Impacto del diámetro interior del cilindro en la fuerza y la velocidad: guía práctica

Vea cómo el diámetro interior del cilindro cambia fuerza, demanda de caudal, velocidad y consumo de aire, con comparaciones prácticas de 32 a 80 mm y una secuencia realista de dimensionamiento.

Compartir
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

El diámetro interior del cilindro determina directamente el área del pistón, por lo que modifica la fuerza teórica y el volumen de la cámara en proporción al cuadrado del diámetro. Por sí solo, no determina la velocidad real del cilindro. Un diámetro mayor solo se mueve más despacio cuando el caudal disponible a presión de trabajo no cambia; la limitación real puede estar en la válvula, el tubo, un racor, el escape o el regulador de caudal.

Esta distinción evita dos errores habituales de dimensionamiento. El primero consiste en elegir un diámetro grande basándose únicamente en la fuerza y descubrir después que la válvula existente no puede llenar el cilindro dentro del tiempo de carrera requerido. El segundo consiste en elegir un diámetro pequeño porque sobre el papel parece más rápido y comprobar luego que la presión cae bajo carga. Para consultar más ecuaciones, utilice la guía de fórmulas para cilindros neumáticos. Este artículo se centra en una decisión: qué cambia cuando se modifica el diámetro interior y el resto del circuito permanece igual.

Conclusiones clave

  • Si la presión no cambia, la fuerza teórica de avance es proporcional al cuadrado del diámetro interior.
  • Si el caudal real hacia la cámara no cambia, la velocidad del pistón es inversamente proporcional a su área.
  • La norma ISO 15552 abarca cilindros de 32 a 320 mm con fijaciones desmontables, pero no sustituye las comprobaciones de caudal de la aplicación (ISO 15552, confirmada en 2025).
  • Seleccione el diámetro según la carga y verifique después el caudal de la válvula, los tubos, el escape, la amortiguación y el tiempo de carrera.
Cilindro neumático ISO 15552 que muestra el diámetro interior que determina el área del pistón, la fuerza y el volumen de la cámara

La norma ISO 15552:2018 abarca cilindros neumáticos con fijaciones desmontables, diámetros interiores de 32 a 320 mm y una presión nominal máxima de 1.000 kPa (10 bar). La norma fue confirmada en 2025, pero su alcance se limita a la intercambiabilidad dimensional; no sustituye las comprobaciones específicas de fuerza, caudal, montaje o amortiguación de cada aplicación (ISO 15552, confirmada en 2025).

La fuerza establece el diámetro mínimo. El caudal, el tiempo de carrera, el montaje y la amortiguación deben comprobarse por separado.

El diámetro interior modifica primero el área

El área del pistón relaciona el diámetro interior con la fuerza, la velocidad y la demanda de aire. Para un pistón circular, AutomationDirect emplea la misma relación entre presión y área para dimensionar el cilindro (Dimensionamiento de cilindros de AutomationDirect, consultado el 11-07-2026):

Área del pistón = pi x diámetro interior^2 / 4
Fuerza teórica de avance = presión diferencial x área del pistón
Área de retroceso = área del pistón - área del vástago
Fuerza teórica de retroceso = presión diferencial x área de retroceso

El cuadrado es el factor decisivo. Pasar de un diámetro interior de 40 mm a uno de 80 mm no duplica el área, sino que la multiplica por cuatro. En consecuencia, la fuerza teórica de avance también se cuadruplica con la misma presión diferencial. El volumen de la cámara por milímetro de carrera aumenta en la misma proporción.

AutomationDirect define la fuerza de avance como el área efectiva del pistón multiplicada por la presión diferencial. Su página de dimensionamiento también muestra por qué la fuerza de tracción es menor en un cilindro de vástago simple: durante el retroceso, el vástago ocupa parte del área que recibe presión (Dimensionamiento de cilindros de AutomationDirect, consultado el 11-07-2026).

El término diferencial es importante. Si la cámara posterior está a 6 bar manométricos y la cámara del vástago que evacua soporta 0,8 bar de contrapresión, el pistón no desarrolla la misma fuerza neta que en un cálculo que supone 6 bar en un lado y presión atmosférica en el otro. Además, la resistencia de las juntas, el rozamiento de las guías, la aceleración, la gravedad y la geometría de instalación reducen la carga que puede desplazarse de forma fiable.

