problemas de neumatica

       Calcule el trabajo efectivo que desarrolla un cilindro de doble efecto sabiendo que la carrera de avance es de 120mm y el esfuerzo efectivo de empuje, de 18,8daN.

Datos
C.D.E.

FE=18,8daN=188N

S=120mm=0,12m

WE=FE*s=188N*0,12m=22,56Joules

1.    Determine la presión del aire que hay que utilizar en un cilindro de simple efecto de80mm de diámetro y del 65% de rendimiento para obtener una fuerza efectiva de1.600N si la resistencia del muelle interno es de 250N.

Datos

D= 80mm=0,08m

FE=1600N

FE=nFT- FM=0,65*FT- FM= 0,65*P*A = 0,65*P*0,785*D2- 250N

P=(1600 + 250N)/ 0,51Pa*(0,08m)2=566,78KPa

2.    Determine el rendimiento de un cilindro de simple efecto de 16mm que genera un empuje de 55N al aplicarle una presión de 5 bar si la resistencia del muelle se estima en 8N.

Datos

D= 16mm=0,016m

P=5bar=500KPa

FE=55N

FM=8N

FE=nFT- FM= n*P*A  8N = n*500KPa*0,785*D2-8N

n=(55N+8N)/ (500KPa*0,785*(0,016m)2)=0,6269

n=62,69%

3.    Calcule la fuerza efectiva en el avance y en el retroceso que desarrolla un cilindro dedoble efecto sometido a una presión de 9 bares, sabiendo que su rendimiento es del55% y que los diámetros del émbolo y del vástago son, respectivamente, 20 mm y 8mm.

Datos

C.D.E.D= 20mm=0,020m

d= 8mm=0,008m

P=9 bar=900KPa

AVANCE

FE=nFT=0,55*FT= 0,55*P*A = 0,55*900KPa*0,785*D2

 FE= 388575Pa*(0,020m)2=155,43N

RETORNO

FE=nFT=0,55*FT= 0,55*P*A = 0,55*900KPa*0,785*(D2- d2)

FE= 388575Pa*(0,0202-0,0082)m2=130,56N

4.    Una taladradora utiliza un cilindro de doble efecto para desplazar el porta brocas.Suponiendo que se realizan 10 agujeros por minuto, el desplazamiento del vástagoes de 60mm, el diámetro del émbolo mide 5cm y el del vástago de 1cm, presión6bar, determina la fuerza efectiva del vástago y el consumo de aire en litros porminuto. Se desprecian los rozamientos.

Datos

C.D.E.P=6bar=600KPa

D= 5cm=0,05m

d= 1cm=0,01m

S=60mm=0,06m

AVANCE

FE=0,9

FT= 0,9*P*A = 0,9*600KPa*0,785*D2

FE= 423900Pa*(0,05m)2=1059,75N

RETORNO

 FE=0,9* FT= 0,9*P*A = 0,9*600KPa*0,785*(D2-d2)

FE= 423900Pa*(0,052- 0,012)m2=1017,36N
V=(A+A)*s*n*Rc
Rc=(Patm+Ptrab)/Patm(101,35KPa+600KPa)/101,35KPa=6,92
A=0,785*D2=0,785(0,05m)2=0,00196m2

 A´=0,785*(D2-d2)=0,785(0,052-0,012)m2=0,00188m2

 V=(0,00196m2+0,00188m2)*0,06m*10*6,92=0,01594m3/min
V=15,94L/min

5.    Un cilindro de doble efecto de 80mm de diámetro, con un vástago de 25mm dediámetro es alimentado por una presión manométrica de 6 atm. El cilindro tiene unacarrera de 700mm y realiza 5 ciclos/min. Determina el consumo de aire por minutosuponiendo el cilindro de doble efecto.

