Aunque la aplicación de principios hidráulicos y neumáticos viene realizándose desde la época de los antiguos griegos, en los últimos tiempos ha dado pasos agigantados. La industria y la maquinaria no podrían concebirse sin sus principios, aplicables a los diferentes sectores. Por ejemplo, poder levantar una carga pesada sin necesidad de fuerza humana o tracción animal es gracias al uso de elementos mecánicos como los cilindros hidráulicos. La gran variedad de tipos de cilindros hidráulicos que existen son los discretos protagonistas de máquinas encargadas de cargar, desplazar o elevar materiales y equipos. Y uno de ellos es el cilindro hidráulico de simple efecto.

¿Cómo funciona un cilindro hidráulico de simple efecto?

Cabe preguntarnos, ¿qué se obtiene de la combinación de un cilindro metálico, un fluido (aceite) y un muelle? Por supuesto, con la aplicación de conceptos físicos, hidráulicos y neumáticos, se obtiene un cilindro hidráulico de simple efecto. Se trata de un dispositivo que utiliza de manera más que eficiente la energía de un fluido. Esto gracias a que convierte la presión ejercida por un fluido (por lo general, un aceite) en energía mecánica de forma axial. Esto da como resultado a la generación de un movimiento lineal. Y un movimiento lineal es todo lo que se necesita para levantar o desplazar una carga.

El nombre de cilindro hidráulico de simple efecto se le da porque la fuerza ejercida solo ocurre en una dirección. Veámoslo. Una bomba se encarga de inyectar el fluido a través de un cilindro metálico ahuecado que contiene un pistón o pieza móvil en su interior. Este pistón va a desplazarse porque el fluido ocupará todo el interior del cilindro. Entonces, las fuerza y velocidad de desplazamiento tienen que ver, tanto con el volumen interno, como con la capacidad de inyectar el líquido a cierta presión.

Componentes de un cilindro hidráulico de simple efecto

Gracias a la disposición que tienen todos estos componentes, es posible convertir la presión del fluido en energía mecánica. Los componentes son:

Culata posterior: Su función es direccionar el fluido que ingresa a la cámara.

Culata anterior: Opuesta a la posterior, se encarga de limitar o sellar el extremo del cilindro, además de que mantiene el resto de las piezas juntas.

Junta anular: Se refiere al conjunto de piezas que ayudan a evitar la entrada de otras partículas al émbolo.

Émbolo: Al igual que ocurre con una jeringuilla, esta pieza es móvil y tendrá el mismo diámetro que el del interior del cilindro. El desplazamiento ocurrirá mediante la presión ejercida por el fluido.

Conexión: Es por donde el fluido pasa desde la bomba, dirigiéndose al cilindro.

Vástago o cilindro: Consiste en una barra de metal que convierte la fuerza del fluido en energía mecánica.

Muelle de reposición: Esta pieza permite que el émbolo regrese a su posición original.

Tipos de cilindros hidráulicos de simple efecto

Cilindro hidráulico de simple efecto

Es el tipo de cilindro de simple efecto más básico de todos, en donde regresa a su posición original debido a la fuerza externa del elemento que recibe el movimiento axial del vástago. Este tipo de cilindros, por lo general, se utilizan en maquinaria que levanta objetos, por lo que se disponen en posición vertical ayudados por la gravedad.

Cilindro hidráulico de simple efecto con salida en resorte

Como su nombre indica, el cilindro tiene un muelle o resorte que va a retraerse al llenarse la cámara con el fluido. De esta forma, empujará al émbolo y, al vaciarse la cámara, podrá volver a su posición inicial.

Cilindro hidráulico de simple efecto con entrada en resorte

En este tipo de cilindro de simple efecto, en el momento en que no hay fluido en la cámara, el muelle se retrae por completo. En ese momento el aceite se inyecta, empujando al vástago hacia afuera.

Usos del cilindro hidráulico de simple efecto

Como hemos visto, un cilindro hidráulico de simple efecto será esencial en un sistema mecánico en donde se requiera aplicar una fuerza en una sola dirección. Por ello se utilizan para levantar plataformas, levantar pesos, para cerrar compuertas, etc. Por lo que es común utilizarlos en prensas, gatos hidráulicos, maquinaria que levanta cargas o para compresión de materiales. Además de bloqueo de cargas, desplazamiento de cargas y para el accionamiento de un elevador de tijeras. En suma, son ideales para mover grandes cargas gracias a que convierten la energía hidráulica en un movimiento lineal.

¿Cómo saber qué tipo de cilindro hidráulico de simple efecto necesito?

Para saber qué tipo de cilindro necesitas es necesario contar con determinados datos, como la fórmula para calcular la capacidad de fuerza del cilindro. También se debe determinar la capacidad de aceite del cilindro, así como calcular la capacidad del depósito necesaria para un sistema de varios cilindros. Al momento de elegir un cilindro hidráulico de simple efecto debe conocerse la cantidad de fuerza a ejercer, la carrera mínima a realizar por el cilindro y la altura total del cilindro al estar retraído.

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