La fuerza de separación del acoplamiento magnético es la fuerza axial a partir de la cual el carro externo ya no puede permanecer sincronizado con el pistón situado dentro de un cilindro sin vástago con acoplamiento magnético. Parker denomina a este valor fuerza de separación magnética y publica de 157 a 942 N para sus cinco diámetros de la serie P1Z. SMC utiliza el término fuerza de sujeción magnética y publica de 19.6 a 2,256 N para los nueve diámetros de las series CY3B/CY3R.
Estas cifras proceden de los datos de producto de los fabricantes (Parker; SMC, fecha de consulta: 23-07-2026).
Estos dos intervalos dejan clara la primera regla de dimensionamiento: la fuerza de separación es un valor nominal del producto, no una propiedad universal de todos los cilindros magnéticos. El cálculo también debe incluir la resistencia axial de la carga, la aceleración, la dirección de montaje, la fricción de la guía, el desplazamiento de la carga respecto al eje, la presión de trabajo, la velocidad y la energía de parada. Un diámetro que genere suficiente empuje neumático todavía puede corresponder a una configuración magnética o de guía incorrecta.
Puntos clave
- La fuerza de sujeción magnética limita la transferencia de fuerza axial; no es el valor nominal de carga lateral ni de momento del carro.
- Calcule la fuerza axial requerida y aplique después los límites exactos de fuerza de accionamiento admisible y de desplazamiento de carga indicados por el fabricante.
- Compruebe por separado la presión, la velocidad, la energía de parada, la guía y la seguridad del re-acoplamiento.
¿Qué indica realmente la fuerza de separación del acoplamiento magnético?
Parker publica tanto la fuerza teórica a 6 bar como la fuerza máxima del acoplamiento magnético para P1Z. En el modelo de 32 mm, los valores son 483 N y 703 N. Por tanto, el catálogo trata el empuje neumático y la transferencia axial magnética como límites de ingeniería independientes (Catálogo P1Z de Parker, fecha de consulta: 23-07-2026).
El área del pistón genera el empuje neumático. El conjunto magnético limita cuánta de esa fuerza axial puede atravesar la pared cerrada del tubo. El pistón y el carro permanecen alineados mientras el acoplamiento puede transmitir la demanda del carro. Si la resistencia supera ese límite, el pistón puede seguir avanzando mientras el carro se detiene o queda rezagado.
Este significado difiere del de fuerza de arranque en un cilindro convencional con vástago. En ese caso, el término suele referirse a la fuerza necesaria para vencer la fricción de adherencia de juntas y cojinetes al iniciar el movimiento. En un cilindro magnético sin vástago, la separación magnética es un modo de fallo diferente. Por ello, los documentos de compra deben utilizar el término y la unidad exactos del fabricante.
Fuerza de sujeción magnética es el umbral de separación axial que especifica el fabricante para los conjuntos de imanes interno y externo. Fuerza de accionamiento admisible es el límite de aplicación obtenido de los datos de fuerza y desplazamiento de carga del modelo seleccionado. Capacidad de la guía es la fuerza lateral y el momento permitidos para el carro o el raíl externo. Estos valores no son intercambiables.
Este valor tampoco demuestra que el carro pueda soportar una carga lateral. La fuerza magnética transmite el movimiento axial. Un carro básico, un cojinete de deslizamiento integrado, una guía de bolas y una carga guiada por separado pueden tener fuerzas y momentos admisibles diferentes aunque la fuerza de sujeción magnética sea idéntica. La guía sobre el mecanismo de carga de los cilindros sin vástago explica que la comprobación de la guía debe hacerse por separado.
La fuerza magnética es un límite de catálogo, no una aproximación basada en la ley del inverso del cuadrado
Los datos actuales de CY3R de SMC indican nueve fuerzas de sujeción específicas de cada modelo, desde 19.6 N para un diámetro de 6 mm hasta 2,256 N para 63 mm. Su procedimiento de selección aplica después curvas de fuerza de accionamiento admisible basadas en la resistencia axial y en el desplazamiento de aplicación de la fuerza de la carga (Catálogo CY3B/CY3R de SMC, fecha de consulta: 23-07-2026).
