Serie Rexroth CD vs CG: cilindros hidráulicos con amortiguación o sin amortiguación

Serie Rexroth CD vs CG: cilindros hidráulicos con amortiguación o sin amortiguación

La "D" y la "G" en los códigos de modelo de cilindros de Rexroth parecen una diferencia de una sola letra. En términos de aplicación, en realidad es una de las elecciones más importantes que se hacen en las especificaciones de un cilindro: si el cilindro incluye amortiguación de final de carrera o no. Si esto se hace mal en una prensa, una línea de estampado o cualquier aplicación con impulso al final del recorrido, se sacrificará la vida útil de la máquina o el ruido del sistema. Hágalo bien y un cilindro funcionará durante años sin la fatiga inducida por los golpes que retira prematuramente a sus hermanos menos adecuados.

1. Qué significan realmente CD y CG

En la codificación de modelos de Rexroth:

• CD— Cilindro, de doble efecto,sinamortiguación de final de carrera
• CG— Cilindro,conAmortiguación de final de carrera (Gedämpft en alemán)

Más allá de esa única letra, los dos comparten la mayor parte del resto de las especificaciones: rango de diámetro interior, diámetro de varilla, opciones de montaje, presión nominal y paquete de sellos. Un CDH1 y un CGH1 del mismo tamaño están construidos alrededor del mismo cuerpo y sellos; la diferencia es el hardware interno en las tapas de los extremos que desacelera el pistón a medida que se acerca al final de su carrera.

El resto del código del modelo le indica la serie pesada/media/ligera y la clase de presión:

Por tanto, un CDH1 es un cilindro de alta resistencia de 350 bar sin amortiguación. Un CGH2 es un cilindro resistente de 250 bar con amortiguación. Un CDL1 es la serie liviana compacta sin amortiguación: generalmente con un diámetro de 25 mm a 200 mm, un diámetro de varilla de 14 mm a 125 mm y una construcción de varilla simple de doble efecto. Un CGL1 sería la misma serie compacta con amortiguación agregada.

2. Cómo funciona la amortiguación dentro del cilindro

La amortiguación de final de carrera es un mecanismo de desaceleración hidráulica, no un parachoques mecánico. El principio es sencillo:

A medida que el pistón se acerca al final de su carrera, un manguito o pasador de amortiguación del pistón ingresa en un orificio correspondiente en la tapa del extremo. Esto cierra efectivamente el puerto de retorno principal. El aceite restante entre el pistón y la tapa del extremo sólo puede escapar a través de un pequeño acelerador ajustable (o un acelerador fijo en las variantes con cojín fijo).

Esa restricción crea contrapresión. La contrapresión ralentiza el pistón. Durante los últimos 15 a 30 mm de carrera, el pistón desacelera suavemente hasta una velocidad cercana a cero en la posición final, en lugar de golpear la tapa del extremo.

La mayoría de los cilindros CG ofrecenamortiguación ajustablea través de un tornillo en la tapa del extremo: restricción más estricta para cargas de mayor masa o velocidades más altas, restricción más ligera donde de otro modo la desaceleración se sobrepasaría. Algunas series más pequeñas utilizanamortiguación fijaconfigurado de fábrica para cargas típicas.

3. Cuándo es importante la amortiguación y cuándo no

La amortiguación gana su lugar cuando el cilindro se mueve con suficiente energía cinética al final de la carrera como para que una parada incontrolada provoque daños o ruido. La energía cinética depende de tres cosas: la masa de la carga, la velocidad al final del recorrido y el recorrido que tiene el cojín para disiparla.

La amortiguación es fundamental cuando:

• El cilindro mueve una carga pesada, generalmente superior a 50 kg por cilindro, y aumenta considerablemente con el tamaño del orificio.
• La velocidad de carrera al final del recorrido excede aproximadamente 0,1 m/s
• La carga desacelera sin frenos mecánicos externos ni circuitos de válvulas de límite.
• La aplicación exige un funcionamiento silencioso (envases de alimentos, equipamiento hospitalario, ascensores de edificios residenciales)
• Los ciclos frecuentes exponen el cilindro a tensiones de impacto repetidas (prensas, estampado, transporte)

No se necesita amortiguación cuando:

• Las cargas son lo suficientemente livianas como para que el impulso residual al final de la carrera sea insignificante
• El cilindro se mueve lentamente durante toda la carrera (menos de 0,05 m/s, p. ej. sujetar, sujetar)
• La desaceleración externa está integrada en el circuito hidráulico (válvulas de desaceleración, control proporcional)
• El cilindro se compra como una abrazadera genérica donde la precisión de la posición final no es crítica.
• La sensibilidad a los costos descarta la prima de protección para equipos de bajo volumen producidos en masa

Una pauta de campo aproximada: cualquier carga de trabajo superior a 100 kg que se mueva a más de 0,2 m/s debe tener amortiguación a menos que ya esté implementada una desaceleración a nivel de circuito. Por debajo de eso, la elección depende de la aplicación.

4. Implicaciones en el rendimiento y la vida útil

El efecto visible de hacer funcionar un cilindro de CD donde pertenece un CG se manifiesta a lo largo de meses y años, no de días.

