guias de cilindro

35
Guías de Cilindro Guías de Embolo y Vástago

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Page 1: Guias de cilindro

Guías de Cilindro

Guías de Embolo y Vástago

Page 2: Guias de cilindro

Guías de Cilindro

Guías de Embolo y Vástago

Junta dinámica de Émbolo

Junta de Vástago Guarda PolvoO-ring

Page 3: Guias de cilindro

Guías de Cilindro

Guías de Embolo y Vástago

Junta dinámica de Émbolo

Junta de Vástago Guarda PolvoO-ring

Guía de Vástago

Guías de ÉmboloGuías de Émbolo

Page 4: Guias de cilindro

Guías de Cilindro

Guías de Embolo y Vástago

Guía de Vástago

Guías de ÉmboloGuías de Émbolo

Longuitud de Guía de Émbolo

LGE

Longuitud de Guía de Vástago

LGV

Page 5: Guias de cilindro

Guías de Cilindro

Clasificación de los Cilindros Respecto de sus Guías

Cilindros de carrera lC corta: lC<8.dV

Cilindros de carrera lC larga: 8.dV< lC<30.dV

Con guías de émbolo

Sin guías de émbolo

Caso 1

Caso 2

Caso 3

Caso 4

Con guías de émbolo

Sin guías de émbolo

Page 6: Guias de cilindro

Guías de Cilindro

Cilindros de carrera lC corta: lC<8.dV

Con guías de émbolo

Caso 1

Guías de Embolo y Vástago de Cilindros con Carrera lC < 8 dV

Page 7: Guias de cilindro

Guías de Cilindro

Guías de Embolo y Vástago de Cilindros con Carrera lC < 8 dV

Longuitud de Guía de Émbolo

LGE

VCGV

VGVV

dl21L

d1,4Ld0,8

GVVE

GE

EGEE

L)d2

D(L

D6,0LD0,3

La longitud de la Guía del Émbolo es en función DE o en función de la LGV.

La longitud de la Guía del Vástago debería ser función de la longitud de la carrera del cilindro lC y del diámetro del vástago dV.

Longuitud de Guía de Vástago

LGV

Page 8: Guias de cilindro

Guías de Cilindro

Longuitud de Guía de Émbolo

LGE

La longitud de la Guía del Émbolo puede ser en función DE o en función de la LGV.

1ª APLICACIÓN lC = 8.dV Carga 200000 N. Presión aprox. =200 bar.

Cilindro de DE=115 mm. dV=63 mm. = 1,46 Carrera de 504 mm.

Por tanto.

mm. 53 Lmm. 88L

GE

GV

Longuitud de

Guía de VástagoLGV

CASO 1.- Longitud de Guías de Embolo y Vástago [Carrera lC < 8 dV]

mm. 896350421dl

21L

mm. 88631,4L50630,8 ;d1,4Ld8,0

VCGV

GV VGVV

mm. 3388)632

115(L)d2

D(L

691156,0L351150,3 ; D6,0LD0,3

GVVE

GE

GEEGEE

Page 9: Guias de cilindro

Guías de Cilindro

Longuitud de Guía de Émbolo

LGE

La longitud de la Guía del Émbolo puede ser en función DE o en función de la LGV. Por tanto.

mm. 5,57Lmm. 63L

GE

GV

Longuitud de

Guía de VástagoLGV

mm. 636325221dl

21L

mm. 88751,4L50630,8 ;d1,2Ld8,0

VCGV

GV VGVV

mm. 5,5763)632

115(L)d2

D(L

691156,0L351150,3 ; D6,0LD0,3

GVVE

GE

GEEGEE

CASO 1.- Longitud de Guías de Embolo y Vástago [Carrera lC < 8 dV]

2ª APLICACIÓN lC = 4.dV Carga 200000 N. Presión aprox. =200 bar.

Cilindro de DE=115 mm. dV=63 mm. = 1,46 Carrera de 252 mm.