HerramientaDimensionado de cilindrosCalculadora de diámetro de cilindroIntroduzca la carga requerida, la presión de trabajo, el sentido del movimiento, el diámetro del vástago, el margen por rozamiento y el factor de seguridad para estimar el diámetro interior mínimo y el siguiente tamaño normalizado.Área requerida = Fuerza de diseño / (Presión × Eficiencia × Factor de carga según velocidad)Modo de entrada para dimensionamientoCarga requerida o masa móvilOrientación del recorridoFricción de la guíaAbrir calculadora

¿Qué ocurre con la fuerza al aumentar el diámetro interior?

Con una presión diferencial de 0,6 MPa, la fuerza teórica de avance aumenta desde unos 483 N para 32 mm hasta 3.016 N para 80 mm. Los valores siguientes se calculan mediante la relación presión-área publicada por AutomationDirect; no son valores nominales de carga de trabajo segura (Dimensionamiento de cilindros de AutomationDirect, consultado el 11-07-2026).

Resumen de la fuente: Mantener constante la presión permite aislar el efecto del diámetro. De 32 a 80 mm, el área del pistón y la fuerza teórica de avance se multiplican por 6,25. Si se mantiene constante el caudal real hacia la cámara, el índice se invierte: la velocidad estimada en primera aproximación baja al 16 %, porque el mismo caudal se divide entre un área 6,25 veces mayor.

Observación técnica: Las columnas de fuerza y velocidad no son prestaciones de catálogo enfrentadas. Son dos comparaciones controladas con condiciones constantes distintas: presión para la fuerza y caudal real hacia la cámara para la velocidad.

Diámetro interiorÁrea del pistónFuerza teórica a 0,6 MPaÍndice de área y fuerzaÍndice de velocidad con el mismo caudal real
32 mm804 mm2483 N1.001.00
40 mm1,257 mm2754 N1.560.64
50 mm1,963 mm21,178 N2.440.41
63 mm3,117 mm21,870 N3.880.26
80 mm5,027 mm23,016 N6.250.16

La última columna es deliberadamente condicional: supone el mismo caudal real hacia la cámara. En otras palabras, el cilindro mayor puede alcanzar la misma velocidad si recibe un caudal proporcionalmente superior. Si los orificios, la válvula y los tubos no cambian, el volumen adicional suele ralentizar la carrera.

Índices de área del cilindro y velocidad a caudal constanteComparación de diámetros interiores de 32, 40, 50, 63 y 80 milímetros. El área y la fuerza teórica aumentan con el cuadrado del diámetro, mientras que la velocidad con el mismo caudal real disminuye de forma inversamente proporcional al área. El diámetro afecta en sentidos opuestos a la fuerza y la velocidadÍndice referido a 32 mm; la presión no cambia en la comparación de fuerza. 6.250 32 mm40 mm50 mm63 mm80 mm Índice de área/fuerzaÍndice de velocidad a caudal real constanteCalculado con A = pi x D2 / 4. La fuerza teórica no incluye rozamiento ni contrapresión de escape.
Duplicar el diámetro interior cuadruplica el área del pistón y la fuerza teórica. Con el mismo caudal real, el área mayor reduce a una cuarta parte la estimación inicial de velocidad.

Ejemplo de selección del diámetro interior

Considere, por ejemplo, una transferencia horizontal dinámica con una carga máxima creíble de 800 N y una presión diferencial prevista de 0,6 MPa. La guía general de selección de cilindros de SMC recomienda una relación de carga de 0,5 o inferior para funcionamiento dinámico. También indica que el funcionamiento a alta velocidad puede requerir una relación aún menor (Selección de modelos de cilindros neumáticos de SMC, consultado el 11-07-2026).

Aplicando 0,5 como criterio seleccionado:

Fuerza teórica requerida = 800 N / 0.5 = 1,600 N
Área de pistón requerida = 1,600 N / 0.6 N/mm2 = 2,667 mm2
Diámetro interior calculado = sqrt(4 x 2,667 / pi) = 58.3 mm

Por tanto, el siguiente diámetro aplicable del catálogo podría ser 63 mm. Su fuerza teórica de avance a 0,6 MPa es de unos 1.870 N, lo que produce una relación de carga próxima a 0,43 para el caso de 800 N. Esto solo supera la comprobación de fuerza. El diseñador aún debe verificar la fuerza de retroceso, la estabilidad del vástago, el montaje, la carga lateral, la energía de amortiguación, la presión dinámica y el tiempo de ciclo. La guía de dimensionamiento por factor de fuerza explica cómo mantener separados la fuerza teórica y el coeficiente de carga admisible.