Una ecuación simple basada en el inverso del cuadrado no puede reproducir ese comportamiento del producto. El circuito magnético incluye varios imanes, piezas polares, la pared no magnética del tubo, holguras radiales y un desplazamiento axial cambiante cuando los dos conjuntos de imanes comienzan a separarse. El grado del imán y la temperatura también importan, pero sus efectos corresponden al conjunto elegido, no a un porcentaje aplicable a toda la tecnología.
La contaminación muestra por qué esta distinción es importante. Los residuos sobre el tubo expuesto pueden aumentar la resistencia al deslizamiento, interferir con el movimiento de la guía o dañar una superficie. Los residuos ferrosos pueden ser atraídos hacia el carro. Ninguna de estas observaciones justifica asignar una pérdida universal del 10 %, 20 % o 50 % de la fuerza magnética. Mida la resistencia resultante e inspeccione el conjunto.
¿Cómo se establece el presupuesto de fuerza axial?
Las entradas de selección de modelos CY3B/CY3R de SMC incluyen la masa de la carga, la masa del soporte de conexión, el coeficiente de fricción de la guía, la presión de trabajo, la velocidad, la carrera, la dirección de montaje y la distancia de aplicación de la carga. Sus procedimientos para montaje horizontal, inclinado y vertical utilizan cálculos de resistencia diferentes, por lo que la masa de la carga por sí sola no es suficiente (Catálogo de selección de SMC, fecha de consulta: 23-07-2026).
Para una comprobación preliminar a nivel de máquina, defina la fuerza axial requerida así:
Aquí, es la fuerza axial requerida, en newtons, es la fuerza de proceso opuesta, es la resistencia de la guía medida o estimada de forma conservadora, es la masa total en movimiento, en kilogramos, es la aceleración axial, en metros por segundo al cuadrado, es la aceleración gravitatoria, y es el ángulo de desplazamiento medido desde la horizontal.
Para una guía deslizante sencilla, el término de fricción preliminar puede expresarse así:
El coeficiente debe representar la guía instalada y su estado. No tome un valor genérico cuando la precarga, las juntas, los portacables, la desalineación o el contacto con el proceso cambien materialmente la resistencia. Un dinamómetro o una prueba de tracción motorizada de la carga guiada, realizada por separado del cilindro, suele ser más útil que un coeficiente supuesto.
La relación preliminar de aceptación es:
El lado derecho no es automáticamente la fuerza de sujeción que figura como valor principal. Primero, utilice la curva o tabla exacta de fuerza de accionamiento admisible del fabricante para el modelo seleccionado, el desplazamiento de la carga, el método de montaje y el régimen de trabajo. Después, compruebe por separado la masa directa del carro, los valores nominales de fuerza y momento, la presión de trabajo, la velocidad del pistón y la energía de parada.
Ejemplo de cálculo: carga guiada horizontal
Un conjunto hipotético de 8.8 kg que acelera a 3.0 m/s², con una fricción de guía de 0.08 y una fuerza de proceso de 10 N, genera una demanda axial preliminar de 43.3 N. El método de SMC todavía requiere el desplazamiento de la carga y la curva de fuerza de accionamiento admisible del modelo antes de aprobar un diámetro CY3B o CY3R (SMC, fecha de consulta: 23-07-2026).
Supongamos:
- Carga útil y herrajes de conexión: 8.8 kg
- Desplazamiento horizontal:
- Aceleración axial: 3.0 m/s²
- Coeficiente de fricción de guía del ejemplo: 0.08
- Fuerza de proceso opuesta: 10 N
La resistencia estimada de la guía es:
La fuerza axial requerida es:
Ese resultado es un requisito del lado de la carga, no un cilindro seleccionado. El paso siguiente es representar frente a la fuerza de accionamiento admisible del modelo en el desplazamiento real de la carga. Si la carga está montada directamente sobre un carro CY3R básico, SMC también limita la masa de carga directa según el diámetro. Si una guía externa soporta la carga útil, la conexión debe admitir la deflexión del cilindro sin agarrotarse.
¿Qué ocurre con el empuje neumático? Debe superar la misma demanda de carga a la presión realmente disponible en el cilindro durante el movimiento. Utilice las presiones de ambos puertos cuando la contrapresión sea significativa. La guía sobre pérdidas de fuerza del cilindro cubre esa comprobación del lado de la presión, y la Calculadora de fuerza del cilindro puede proporcionar una estimación teórica inicial de la fuerza.