Page 10: Guias de cilindro

Guías de Cilindro

Longuitud de Guía de Émbolo

LGE

La longitud de la Guía del Émbolo puede ser en función DE o en función de la LGV. Por tanto.

mm. 69Lmm. 50L

GE

GV

Longuitud de

Guía de VástagoLGV

CASO 1.- Longitud de Guías de Embolo y Vástago [Carrera lC < 8 dV]

mm. 456312621dl

21L

mm. 88631,4L50630,8 ;d1,2Ld8,0

VCGV

GV VGVV

mm. 7150)632

115(L)d2

D(L

691156,0L351150,3 ; D6,0LD0,3

GVVE

GE

GEEGEE

3ª APLICACIÓN lC = 2.dV Carga 200000 N. Presión aprox. =200 bar.

Cilindro de DE=115 mm. dV=63 mm. = 1,46 Carrera de 126 mm.

Page 11: Guias de cilindro

Guías de Cilindro

Un cilindro buzo con guía de émbolo sería tratado como un cilindro más con guía de émbolo.

Longuitud de Guía de Vástago

LGV

Longuitud de Guía de Émbolo

LGE

VCGV

VGVV

dl21L

d1,4Ld0,8

GVVE

GE

EGEE

L)d2

D(L

D6,0LD0,3

Guías de Cilindros Buzo con Guía de Émbolo y Carrera lC < 8 dV

Page 12: Guias de cilindro

Guías de Cilindro

Un cilindro buzo con guía de émbolo sería tratado como un cilindro más con guía de émbolo.

Longuitud de Guía de Vástago

LGV

Longuitud de Guía de Émbolo

LGE

VCGV

VGVV

dl21L

d1,4Ld0,8

GVVE

GE

EGEE

L)d2

D(L

D6,0LD0,3

Guías de Cilindros Buzo con Guía de Émbolo y Carrera lC < 8 dV

Este tipo de cilindros permite tener émbolos ficticios que permitan la existencia de cilindros buzos de más alta presión reduciendo su diámetro de vástago.

Page 13: Guias de cilindro

Guías de Cilindro

Longuitud de Guía de Vástago

LGV

Longuitud de Guía de Émbolo

LGE

mm. 14200180021L; dl

21L

140011,4L80010,8; d1,4Ld0,8

GV VCGV

GV VGVV

mm. 401400)012

160( L)d2

D(L

966016,0L486010,3 ;D6,0LD0,3

GVVE

GE

GE

EGEE

Por tanto.

mm. 48 Lmm. 140L

GE

GV

Longitud Guías de Vástago de Cilindro Buzo con Guía de Embolo [Carrera lC < 8 dV]

1ª APLICACIÓN lC = 8.dV Carga 200000 N. Presión aprox. =250 bar.

Cilindro de DE=160 mm. dV=100 mm. Carrera de 800 mm.

Page 14: Guias de cilindro

Guías de Cilindro

Longuitud de Guía de Vástago

LGV

Longuitud de Guía de Émbolo

LGE

mm. 7100120021L; dl

21L

140011,4L80010,8; d1,4Ld0,8

GV VCGV

GV VGVV

mm. 109710)012

160( L)d2

D(L

966016,0L486010,3 ;D6,0LD0,3

GVVE

GE

GE

EGEE

Por tanto.

mm. 69 Lmm. 80L

GE

GV

Longitud Guías de Vástago de Cilindro Buzo con Guía de Embolo [Carrera lC < 8 dV]

2ª APLICACIÓN lC = 2.dV Carga 200000 N. Presión aprox. =250 bar.

Cilindro de DE=160 mm. dV=100 mm. Carrera de 200 mm.

Page 15: Guias de cilindro

Guías de Cilindro

Cilindros de carrera lC corta: lC<8.dV

Sin guías de émbolo

Caso 2

Guías de Vástago de Cilindros Buzo con Carrera lC < 8 dV

Page 16: Guias de cilindro

Guías de Cilindro

VCV

CGV dl)

dl05,005,1(L

Longuitud de Guía de Vástago

LGV

Guías de Vástago de Cilindros Buzo con Carrera lC < 8 dV La longitud de la Guía del Vástago debería ser función de la longitud de la carrera del cilindro lC y del diámetro del vástago dV.