Datos

C.D.E.P=6atm=607,95KPa

D= 80mm=0,08m

d= 25mm=0,025m

S=700mm=0,7m

AVANCE

FE=0,9

FT= 0,9*P*A = 0,9*607,95KPa*0,785*D2

 FE= 429516,67Pa*(0,08m)2=2748,9N

RETORNO

FE=0,9*

FT= 0,9*P*A = 0,9*607,95KPa*0,785*(D2-d2)

FE= 429516,67Pa*(0,082- 0,0252)m2=2480,45N
V=(A+A)*s*n*Rc
Rc=(Patm+Ptrab)/Patm(101,35KPa+607,95KPa)/101,35KPa=6,99
A=0,785*D2=0,785(0,08m)2=0,005024m2

 A´=0,785*(D2-d2)=0,785(0,082-0,0252)m2=0,004533m2

 V=(0,005024m2+0,004533m2)*0,7m*5*6,99=0,2338m3/min

6.    Un cilindro de doble efecto se mueve con aire comprimido, el diámetro del émbolo es de 63mm, el diámetro del vástago mide 20mm, la presión de trabajo es de 6bares, la carrera de 700 mm. Se quiere conocer el volumen de aire que se necesita para mover el cilindro. Si realiza 10 ciclos/min, calcula el caudal necesario.

Datos

C.D.E.P=6bares=600KPaD= 63mm=0,063m

d= 20mm=0,02m

S=700mm=0,7m

AVANCE

FE=0,9

FT= 0,9*P*A = 0,9*600KPa*0,785*D2

FE= 423900Pa*(0,063m)2=1682,45N

RETORNO

FE=0,9*

FT= 0,9*P*A = 0,9*600KPa*0,785*(D2-d2)

FE= 423900Pa*(0,0632-0,022)m2=1512,89N

 V=(A+A)*s*n*Rc
Rc= (Patm+Ptrab)/Patm=(101,35KPa+600KPa)/101,35KPa=6,92

A=0,785*D2=0,785(0,063m)2=0,003115m2

A´=0,785*(D2-d2)=0,785(0,0632-0,022)m2=0,002801m2

V=(0,003115m2+0,002801m2)*0,7m*10*6,92=0,286m3/min

7.    Una máquina neumática dispone de 4 cilindros de doble efecto con pistones de diámetro 125mm y vástago de diámetro 30mm. La carrera es de 200mm y su presión de trabajo es de 6 bares funcionando a 150 ciclos por hora. Determinar:

La fuerza de avance y retroceso de cada cilindro.

El caudal de aire (l/min) que debe aspirar el compresor para abastecer a lamáquina

Datos

C.D.E.P=6bares=600KPa

D= 125mm=0,125md= 30mm=0,03m

S=200mm=0,2m

AVANCE

FE=0,9

FT= 0,9*P*

A = 0,9*600KPa*0,785*D2

 FE= 423900KPa*(0,125m)2=6623.43N

RETORNO

FE=0,9*

FT= 0,9*P*

A = 0,9*600KPa*0,785*(D2- d2)

FE= 423900Pa*(0,1252- 0,032)m2=6241,92NV=(A+A)*s*n*Rc

Rc=(Patm+Ptrab)/Patm=(101,35KPa+600KPa)/101,35KPa=6,92
A=0,785*D2=0,785(0,125m)2=0,01226m2

 A´=0,785*(D2-d2)=0,785(0,0632-0,032)m2=0,01155m2

 V=(0,01226 m2+0,01155 m2)*0,7m*150*6,92=17,3m3/h=288,33L/min

Como son 4 cilindros el total seria = 4*288,33L/min=1153,32L/min3.

8.    Determina la presión del aire que hay que utilizar en un cilindro de 100mm de diámetro y del 60% de rendimiento para obtener una fuerza efectiva de 1.500N si la resistencia del muelle interno es de 350N.

Datos

D= 100mm=0,1m

FE=1500N

FE=nFT- FM=0,60*

FT- FM= 0,60*P*

A = 0,60*P*0,785*D2- 350N

P=(1500 + 350N)/ 0,471Pa*(0,08m)2=613,72KPa4.

9.    Determine el rendimiento de un cilindro de doble efecto de 12mm de diámetro sabiendo que al aplicarle una presión de 10 bar se obtiene una fuerza de empuje de66N.

Datos D= 12mm=0,012mP=10bar=1000KPaF

E=66N

FE=nFT= n*P*A = n*1000KPa*0,785*D2

 n=(66N)/ (1000KPa*0,785*(0,012m)2)=0,5838

n=58,38%