Una gran diferencia entre la fuerza de sujeción publicada y la demanda axial calculada no crea automáticamente un margen de seguridad equivalente. El desplazamiento de la carga puede reducir la fuerza de accionamiento admisible, la masa directa del carro puede superar el límite o un evento contra un tope puede exceder la energía cinética permitida. Informe de cada utilización por separado en lugar de comprimir límites distintos en un único porcentaje.
Los topes dinámicos, la presión y la velocidad son restricciones independientes
SMC indica energías admisibles de parada intermedia de 0.007 a 5.07 J en los distintos tamaños CY3B, junto con límites de presión. Parker establece que las fuerzas dinámicas deben mantenerse por debajo de la fuerza de acoplamiento magnético de P1Z. Por tanto, una comparación de fuerzas de sujeción estáticas no puede aprobar un eje rápido ni un tope rígido (SMC; Parker, fecha de consulta: 23-07-2026).
La energía cinética en movimiento antes de la desaceleración es:
Aquí, es la energía cinética, en julios, y es la velocidad del carro, en metros por segundo. Compare esa energía con el límite exacto de la amortiguación, el tope elástico, el amortiguador o la parada intermedia. Si la carga golpea un tope externo mientras el pistón sigue presurizado, la fuerza del pistón puede actuar contra un carro inmóvil y separar los imanes.
La presión no refuerza el acoplamiento de imanes permanentes. Cambia la fuerza del pistón que se aplica al acoplamiento. Por este motivo, algunos fabricantes restringen la presión para el funcionamiento vertical o para topes intermedios externos aunque la presión máxima general de trabajo del cilindro sea mayor. Aumentar la presión del regulador para corregir una falta de movimiento puede hacer más probable una separación provocada por un atasco.
La velocidad crea una trampa similar. La fuerza necesaria para acelerar la carga depende del perfil de movimiento, mientras que la energía al final de la carrera crece con el cuadrado de la velocidad. Reduzca la aceleración, amplíe la distancia de desaceleración, ajuste la amortiguación o utilice un amortiguador externo de tamaño adecuado en lugar de tratar la fuerza magnética como el único límite. Consulte la guía para dimensionar amortiguadores externos para conocer el procedimiento de cálculo de energía.
Por qué un cilindro que antes era fiable puede desacoplarse
Parker publica cinco valores de fuerza de separación para P1Z, de 157 a 942 N, y ordena no superarlos. Si la separación comienza sin que haya cambiado la carga, investigue la nueva resistencia, la alineación, el desgaste de la guía, el contacto con el tope, la presión y la sincronización entre carro y pistón antes de suponer que los imanes se han debilitado (Instrucciones P1Z de Parker, fecha de consulta: 23-07-2026).
| Observación | Qué puede indicar | Comprobación |
|---|---|---|
| Separación en una posición de la carrera | Daño del tubo, residuos, desalineación de la guía, interferencia local o arrastre del portacables | Desconecte el accionamiento de forma segura y mida la resistencia de la carga en toda la carrera |
| Separación solo durante la aceleración | La fuerza de aceleración o la rampa de presión es demasiado brusca | Registre el perfil de movimiento y las presiones en ambos puertos |
| Separación contra un tope | Energía de parada, fuerza residual del pistón o ajuste incorrecto de la carrera | Compare la velocidad, la masa, la presión y el método de parada con el catálogo |
| Arrastre que aumenta gradualmente | Desgaste de la guía, contaminación, problema de lubricación, arrastre de juntas o desplazamiento del montaje | Inspeccione el juego de la guía, las superficies, los soportes y la deflexión del cilindro |
| La carga vertical se mueve después de la separación | La gravedad no queda retenida por el acoplamiento magnético | Aísle el peligro y añada una medida de retención de carga diseñada para esa función |
La carga lateral debe formar parte de esta investigación porque puede aumentar la resistencia de la guía o cambiar la alineación del carro. Aun así, no debe convertirse en una reducción magnética supuesta. Dibuje el centro de carga, los desplazamientos y los momentos de cabeceo, balanceo y guiñada, y compárelos con los valores nominales de la guía seleccionada.