Page 17: Guias de cilindro

Guías de Cilindro

Longuitud de Guía de Vástago

LGV

CASO 2.- Longitud de Guías de Vástago de Cilindro Buzo [Carrera lC < 8 dV ]

1ª APLICACIÓN lC = 8.dV Carga 200000 N. Presión aprox. =200 bar.

Cilindro de dV=110 mm. Carrera de 880 mm.

mm. 202LGV

mm. 202101880)805,005,1(L

dl)dl05,005,1(L

GV

VCV

CGV

Page 18: Guias de cilindro

Guías de Cilindro

Longuitud de Guía de Vástago

LGV

2ª APLICACIÓN lC = 4.dV Carga 200000 N. Presión aprox. =200 bar.

Cilindro de dV=110 mm. Carrera de 440 mm.

mm. 187LGV

mm. 187101440)405,005,1(L

dl)dl05,005,1(L

GV

VCV

CGV

CASO 2.- Longitud de Guías de Vástago de Cilindro Buzo [Carrera lC < 8 dV ]

Page 19: Guias de cilindro

Guías de Cilindro

Cilindros de carrera lC larga: 8.dV< lC<30.dV

Caso 3

Con guías de émbolo

Guías de Embolo y Vástago de Cilindros con Carrera 8dV< lC< 30dV

Page 20: Guias de cilindro

Guías de Cilindro

VCV

CGV dl)

dl01,058,0(L

EGE D0,3L

La longitud de la Guía del Émbolo es en función DE.

La longitud de la Guía del Vástago debería ser función de la longitud de la carrera del cilindro lC y del diámetro del vástago dV.

Longuitud de Guía de Vástago

LGV

Longuitud de Guía de Émbolo

LGE

Guías de Embolo y Vástago de Cilindros con Carrera 8dV< lC< 30dV

Page 21: Guias de cilindro

Guías de Cilindro

Por tanto.

mm. 57 Lmm. 214L

GE

GV

Longuitud de

Guía de VástagoLGV

mm. 142401420028,0L

4014200)0301,058,0(L ; dl)dl01,058,0(L

GV

GVVCV

CGV

En cilindros de gran carrera la guía del émbolo no es relevante

CASO 3.- Longitud de Guías de Embolo y Vástago [Carrera 8dV< lC< 30dV]

EGE D0,3L

La longitud de la Guía del Émbolo es en función DE.

Longuitud de Guía de Émbolo

LGE

1ª APLICACIÓN lC = 30.dV Carga 200000 N. Presión aprox. =40 bar.

Cilindro de DE=250 mm. dV=140 mm. = 1,46 Carrera de 4200 mm.

Page 22: Guias de cilindro

Guías de Cilindro

Por tanto.

mm. 57 Lmm. 214L

GE

GV

Longuitud de

Guía de VástagoLGV

mm. 142401420028,0L

4014200)0301,058,0(L ; dl)dl01,058,0(L

GV

GVVCV

CGV

En cilindros de gran carrera la guía del émbolo no es relevante

CASO 3.- Longitud de Guías de Embolo y Vástago [Carrera 8dV< lC< 30dV]

EGE D0,3L

La longitud de la Guía del Émbolo es en función DE.

Longuitud de Guía de Émbolo

LGE

1ª APLICACIÓN lC = 30.dV Carga 200000 N. Presión aprox. =40 bar.

Cilindro de DE=250 mm. dV=140 mm. = 1,46 Carrera de 4200 mm.

Se ha tenido que aumentar el diámetro del vástago y bajar la presión de trabajo debido a la extrema longitud que afectó a la resistencia de materiales.

Page 23: Guias de cilindro

Guías de Cilindro

Por tanto.

mm. 48 Lmm. 153L

GE

GV

Longuitud de

Guía de VástagoLGV

mm. 15309800138,0L

098001)0201,058,0(L ; dl)dl01,058,0(L

GV

GVVCV

CGV

En cilindros de gran carrera la guía del émbolo no es relevante

CASO 3.- Longitud de Guías de Embolo y Vástago [Carrera 8dV< lC< 30dV]

EGE D0,3L

La longitud de la Guía del Émbolo es en función DE.