Un diámetro interior mayor no siempre es más lento

La velocidad del cilindro depende de la relación entre caudal y área, no solo del diámetro interior. SMC publica la relación preliminar s = 28.8q / A, donde la velocidad se expresa en pulgadas por segundo, q es el caudal en SCFM y A es el área del pistón en pulgadas cuadradas. SMC especifica que la presión de entrada debe mantenerse constante y que el tamaño de los orificios y tubos también afecta a la velocidad (Control del caudal de aire de cilindros de SMC, consultado el 11-07-2026).

Resumen de la fuente: SMC separa la fuerza de salida de la velocidad: la presión aplicada sobre el área produce fuerza, mientras que el caudal dividido entre el área proporciona una primera estimación de velocidad. La relación publicada supone una presión de entrada constante y no elimina los efectos de los orificios, tubos, escape, carga o amortiguación (Control del caudal de aire de cilindros de SMC).

Expresada sin depender de las unidades, la relación básica es:

Velocidad del pistón = caudal real hacia la cámara / área efectiva del pistón
Tiempo de carrera = carrera / velocidad del pistón

El término real es esencial. Un catálogo de válvulas puede indicar el caudal en SCFM o L/min (ANR), que se refiere a aire libre o en condiciones normalizadas. La cámara del cilindro recibe un caudal volumétrico real menor a la presión de trabajo. Convierta los valores sobre una base de referencia coherente antes de dividir por el área del pistón. NIST también advierte que las unidades normalizadas de caudal de gas pueden emplear temperaturas de referencia distintas, por lo que la base de las unidades debe figurar en la hoja de cálculo (Conversiones de presión y caudal de gas de NIST, actualizado en 2025).

El propio ejemplo de selección de SMC muestra la magnitud del problema: un cilindro de 50 mm de diámetro interior a 0,5 MPa y 500 mm/s requiere aproximadamente 350 L/min (ANR). Este es el caudal requerido durante la carrera, no el consumo medio de aire durante un ciclo completo de la máquina (Selección de modelos de cilindros neumáticos de SMC, consultado el 11-07-2026).

HerramientaDimensionado de cilindrosCalculadora de velocidad de cilindroCompare las velocidades de avance y retroceso a partir del diámetro interior, el diámetro del vástago, la carrera, la presión de trabajo y el caudal de aire libre disponible antes de aceptar un diámetro de catálogo mayor.Velocidad = caudal real / área efectivadiámetro del cilindrodiámetro del vástagolongitud de carreraCaudal de aire libre disponibleAbrir calculadora

Por qué la misma válvula se comporta de forma distinta al cambiar el diámetro

Si un cilindro de 32 mm y otro de 80 mm reciben el mismo caudal real hacia la cámara, el pistón de 80 mm tiene un área 6,25 veces mayor. Por tanto, su velocidad estimada en primera aproximación es solo el 16 % de la correspondiente al cilindro de 32 mm. El cilindro mayor no es intrínsecamente lento; el conducto de caudal sin modificar ha quedado subdimensionado respecto al área de la cámara.

Además, el movimiento real incorpora otras limitaciones:

  • La válvula debe admitir suficiente caudal de alimentación y escape con las presiones reales aguas arriba y aguas abajo.
  • El diámetro interior y la longitud de los tubos, los racores, acoplamientos rápidos, silenciadores y colectores añaden restricciones.
  • La regulación a la salida genera contrapresión para estabilizar el movimiento, pero esa contrapresión reduce la fuerza neta.
  • El ajuste de la amortiguación puede dominar la parte final de la carrera aunque la velocidad a mitad de carrera sea suficiente.
  • La relación de carga y el rozamiento de las juntas afectan a la aceleración y al tiempo necesario para generar fuerza útil.
  • El retroceso puede ser más rápido porque el área y el volumen de la cámara del lado del vástago son menores, aunque unas condiciones asimétricas de válvula o escape pueden invertir esta previsión.