La temperatura también debe comprobarse frente a la especificación completa del actuador. La gama actual CY3R de SMC está especificada de -10 a 60°C sin congelación, mientras que las instrucciones P1Z de Parker indican de 0 a 60°C. Son límites de funcionamiento del producto, no tablas genéricas de reducción de capacidad para neodimio frente a ferrita.
Diagnóstico en campo y re-acoplamiento controlado
Las instrucciones P1Z de Parker cubren cinco diámetros y advierten que el pistón y el carro pueden separarse por encima de la fuerza de sujeción magnética. El documento también identifica campos magnéticos intensos, movimientos con riesgo de aplastamiento y presión residual después de purgar. Por tanto, el re-acoplamiento es una tarea de mantenimiento controlada, no un empujón sobre una máquina en funcionamiento (Parker, fecha de consulta: 23-07-2026).
Utilice esta secuencia de diagnóstico:
- Detenga la máquina, aísle todas las fuentes de energía, asegure las cargas suspendidas y verifique el estado neumático según las instrucciones de la máquina y del cilindro.
- Confirme que el pistón interno y el carro externo realmente han perdido la sincronización. Una guía dañada o un soporte de carga flojo pueden producir un síntoma parecido.
- Retire la carga de proceso o desconecte el accionamiento mediante el método de conexión aprobado. Mida la resistencia de la guía externa en toda la carrera.
- Inspeccione el tubo, el carro, la guía, los soportes, el portacables, los sensores, los topes finales y los residuos ferrosos del entorno.
- Siga el procedimiento del fabricante seleccionado para llevar el pistón y el carro a la posición de re-acoplamiento especificada. Mantenga las manos fuera de las zonas de aplastamiento.
- Comience con presión controlada y baja velocidad. Verifique la detección de posición, el movimiento en toda la carrera, la amortiguación y la resistencia de la carga antes de volver al funcionamiento automático.
Un dinamómetro manual puede ser útil, pero solo con un dispositivo y un estado de ensayo definidos. Tirar del carro de un cilindro ensamblado y sin presión puede mover también el pistón, por lo que la lectura puede incluir la fricción de la junta del pistón en lugar del umbral de separación magnética. Utilice el método de ensayo del fabricante o compare la unidad completa con una línea base documentada en condiciones idénticas.
En nuestra experiencia, un registro de resistencia a lo largo de toda la carrera suele resolver la cuestión más rápido que otra comparación de catálogos. Registramos la fuerza necesaria para mover la carga desconectada, anotamos dónde cambia el arrastre y alineamos ese registro con los datos de presión y movimiento. Así se separa un problema de acoplamiento de un problema de guía, soporte, portacables o tope.
Lista de comprobación para la selección y la RFQ
SMC ofrece nueve diámetros CY3B/CY3R, pero su flujo de selección requiere más que diámetro y carrera. Una RFQ defendible incluye la fuerza, el desplazamiento de la carga, la disposición de la guía, la dirección de montaje, la presión, la velocidad, el método de parada, el entorno y la respuesta ante fallos. Estos datos permiten al proveedor aplicar los valores correctos de fuerza y energía (SMC, fecha de consulta: 23-07-2026).
| Dato de la RFQ | Por qué importa |
|---|---|
| Fabricante actual, serie, diámetro, carrera y opción de fuerza de sujeción | Identifica los datos magnéticos y dimensionales aplicables |
| Masa total en movimiento, incluidos los útiles y los herrajes de conexión | Establece los términos de gravedad e inercia |
| Centro de carga y desplazamientos de aplicación de la fuerza | Determina los momentos de la guía y la fuerza de accionamiento admisible |
| Tipo de guía externa y resistencia medida o estimada | Separa la demanda axial del acoplamiento del soporte de la carga |
| Dirección de montaje y ángulo de desplazamiento | Añade o elimina la componente axial de la gravedad |
| Presión en ambos puertos del cilindro durante el movimiento | Muestra la fuerza neta disponible del pistón y la contrapresión de escape |
| Velocidad, aceleración, desaceleración y frecuencia de ciclo objetivo | Define la fuerza dinámica, el caudal, el calor y la energía de parada |
| Amortiguación, amortiguador, tope y método de parada intermedia | Determina cómo se disipa la energía cinética |
| Temperatura, lavado, polvo y exposición a partículas ferrosas | Comprueba la compatibilidad ambiental y el acceso para mantenimiento |
| Comportamiento después de perder el aire o de producirse una separación magnética | Define los requisitos de protección, detección y retención de la carga |
Para seleccionar la tecnología en lugar de calcular la fuerza, compare los modos de fallo en la guía de acoplamientos magnéticos y mecánicos para cilindros sin vástago. Un diseño magnético puede ofrecer un tubo de presión cerrado y un modo de separación no destructivo, pero solo cuando la máquina trata la separación como un evento detectable y controlado.
