente a una combinación de masa móvil y velocidad al inicio de la amortiguación. La curva solo se aplica bajo el modelo, la amortiguación, la presión, la orientación y las demás condiciones indicadas por el fabricante. No es un límite universal para cilindros sin vástago.

¿Debo trazar la masa de la carga útil o la masa móvil total?

Trace la masa definida por el catálogo seleccionado. Normalmente incluye la carga útil, el utillaje, el carro o la mesa guiada y la masa del pistón o carro interno del actuador. Parker también indica que se añada la masa del carro guía o del alojamiento del freno cuando estén instalados.

¿Puedo utilizar la velocidad media del cilindro en la curva?

Solo cuando la curva solicite expresamente la velocidad media y usted la calcule mediante el método del fabricante. Muchos procedimientos de amortiguación exigen la velocidad del pistón o del carro en la entrada de la amortiguación. Mida en esa posición siempre que sea posible, porque la velocidad media de toda la carrera puede ocultar una velocidad de entrada mayor.

¿Aumenta la capacidad de amortiguación al ajustar la aguja?

No. El ajuste de la aguja cambia la restricción de escape y el perfil de desaceleración dentro del rango de configuración permitido para el producto. No crea una nueva envolvente nominal de masa y velocidad. Un punto fuera del límite publicado necesita un cambio de condición de funcionamiento u otra solución de parada.

¿Qué debo hacer si el punto de funcionamiento queda fuera de la curva?

Reduzca la velocidad de entrada en la amortiguación o la masa móvil, seleccione otro cilindro u otra configuración de amortiguación aprobada, aumente la distancia de parada controlada o añada un amortiguador externo correctamente dimensionado. Vuelva a trazar el caso revisado y póngalo en marcha bajo condiciones controladas.

Fuentes y referencias técnicas