La lista de comprobación para especificar cilindros de alta velocidad trata con más detalle la energía de amortiguación y los tiempos de movimiento. Para un cálculo centrado en la válvula, consulte la guía de dimensionamiento mediante Cv.

Comparación a caudal constante: de 32 a 80 mm

La comparación más útil mantiene constante una sola condición cada vez. Este método sigue la separación que hace SMC entre salida teórica, caudal requerido y consumo de aire como cálculos distintos de selección (Selección de modelos de cilindros neumáticos de SMC, consultado el 11-07-2026). Mezclar un cálculo de fuerza a presión constante con una afirmación sobre velocidad sin especificar el caudal produce un resultado imposible de verificar.

Observación técnica: Un cambio de diámetro debe dar lugar a tres cálculos independientes: fuerza a presión dinámica, caudal requerido para el tiempo de carrera objetivo y aire en condiciones normalizadas por ciclo aceptado.

Condición de comparaciónQué permanece constanteEfecto de un diámetro mayorQué debe volver a comprobarse
Comparación de fuerzaPresión diferencialAumenta la fuerza teórica con el áreaRelación de carga, contrapresión y montaje
Comparación de velocidadCaudal real hacia la cámaraReduce la velocidad estimadaVálvula, tubos, escape y amortiguación
Comparación de tiempo objetivoCarrera y tiempo de carreraAumenta el caudal requeridoConductancia de la válvula, caída de presión y FRL
Comparación de aire por cicloCarrera y relación de presionesAumenta el volumen de aire cargadoDiámetro del vástago, volumen de tubos y frecuencia de ciclo
Comparación energéticaProducción aceptadaSuele aumentar la demanda del actuadorFugas, caudal en vacío, rechazos y eficiencia del compresor

Esta separación también resulta útil durante el diagnóstico. Un cilindro con poca fuerza y tiempo de ciclo normal apunta a la carga, el rozamiento o la presión diferencial. Un cilindro con fuerza suficiente pero lento apunta a la capacidad de caudal, una restricción de escape o el ajuste de la amortiguación. Un cilindro lento cuya presión cae durante el movimiento puede presentar ambos problemas. Mida la presión en ambos orificios del actuador durante la parte de la carrera sometida a carga, en lugar de confiar en el manómetro estático del regulador.

CAGI identifica asimismo las tuberías, los racores, los filtros, los secadores y otros componentes como fuentes de caída de presión, y recomienda corregir las restricciones antes de limitarse a aumentar la presión de descarga del compresor (Informe técnico de CAGI sobre caída de presión, consultado el 11-07-2026). La guía de diagnóstico de caídas de presión en sistemas neumáticos ofrece una secuencia de medición en la máquina.

Recorrido del caudal y comprobaciones para dimensionar el cilindroEl aire comprimido atraviesa el regulador, la válvula, los tubos, el orificio del cilindro, la cámara del pistón y el escape. Cualquier restricción puede reducir la velocidad del cilindro o la presión dinámica.El diámetro es solo una parte del sistema de movimientoCompruebe juntos la alimentación y el escape al caudal de carrera requerido. Reguladorpresión dinámicaVálvulaCv/conductanciaTubosdiámetro y longitudCilindrodiámetro y carreraEscaperegulador/silenciador Prueba de aceptaciónCarga + tiempo objetivo + presión en orificios + energía de amortiguaciónUn diámetro mayor puede revelar una restricción admisible con la cámara pequeña.
Mida el recorrido completo. Una restricción de alimentación puede reducir la presión y la aceleración; una restricción de escape puede reducir la velocidad y la fuerza neta mediante contrapresión.

¿Cuánto aire adicional consume un diámetro mayor?

Si la carrera y la relación de presiones no cambian, el aire consumido por ciclo aumenta aproximadamente con el área de la cámara. Un ciclo completo de doble efecto incluye la cámara de avance de diámetro completo y la cámara anular, más pequeña, del lado del vástago. El cálculo de SMC también incluye los tubos conmutados entre la válvula y el cilindro (Selección de modelos de cilindros neumáticos de SMC, consultado el 11-07-2026).

SMC distingue entre consumo de aire y volumen de aire requerido. El consumo de aire sirve para estimar el compresor y los costes de funcionamiento. En cambio, el volumen de aire requerido es el caudal necesario para desplazar la carga a una velocidad determinada y sirve para seleccionar la unidad FRL, la tubería de alimentación y la válvula (Selección de modelos de cilindros neumáticos de SMC, consultado el 11-07-2026).

