Actuadores hidráulicos Los cilindros hidráulicos son actuadores lineales, es decir, generan movimiento en línea recta. La función más importante de un cilindro hidráulico es convertir la potencia hidráulica en potencia mecánica lineal. Tipos de cilindros: Existen diversos tipos de cilindros para satisfacer distintas exigencias y aplicaciones. Las características de diseño de los tipos más corrientes se exponen a continuación. 1. Cilindro de simple efecto: Embolo Vástago Entrada del fluido A este cilindro se le aplica presión sólo en un extremo, por lo tanto, transmite energía en una sola dirección. El cilindro desarrolla una carrera de trabajo y otra de retroceso, siendo esta última posible gracias a la acción de un resorte o bien por medio de una carga compensadora, en este caso la masa asegura el retorno del vástago. Como la otra cara del émbolo no está en contacto con el aceite hidráulico, debe existir un orificio de respiración para que pueda salir el aire que empuja el émbolo al realizar la carrera de salida del vástago o permitir que el émbolo pueda entrar. Con este orificio no se genera vacío. Para que no se contamine el interior del cilindro y por consecuencia, el aceite, este orificio suele tener un filtro. 2. Cilindro buzo: El cilindro buzo es el actuador más sencillo, posee sólo un cámara de fluido y ejerce fuerza en una sola dirección. La mayoría se montan de manera vertical y se logra la recuperación del vástago gracias a la fuerza de gravedad. Este cilindro posee un vástago de gran diámetro lo que lo hace excelente para resistir grandes cargas aplicada sobre él ya que resiste el pandeo. Se utiliza en elevadores, gatas hidráulicas, prensas, etc. 3. Cilindro telescópico: La mayoría de los cilindros telescópicos son de simple efecto. Estos cilindros están compuestos por una serie de segmentos de vástagos tubulares en serie denominados camisas. Estas camisas funcionan en conjunto para suministrar una carrera más larga que la que se puede conseguir con un cilindro normal. Puede utilizar de tres a cinco camisas. Se ejerce la mayor fuerza cuando el cilindro esta con todas las camisas dentro de él. En la posición extendida, la fuerza depende del diámetro de la camisa menor. 4. Cilindro de retorno por muelle: Este cilindro de simple efecto logra que retorne el vástago gracias a la acción de un resorte. Cuando el vástago sale, comprime al resorte entre la tapa y el émbolo. 5. Cilindro de doble efecto: Este cilindro es el más utilizado en la industria y en la maquinaria pesada. La presión hidráulica se aplica en cualquiera de los dos conductos de entrada del cilindro, suministrando potencia tanto cuando el vástago sale, como cuando entra. El cilindro de doble efecto básico (como el mostrado en la figura anterior), se denominan también cilindros diferenciales porque presentan áreas distintas expuestas a la presión durante las carreras de entrada y de salida del vástago. Esta diferencia se debe a la sección recta del vástago que reduce el área bajo presión durante su entrada. El vástago sale más despacio que lo que entra porque se requiere más fluido para llenar el área mayor del cilindro. Cuando el vástago entra, el mismo caudal procedente de la bomba hace que éste se mueva más deprisa porque el caudal necesario es menor. 6. Cilindro de doble vástago: Este cilindro es un ejemplo de cilindro no diferencial. Las áreas a ambos lados del émbolo son idénticas y se pueden generar las mismas fuerzas en ambas direcciones. Este cilindro es muy útil cuando se requiere acoplar cargas a ambos lados del cilindro o cuando se requieren desplazamientos idénticos en ambas direcciones. 7. Cilindro tandem: Montando dos cilindros en línea con un vástago en común, pueden desarrollarse fuerzas mayores una presión y diámetros dados. Construcción y funcionamiento de un cilindro hidráulico La siguiente figura muestra la sección de un cilindro hidráulico típico. El vástago de acero cromado y el émbolo son las piezas móviles. El cuerpo del cilindro se construye de acero rectificado a la medida y está flanqueado por tapas en ambos extremos del cilindro que deben soportar las presiones que se desarrollan en el interior. Estas tapas pueden fijarse directamente al cuerpo del cilindro mediante uniones roscadas o bien por varillas y tuercas Otras partes que son de suma importancia son los sellos mecánicos (retenes, parking hidráulico, O´ring) que mantendrán la estanqueidad del cilindro y de sus respectivas cámaras. También existen dispositivos que permiten liberar el aire retenido, limpiar el vástago, limitar carrera, etc. Purga de aire 1 Packing hidráulico Retén del émbolo Embolo Tapas Retén Buje de bronce Limpiador de Vástago 2 Retén del vástago Cada una de las tapas del cilindro posee un orificio o conducto de entrada del fluido. Si el aceite ingresa por 1, se logra que el vástago salga. En ese mismo instante, se está conectando el conducto 2 con el estanque. De no ser así, se genera una resistencia al movimiento por el aceite que esta contenido en la otra cámara del cilindro hidráulico. Si el aceite ingresa por 2, el vástago entra y se debe asegurar el mismo efecto anterior, es decir, el conducto 1 debe ser comunicado con tanque.