Longuitud de Guía de Émbolo

LGE

2ª APLICACIÓN lC = 20.dV Carga 200000 N. Presión aprox. =100 bar.

Cilindro de DE=160 mm. dV=90 mm. = 1,46 Carrera de 1800 mm.

Se ha tenido que aumentar el diámetro del vástago y bajar la presión de trabajo debido a la extrema longitud que afectó a la resistencia de materiales.

Page 24: Guias de cilindro

Guías de Cilindro

Por tanto.

mm. 53 Lmm. 89L

GE

GV

Longuitud de

Guía de VástagoLGV

mm. 98635045,0L

63504)801,058,0(L ; dl)dl01,058,0(L

GV

GVVCV

CGV

En cilindros de gran carrera la guía del émbolo no es relevante

CASO 3.- Longitud de Guías de Embolo y Vástago [Carrera 8dV< lC< 30dV]

EGE D0,3L

La longitud de la Guía del Émbolo es en función DE.

Longuitud de Guía de Émbolo

LGE

3ª APLICACIÓN lC = 8.dV Carga 200000 N. Presión aprox. =200 bar.

Cilindro de DE=115 mm. dV=63 mm. = 1,46 Carrera de 504 mm.

Page 25: Guias de cilindro

Guías de Cilindro

Por tanto.

Longuitud de Guía de Vástago

LGV

mm. 98635045,0L

63504)801,058,0(L ; dl)dl01,058,0(L

GV

GVVCV

CGV

En cilindros de gran carrera la guía del émbolo no es relevante

CASO 3.- Longitud de Guías de Embolo y Vástago [Carrera 8dV< lC< 30dV]

EGE D0,3L

La longitud de la Guía del Émbolo es en función DE.

Longuitud de Guía de Émbolo

LGE

3ª APLICACIÓN lC = 8.dV Carga 200000 N. Presión aprox. =200 bar.

Cilindro de DE=115 mm. dV=63 mm. = 1,46 Carrera de 504 mm.

Como puede observarse, coincidente con el Caso 1 –1ª Aplicación

mm. 53 Lmm. 89L

GE

GV

Page 26: Guias de cilindro

Guías de Cilindro

Cilindros de carrera lC larga: 8.dV< lC<30.dV Caso

4Sin guías de émbolo

Guías de Vástago de Cilindros Buzo con Carrera 8dV< lC< 30dV

Page 27: Guias de cilindro

Guías de Cilindro

VCV

CGV dl)

dl01,073,0(L

Longuitud de Guía de Vástago

LGV

Guías de Vástago de Cilindros Buzo con Carrera 8dV< lC< 30dV La longitud de la Guía del Vástago debería ser función de la longitud de la carrera del cilindro lC y del diámetro del vástago dV.

Page 28: Guias de cilindro

Guías de Cilindro

Longuitud de Guía de Vástago

LGV

CASO 4.- Longitud de Guías de Vástago Cilindro Buzo [Carrera 8dV< lC< 30dV]

1ª APLICACIÓN lC = 30.dV Carga 200000 N. Presión aprox. =130 bar.

Cilindro de dV=140 mm. Carrera de 4200 mm.

mm. 330LGV

mm 3304012004)3001,073,0(L

dl)dl01,073,0(L

GV

VCV

CGV

Page 29: Guias de cilindro

Guías de Cilindro

Longuitud de Guía de Vástago

LGV

CASO 4.- Longitud de Guías de Vástago Cilindro Buzo [Carrera 8dV< lC< 30dV]

1ª APLICACIÓN lC = 30.dV Carga 200000 N. Presión aprox. =130 bar.

Cilindro de dV=140 mm. Carrera de 4200 mm.

mm. 330LGV

mm 3304012004)3001,073,0(L

dl)dl01,073,0(L

GV

VCV

CGV

Se ha aumentado el diámetro del vástago y bajado la presión de trabajo por resistencia de materiales.