Resumen de la fuente: SMC define el consumo de aire como el volumen cargado en el cilindro y en los tubos entre la válvula y el cilindro durante el funcionamiento. El volumen de aire requerido es otra magnitud: el caudal necesario para una velocidad determinada. Por ello, diámetro, carrera, presión, tubos y tiempo de carrera deben figurar en una misma hoja de dimensionamiento, pero no forman una sola cifra intercambiable.

Considere, por ejemplo, un cilindro con 50 mm de diámetro interior, vástago de 20 mm y carrera de 200 mm a 0,6 MPa manométricos. Utilizando una relación aproximada de presiones absolutas de 7 respecto a 0,1 MPa absolutos y suponiendo la misma temperatura:

Volumen barrido en avance = 0.393 L
Volumen barrido en retroceso = 0.330 L
Equivalente aproximado de aire libre, solo cilindro = (0.393 + 0.330) x 7
                                                      = 5.06 L referidos a 0.1 MPa absolutos
A 20 ciclos completos/min = unos 101 L/min sobre la misma base

Este valor no es formalmente ANR, NL ni SCF salvo que también se indiquen la temperatura de referencia aplicable y las demás condiciones de notificación. El cálculo excluye los tubos entre válvula y cilindro, las fugas, el aire de pilotaje, el soplado y las cargas simultáneas de la máquina. También supone que ambas cámaras alcanzan la presión indicada. La herramienta de consumo de aire de Festo utiliza asimismo el tamaño del cilindro, la carrera y la presión de funcionamiento como datos principales, lo que confirma que el diámetro por sí solo no permite estimar los costes (Consumo de aire de cilindros de Festo, consultado el 11-07-2026).

HerramientaDimensionado de cilindrosCalculadora de consumo de aireEstime el aire de avance, retroceso y ciclo completo, así como L/min, m3/h y SCFM, a partir del diámetro interior, diámetro del vástago, carrera, presión, tipo de funcionamiento y frecuencia de ciclo.Volumen de aire = área del cilindro x carrera x relación de presión x ciclosdiámetro del cilindrodiámetro del vástagolongitud de carreraTipo de acciónAbrir calculadora

Para establecer un límite completo que incluya los tubos y el caudal medido de la máquina, consulte la guía de consumo de aire de cilindros de doble efecto. Del mismo modo, un regulador de caudal puede modificar la velocidad sin reducir la masa final admitida en una cámara que alcanza la misma presión.

Seleccione el diámetro según la carga y verifique después el recorrido del caudal

La secuencia fiable es: primero la carga, después el diámetro, luego el caudal y, por último, la validación en la máquina. Por este motivo, SMC trata la selección del diámetro y el volumen de aire requerido como pasos independientes (Selección de modelos de cilindros neumáticos de SMC, consultado el 11-07-2026). Elegir el diámetro solo por la velocidad puede dejar la aplicación sin reserva de fuerza; elegirlo solo por la fuerza teórica puede generar una demanda de caudal inviable.

  1. Defina el movimiento. Registre la magnitud y el sentido de la carga, la orientación, la aceleración, la carrera, el tiempo objetivo, la pausa y los ciclos por minuto.
  2. Utilice la presión dinámica. Estime la menor presión en la cámara posterior y la mayor contrapresión de escape durante la parte más exigente del movimiento.
  3. Elija un solo método de dimensionamiento por fuerza. Aplique la relación de carga del fabricante seleccionado o un margen de fuerza documentado y específico de la aplicación. No acumule deducciones solapadas.
  4. Calcule ambos sentidos. Reste el área del vástago para el retroceso e incluya la fuerza del muelle cuando corresponda.
  5. Pase a un diámetro real de catálogo. Compruebe la familia ISO, la envolvente de montaje, el tamaño de los orificios, el diámetro del vástago y los requisitos de sustitución.
  6. Calcule el caudal objetivo. Convierta el volumen de la cámara y el tiempo de carrera objetivo en el caudal normalizado requerido sobre una base de referencia indicada.
  7. Compruebe todas las restricciones. Revise los datos de la válvula con la relación de presiones pertinente, el diámetro interior y la longitud de los tubos, los racores, los colectores, los reguladores de velocidad y los silenciadores.
  8. Compruebe la energía al final de carrera. Un diámetro mayor puede aumentar la aceleración y el impacto aunque la velocidad media no cambie.
  9. Pruebe la máquina. Registre el tiempo de carrera, la presión en ambos orificios, la carga, el ajuste de amortiguación y el resultado de aceptación.