Preguntas frecuentes sobre la fuerza de separación del acoplamiento magnético
SMC publica fuerzas de sujeción magnética CY3R de 19.6 a 2,256 N, mientras que Parker publica fuerzas de separación P1Z de 157 a 942 N. Estos intervalos responden a la pregunta más habitual: no existe una fuerza de separación magnética universal. La serie exacta, el diámetro, la guía, el desplazamiento de la carga, la presión, la velocidad y el método de parada determinan si una aplicación es admisible.
¿La fuerza de sujeción magnética es lo mismo que el empuje de un cilindro neumático?
No. El empuje neumático procede de la presión que actúa sobre el área del pistón. La fuerza de sujeción magnética limita cuánta fuerza axial puede transmitir el pistón interno al carro externo. Parker publica ambos valores para los cilindros P1Z, lo que demuestra por qué deben comprobarse por separado. Las fuerzas y los momentos de la guía requieren una tercera comprobación.
¿Una presión de aire mayor aumenta la fuerza del acoplamiento magnético?
No. Una presión mayor aumenta el empuje del pistón, no la fuerza de sujeción de los imanes permanentes. Durante un atasco o contra un tope intermedio externo, ese empuje adicional puede actuar contra un carro inmóvil y separar el acoplamiento. Siga los límites de presión específicos del modelo para el funcionamiento vertical y las condiciones de parada, en lugar de utilizar solo la presión general nominal.
¿Una carga lateral puede separar un acoplamiento magnético?
La carga lateral no se traduce en un porcentaje universal de pérdida de fuerza magnética. Puede aumentar la fricción de la guía, inclinar el carro, modificar la holgura de funcionamiento o sobrecargar la guía. Cualquiera de estos efectos puede elevar la demanda axial hasta separar el acoplamiento. Compruebe las fuerzas y los momentos nominales de la guía seleccionada y mida la resistencia instalada.
¿Cómo deben volver a conectarse un pistón y un carro separados?
Aísle la presión y la energía de la máquina, asegure la carga, confirme las posiciones del pistón y del carro y siga el procedimiento exacto de re-acoplamiento del fabricante. Parker indica un proceso definido para conectar el pistón y el carro, y advierte sobre los movimientos de aplastamiento, los campos magnéticos intensos y la presión residual. No fuerce nunca el carro hasta su posición en una máquina activa.
¿Puede medirse la fuerza de separación con un dinamómetro manual?
Solo con un dispositivo controlado y un estado de ensayo definido. Tirar de un carro ensamblado y sin presión también puede mover el pistón interno y añadir la fricción de juntas y cojinetes a la lectura. Utilice el método de ensayo del fabricante, retenga el componente correcto, controle la presión residual y compare los resultados con temperatura y alineación repetibles.
Fuentes y referencias técnicas
- Catálogo del cilindro sin vástago con acoplamiento magnético CY3B de SMC, especificaciones, fuerza de sujeción, límites de carga vertical, límites de presión y energía de parada intermedia. Fecha de consulta: 23-07-2026.
- Catálogo de selección de modelos CY3B/CY3R de SMC, entradas de funcionamiento, curvas de fuerza de accionamiento admisible, desplazamiento de carga, deflexión, carga directa y guía de montaje. Fecha de consulta: 23-07-2026.
- Instrucciones de funcionamiento P1Z de Parker, fuerzas de separación magnética, advertencia de separación, puesta en servicio, re-acoplamiento, presión residual y seguridad frente a campos magnéticos. Fecha de consulta: 23-07-2026.
- Catálogo de producto P1Z de Parker, fuerza teórica, fuerza del acoplamiento magnético, carrera, presión, velocidad, guía y datos de amortiguación. Fecha de consulta: 23-07-2026.