Page 30: Guias de cilindro

Guías de Cilindro

Longuitud de Guía de Vástago

LGV

CASO 4.- Longitud de Guías de Vástago Cilindro Buzo [Carrera 8dV< lC< 30dV]

2ª APLICACIÓN lC = 20.dV Carga 200000 N. Presión aprox. =200 bar.

Cilindro de dV=110 mm. Carrera de 2200 mm.

mm. 260LGV

mm 2601012002)2001,073,0(L

dl)dl01,073,0(L

GV

VCV

CGV

Page 31: Guias de cilindro

Guías de Cilindro

Longuitud de Guía de Vástago

LGV

CASO 4.- Longitud de Guías de Vástago Cilindro Buzo [Carrera 8dV< lC< 30dV]

mm. 202LGV

mm. 202101880)801,073,0(L

dl)dl01,073,0(L

GV

VCV

CGV

3ª APLICACIÓN lC = 8.dV Carga 200000 N. Presión aprox. =200 bar.

Cilindro de dV=110 mm. Carrera de 880 mm.

Page 32: Guias de cilindro

Guías de Cilindro

Longuitud de Guía de Vástago

LGV

CASO 4.- Longitud de Guías de Vástago Cilindro Buzo [Carrera 8dV< lC< 30dV]

mm. 202LGV

mm. 202101880)801,073,0(L

dl)dl01,073,0(L

GV

VCV

CGV

3ª APLICACIÓN lC = 8.dV Carga 200000 N. Presión aprox. =200 bar.

Cilindro de dV=110 mm. Carrera de 880 mm.

Como puede observarse, coincidente con el Caso 2 –1ª Aplicación

Page 33: Guias de cilindro

Guías de Cilindro

Velocidad del Vástago, Junta de Vástago, y Presión

Ranura longitudinal en la guía del

vástago

Ranura longitudinal en la guía del

vástago

Velocidad del vástago

Alta presión y aumento de la Fuerza de rozamiento del

vástago

La alta velocidad del vástago hace que este funcione como una bomba en referencia a su junta de vástago.

La junta del vástago recoge la micropelícula de aceite o fluido que va pegada al vástago arrastrada por la velocidad que hace de estanqueidad dinámica.

Esto hace un efecto de bombeo de aceite sobre la junta de labio del reten del vástago lo que aumenta la presión entre los labios del mismo y, por tanto, la fuerza de rozamiento del vástago, reduciendo el rendimiento mecánico del cilindro.

Para evitar este efecto pernicioso, algunos fabricantes introducen una ranura longitudinal en sus guías de vástago

Micropelícula de aceite adherida al

vástago

Page 34: Guias de cilindro

Guías de Cilindro

Fuerzas Transversales y Anillo SuplementarioSupongamos el cilindro DE=100 mm. dV=50 mm. Carrera de 400 mm. lC = 8.dV LGV =70 mm. LGE =30 mm.

Con el fin de reducir los efectos perversos que sobre las guías produciría una carga transversal sobre el mismo, se alarga el cilindro y se introduce un casquillo supletorio en su tubo (sin que perjudique el tránsito del fluido) con el fin de reducir tales efectos perversos sobre la guía. (En esta aplicación explicativa intentaremos reducirlos a la mitad.)

FVN

FEN

FV

FE

T

T5100500T)

LLLLl(TF

)1LL

l(TTLL

lTF

TFFlT)L(LF

GEGV

GEGVCV

GEGV

C

GEGV

CV

EV

CGEGVE

T

mm. 2002l mm. 167C ; mm. 167C

50000C003 ; C)500(200005C)100(

aplicamosy 21K Si ;

00)5(C)100(00)1(C)500(K

FF

F21)

C100C500(TF

C

V

VN

VVN

Existe, por tanto un incremento notable de la fuerzas transversales sobre la guía del vástago. (Se quintuplicaría la carga transversal en esta aplicación.)Pero exigiría notables recursos constructivos intentar reducir sus efectos.Reducir a la mitad tales efectos en esta aplicación, exigiría un suplemento poco menos de la mitad de su carrera.

Por tanto es preferible evitar los esfuerzos transversales sobre los cilindros.

Page 35: Guias de cilindro

Guías de Cilindro

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