No suponga que un actuador guiado elimina la carga lateral. La guía soporta momentos externos y fuerzas transversales dentro de los límites indicados; el diámetro sigue determinando la fuerza neumática, mientras que la guía y el carro determinan la carga admisible. Del mismo modo, un cilindro sin vástago resuelve un problema de espacio, pero no proporciona fuerza ni velocidad gratuitas. Aún deben revisarse el diámetro, el rozamiento de las juntas, la carga del carro, los orificios y los datos de amortiguación.

Cuando fuerza y velocidad entren en conflicto, modifique la variable correcta

Si un diámetro mayor supera la comprobación de carga pero no cumple el tiempo de ciclo, el siguiente paso depende de la condición que haya fallado. CAGI recomienda eliminar las restricciones y diagnosticar la caída de presión antes de aumentar la presión de descarga del compresor (Informe técnico de CAGI sobre caída de presión, consultado el 11-07-2026). Utilice mediciones de presión y tiempo en lugar de aumentar por defecto la presión de planta.

Observación técnica: Las curvas de presión y tiempo permiten identificar qué variable debe modificarse. Una fuerza neta baja con caudal suficiente exige revisar la transmisión de carga o la presión diferencial; una fuerza suficiente con un tiempo de carrera excesivo exige revisar el recorrido del caudal.

Resultado observadoLímite probablePrimeras acciones
La presión se mantiene, pero el movimiento es lentoRestricción de caudal o escapeComprobar válvula, diámetro interior del tubo, racores, silenciador y ajuste a la salida
La presión de alimentación cae durante el movimientoConductancia aguas arriba o almacenamiento localMedir a ambos lados de la FRL y la válvula; acortar o ampliar la línea; revisar el depósito
La alimentación se mantiene, pero la fuerza neta es bajaContrapresión, rozamiento, geometría o cargaMedir ambos orificios; comprobar la alineación y la carga de la guía
Mitad de carrera rápida, final lentoAjuste de amortiguación o escape atrapadoRevisar la aguja de amortiguación y la energía de fin de carrera
La velocidad es correcta, pero el consumo es altoDiámetro sobredimensionado, carrera larga, presión alta o exceso de ciclosRevisar el caso de carga y medir el aire por ciclo aceptado
Un diámetro menor requiere una presión excesivaÁrea insuficiente o transmisión de carga deficienteElegir un diámetro mayor o reducir la carga mecánica o el rozamiento

Como alternativa, un multiplicador de presión puede ser adecuado para una demanda de alta presión pequeña, intermitente y aislada, pero no es una solución predeterminada para la velocidad. El multiplicador necesita caudal de entrada y tiempo de recuperación, y una presión de salida mayor incrementa la energía almacenada y la demanda de aire. Varios cilindros pequeños pueden distribuir la carga, pero añaden requisitos de sincronización, tuberías, alineación y control. Ninguna de estas opciones sustituye un cálculo completo de fuerza y caudal.

La regulación a la salida suele preferirse para estabilizar la velocidad de un cilindro neumático porque mantiene contrapresión en el escape. Esa misma contrapresión reduce la fuerza neta, por lo que debe ajustarse mientras se supervisan el movimiento y la presión en ambos orificios. La guía comparativa de regulación a la entrada y a la salida explica esta compensación de estabilidad.

Lista de comprobación del diámetro para una solicitud de oferta

El proveedor solo puede comprobar la compatibilidad entre diámetro, válvula y circuito si la solicitud define los límites de carga y tiempo. ISO 15552 define dimensiones de intercambiabilidad, mientras que el método de selección de SMC añade comprobaciones de carga, velocidad, tuberías y amortiguación (ISO 15552; Selección de modelos de cilindros neumáticos de SMC). Envíe conjuntamente estos datos:

