Ejercicios resueltos
Caso de estudio
Ejercicio 1
Un cilindro de simple efecto, con retroceso por muelle, es alimentado con aceite a una presión de 1000 N/cm2. Si el pistón tiene un diámetro de 50mm y el muelle opone una resistencia de 800 N. Calcule la fuerza que desarrolla el cilindro.
Ejercicio 2
Un cilindro de doble efecto trabaja con aire a una presión p=8 bar, su carrera es e=50mm, el diámetro del émbolo es fe=30 mm, y el diámetro del vástago es fv=10 mm, realiza una maniobra de 8 ciclos por minuto y en ambos movimientos presenta un rendimiento de η=85%. Se desea calcular para el caso teórico y para el caso ideal:
a) Fuerza ejercida en las carreras de avance y de retroceso
b) Consumo de aire en condiciones normales durante una maniobra.
c) Potencia producida por el cilindro durante una maniobra.
Ejercicio 3
De un cilindro neumático de doble efecto se sabe que el
diámetro interior del cilindro es de
a) Calcule la presión a la que puede trabajar el cilindro.
b) Calcule la fuerza real de retroceso.
Ejercicio 4
Un cilindro neumático tiene las
siguientes características: diámetro del émbolo
Determina: a) Fuerza teórica en el avance y el retroceso.
b) Consumo de aire en condiciones normales
Ejercicio 5
Se quiere diseñar un cilindro de simple
efecto que utilice en su funcionamiento un volumen de aire de 650 cm3
con una carrera de
Determina: a) Diámetro del émbolo del
cilindro.
b) Fuerza real de avance, teniendo en cuenta
que las fuerzas de rozamiento suponen el 10% de la fuerza teórica y el resorte
realiza una fuerza equivalente al 15% de la fuerza teórica de avance.
Ejercicio 6
Un cilindro de doble efecto tiene un émbolo
de
Determinar: a) Fuerza que desarrolla el
cilindro en su carrera de avance, expresada en N
b) Fuerza que desarrolla el cilindro en su
carrera de retroceso, expresada en N.
c) Consumo de aire en condiciones normales en
m3/h.
Ejercicio 7
El vástago de un cilindro neumático de doble
efecto es de carrera corta y debe realizar una fuerza en el avance de 20 KN con
una presión máxima de 8 bares.
Determina: a) Diámetro que debe tener el
vástago si está fabricado con una material que tiene una tensión admisible de
25 Kg/mm2.
b) Diámetro del émbolo.
c) En esas condiciones que fuerza máxima
puede realizar durante la carrera de retroceso
Ejercicio 8
Un cilindro vertical neumático se encuentra a una cierta altura en las condiciones representadas en la figura
 |
| Imagen de elaboración propia |
Determinar: a) ¿Qué altura ascenderá si se eleva la temperatura hasta
b) Qué altura descenderá si manteniéndose constante la temperatura aumentase la carga que soporta hasta
Ejercicio 9
El depósito de aire de una instalación neumática
contiene
Ejercicio 10
Un cilindro de simple efecto, debe elevar una
carga de 1500N a una velocidad constante de 1m/s, alimentado con una presión de
5 bares, siendo la fuerza del resorte 100N.
Determinar: a) Diámetro mínimo del émbolo.
b) Caudal mínimo de alimentación
Ejercicio 11
Mediante un cilindro hidráulico
se desea desplazar una carga de
Sabiendo que el elemento que menos presión resiste de la instalación es el cilindro, que está diseñado para una presión máxima de 150 Kg/cm2, y que las pérdidas de presión entre el cilindro y la bomba son de 10 Kg/cm2.
Determine: a) Diámetrop mínimo del cilindro, en mm, despreciando los rozamientos.
b) Caudal, en l/minuto, que debe suministrar la bomba.
c) Potencia útil en CV del motor de accionamiento de la bomba, si su rendimiento es del 75%.
Ejercicio 12
Una troqueladora es accionada
mediante un cilindro de doble efecto. El desplazamiento del vástago es de
Determina: a) Fuerza en el avance y en el retroceso.
b) Volumen de aire consumido durante un minuto, sabiendo que repite doce maniobras.
Caso de estudio
Ejercicio
¿Qué fuerza se debe aplicar sobre un émbolo de 10 cm2 de superficie, de un circuito hidráulico, con el que se pretende elevar un automóvil de 1200 kg de masa, que se apoya sobre un émbolo de una superficie de 100 cm2?
Ejercicio
En un taller se dispone de dos cilindros unidos mediante una tubería, las secciones de los pistones son: S1= 10 mm2 y S2 = 40 mm2. Si para levantar un objeto se le tiene que aplicar una fuerza F2=40 N sobre el pistón del segundo cilindro. ¿Cuál será la fuerza F1, que se tiene que realizar sobre el primer pistón?
Ejercicio
En una prensa hidráulica, podemos realizar una fuerza máxima de 80 N. sobre el primer pistón, las secciones de los émbolos son de 40 cm2 y 200 cm2. ¿Cuál es la fuerza máxima que podrá desarrollar el segundo pistón?
Caso de estudio
Ejercicio
Un cilindro contiene 2m3 de aire comprimido con una presión de 300 KPa, se ejerce una fuerza sobre el émbolo lo que provoca una disminución del 20% de su volumen, durante todo el proceso se mantiene constante la temperatura. Calcula:
a) Cuanto ha aumentado la presión (expresada en bar)
b) Valor de la fuerza aplicada si el émbolo tiene una superficie de 100 mm2.
Ejercicio
Un depósito contiene un volumen de V1=2,5 m3 de aire que se encuentra a una temperatura de 18ºC a una presión de 6 bar. Determina cual será el volumen, si manteniendo constante la presión el aire ha adquirido una temperatura de 57ºC.
Si tenemos una jeringuilla que contiene 0,02 m3 de aire comprimido con una presión de 1,5bar, ¿cuál será el volumen que ocuparía el aire si aumentamos la presión hasta 3 bar?
Un pistón cerrado contiene un volumen de aire de 300 mm3 sometido a una presión de 400000Pascales ¿Cuál será su volumen si se incrementa su presión hasta 800000 Pascales?