Como calcular la fuerza de un cilindro neumático

Una de las consultas que recibimos frecuentemente es cómo calcular la fuerza de un cilindro neumático. Este dato es importante para saber que cilindro escoger. Aquí te explicaremos como realizar los cálculos. Además incluimos un enlace donde, con solo introduciendo los datos del cilindro, se realizan los cálculos automáticamente.

Para empezar la fuerza teórica de un cilindro (sin contar el rozamiento) se calcula se calcula multiplicando el área efectiva de un pistón por la presión de trabajo.

Sabiendo esto, hay que diferenciar entre dos áreas efectivas. El área del pistón la de avance y la de retroceso, pero antes necesitamos saber las siguientes variables:

D= diámetro cilindro [mm2]

d= diámetro vástago [mm2]

P= Presión trabajo [bar]

Los cálculos de las áreas serían los siguientes:

• Área efectiva del pistón en avance (mm2), sería el área completa del avance (D)

• Área efectiva del pistón en retroceso (mm2), esta sería un área menor, ya que se ve reducida por la entrada del vástago.

Una vez conseguida el área podemos calcular la fuerza tanto la de avance como la de retroceso, teniendo en cuenta la variable P= Presión trabajo [bar] y que la fuerza se calcula en Newtons

Si deseas realizar los cálculos de manera automática puedes entrar en las siguientes páginas:

Fuerza avance 

Fuerza retroceso

Ahora bien, el resultado conseguido está en la unidad de media Newtons y nosotros queremos saberlo en Kg, si tenemos en cuenta que

1 Newton = 0,102 Kg

10 Newtons = 1,0197 Kg

tendremos que dividir el resultado que nos da la fuerza de avance y la de retroceso entre 10, así conseguimos la fuerza en kg que realiza el cilindro neumático.

Para finalizar, si queremos que la fuerza sea real teniendo en cuenta el rozamiento necesitamos un último calculo. Para presiones que oscilan entre los 4 y 8 bar las fuerzas de rozamiento suelen representar entre un 5% y un 10% de la fuerza calculada. Por lo que a los resultados conseguidos anteriormente de la fuerza teórica tanto en avance como en retroceso le podemos disminuir un supuesto 10% por el rozamiento.

Ejemplo práctico:

Si tenemos un cilindro de 100mm de diámetro, con un vástago de 20mm y estamos trabajando a una presión de 6 bares, la fórmula será:

Recuerda, si quieres puedes entrar aquí y realizar los cálculos automáticos.

Fuerza avance

Fuerza retroceso