  • Tipo de cilindro, modelo actual y norma o familia de intercambiabilidad requerida.
  • Diámetro interior, diámetro del vástago, carrera, tipo de montaje, tamaño de los orificios y tipo de amortiguación.
  • Magnitud y sentido de la carga, orientación, disposición de las guías y momentos externos.
  • Tiempo requerido de avance y retroceso, pausa y ciclos por minuto.
  • Presión mínima de alimentación medida durante el movimiento y condición de escape prevista.
  • Modelo de válvula, especificación de caudal, disposición del colector y tiempo de conmutación.
  • Diámetro exterior e interior de los tubos, longitud hasta cada orificio, racores, acoplamientos rápidos, reguladores y silenciadores.
  • Temperatura ambiente, contaminación, lavado, corrosión y condiciones de lubricación.
  • Comportamiento ante fallos, controles de cargas verticales, protecciones y requisitos de riesgo de la máquina.
  • Criterios de aceptación para tiempo de carrera, presión, impacto, repetibilidad y consumo de aire.

Si se trata de una sustitución, incluya la placa de características y las dimensiones de montaje del cilindro antiguo. ISO 15552 facilita la intercambiabilidad dimensional dentro de su alcance, pero aún deben compararse la posición de los orificios, la ranura del sensor, la rosca del extremo del vástago, el ajuste de la amortiguación y el conjunto de accesorios. La lista de comprobación de intercambiabilidad ISO 15552 detalla estos puntos.

Para revisar el diámetro y el caudal, envíe la hoja cumplimentada mediante el formulario de contacto para aplicaciones neumáticas. Incluya los modelos actuales del cilindro y la válvula para poder distinguir entre una limitación del actuador y una restricción del circuito.

Preguntas frecuentes sobre diámetro interior, fuerza y velocidad

Las respuestas siguientes mantienen la fuerza, la velocidad y el consumo de aire en condiciones de cálculo separadas. AutomationDirect respalda la relación fuerza-presión-área, mientras que SMC distingue el caudal requerido durante la carrera del consumo total de aire (Dimensionamiento de cilindros de AutomationDirect; Selección de modelos de cilindros neumáticos de SMC).

¿Duplicar el diámetro interior del cilindro duplica la fuerza?

No. Si la presión diferencial no cambia, duplicar el diámetro cuadruplica el área del pistón y la fuerza teórica de avance, porque el área es proporcional al cuadrado del diámetro. La carga útil será inferior después de considerar la relación de carga seleccionada, el rozamiento, la contrapresión, la aceleración y los efectos de la instalación.

¿Por qué un cilindro con mayor diámetro interior puede moverse más despacio?

Un diámetro mayor implica más área y volumen de cámara. Si el caudal real no cambia, la velocidad disminuye porque equivale al caudal real hacia la cámara dividido entre el área efectiva. Una válvula mayor y unos tubos o un escape menos restrictivos pueden aportar más caudal, de modo que el cilindro mayor no es automáticamente más lento.

¿Debe calcularse la fuerza con la presión del regulador?

La presión del regulador es válida para una estimación inicial. El dimensionamiento final debe utilizar la presión diferencial a través del pistón durante la parte más exigente del movimiento. Mida o estime la presión en ambos orificios del actuador, porque la pérdida de alimentación y la contrapresión de escape reducen la fuerza neta.

¿Un diámetro interior mayor siempre consume más aire comprimido?

Con la misma carrera, relación de presiones, configuración de vástago y número de ciclos, un diámetro mayor carga un volumen de cámara superior y, por tanto, consume más aire normalizado por ciclo. Un cálculo completo también incluye la cámara del lado del vástago, los tubos conmutados, las fugas, el aire de pilotaje y el número real de ciclos.

¿Puede una presión mayor sustituir a un diámetro interior mayor?

A veces, siempre que se respeten los valores nominales de todos los componentes y la evaluación de riesgos de la máquina. Una presión mayor aumenta la fuerza sin incrementar el área del pistón, pero también eleva el consumo de aire, la energía almacenada, la demanda por fugas y las tensiones. Verifique la presión dinámica en los orificios y los límites de los componentes antes de cambiar la estrategia de presión.

¿Qué diámetro debo elegir si el cálculo queda entre dos tamaños de catálogo?

Pase al siguiente diámetro aplicable del catálogo y repita las comprobaciones de fuerza, caudal, amortiguación, montaje y consumo de aire. Un diámetro de catálogo mayor puede superar la comprobación de fuerza y, al mismo tiempo, revelar una restricción de válvula o tubería que no era relevante con el diámetro mínimo calculado.

Fuentes