Sin amortiguación (CD), los topes finales de alta velocidad producen:

• Impacto mecánico transmitido al soporte de montaje, al bastidor de la máquina y a los cojinetes de soporte.
• Impulsos de choque hidráulico (golpe de ariete en la línea de retorno)
• Ciclos de tensión en la soldadura del vástago del pistón y en los pernos de la culata
• "Soplo" audible al final del viaje: problemas de cumplimiento de ruido en algunos entornos
• Desgaste acelerado del sello del pistón en el área de contacto de final de carrera

Con amortiguación (CG), la misma carga desacelera suavemente:

• Los impactos mecánicos e hidráulicos se reducen entre un 70% y un 90% con cojines correctamente ajustados.
• Los pernos de las tapas de los extremos y las soldaduras estructurales se mantienen dentro de los límites de fatiga
• Vida útil del sello extendida (el sello no está sujeto a paradas bruscas)
• El ruido disminuye sustancialmente: normalmente entre 5 y 10 dB medidos en el cilindro.
• En ocasiones, el tiempo del ciclo se puede aumentar sin causar daños porque se gestiona la energía del final de la carrera.

La compensación es el costo. Un cilindro CG suele costar entre un 15 y un 25 % más que el CD equivalente. Para aplicaciones donde realmente se necesita, eso se recupera muchas veces con intervalos de cambio de sello extendidos y un mantenimiento estructural reducido.

5. Resumen de series de toda la gama Rexroth

El CDL1 es uno de los más utilizados en la línea porque cubre un rango útil sin el costo y el peso de la serie de servicio pesado. La construcción estándar es de vástago simple y doble efecto, con un diámetro interior de 25 mm a 200 mm y diámetros de varilla de 14 mm a 125 mm. Hay múltiples variantes de montaje disponibles: MT4 (muñón), MF3/MF4 (brida), MP (horquilla), etc. La protección contra el polvo opcional, los sellos de baja fricción y la integración de sensores de Industria 4.0 se pueden configurar mediante códigos de sufijo (C1X, B1CH y otros).

6. Cómo elegir

Una secuencia práctica:

Paso 1: Calcule la energía cinética de final de carrera. mi = ½ × m × v²donde m es la masa en movimiento y v es la velocidad de final de carrera. Por encima de aproximadamente 50 J por ciclo, la amortiguación se vuelve importante. Por encima de 500 J, es esencialmente obligatorio para una vida útil razonable.

Paso 2: verifique si el circuito hidráulico maneja la desaceleración externamente.Las válvulas proporcionales, las válvulas de desaceleración o las rampas de velocidad controladas por PLC pueden gestionar el final de carrera sin un amortiguador dentro del cilindro. Si ya están en el diseño, un CD puede ser suficiente.

Paso 3: considere la frecuencia del ciclo.Un cilindro que realiza más de 100.000 carreras al año se beneficia enormemente de la amortiguación incluso con una energía moderada. Las aplicaciones de ciclo bajo (unos cientos por año) pueden tolerar paradas más duras.

Paso 4: verifique las restricciones de ruido.Los entornos operativos con requisitos de protección auditiva o proximidad a espacios públicos se benefician de la amortiguación independientemente de los niveles de energía.

Paso 5: Confirme el margen presupuestario.La prima del 15% al ​​25% para CG sobre CD es pequeña en relación con el costo del reemplazo prematuro del sello o la reparación por fatiga estructural. No utilice atajos en una aplicación de alta energía para ahorrar el costo inicial.

7. Matriz de selección rápida

Preguntas frecuentes

P: ¿Puedo agregar amortiguación a un cilindro de CD más adelante agregando piezas?

No. El orificio del amortiguador en la tapa del extremo es parte de la construcción del cilindro, no un complemento del mercado de accesorios. La modernización requiere reemplazar el cilindro o reconstruirlo con tapas de extremo nuevas, lo que generalmente es más costoso que comprar un CG desde el principio.

P: ¿Cuánto añade la amortiguación a la longitud del cilindro?

Normalmente muy poco. La funda de cojín se asienta dentro de la geometría de la tapa del extremo existente. Las dimensiones generales del sobre suelen ser idénticas a las del equivalente del CD: intercambiables en el mismo espacio de montaje.

P: Mi cilindro CG todavía cierra de golpe al final de su carrera. ¿Qué ocurre?

O el tornillo del amortiguador ajustable está demasiado abierto, o hay aire en el cilindro (a menudo después del reemplazo del sello) o la funda del amortiguador está desgastada. Primero ajuste el tornillo del cojín más pequeño; si eso no ayuda, purgue el cilindro; Si todavía golpea, es necesario inspeccionar la funda del cojín.

P: ¿La amortiguación es efectiva en ambas direcciones de viaje?

Sí, las almohadillas diseñadas correctamente en ambas tapas de los extremos desaceleran el pistón en ambos extremos de la carrera. Existe amortiguación de un solo extremo para aplicaciones especiales, pero no es estándar.

P: ¿Un cilindro CG pierde longitud de carrera en comparación con un CD?

La carrera utilizable es idéntica. La funda de amortiguación funciona dentro de los últimos 15 a 30 mm de carrera, pero la carrera nominal completa todavía está disponible. La fuerza de salida tampoco cambia: la amortiguación no reduce la capacidad de fuerza.