Receptores neumáticos.

La energía del aire comprimido se transforma por medio de cilindros en un movimiento lineal de vaivén y mediante motores neumáticos en movimiento giratorio.

Cilindros de simple efecto.
Son aquellos que solo pueden realizar un trabajo cuando se desplaza su elemento móvil (vástago) en un único sentido; es decir, realizan trabajo en una sola carrera de ciclo. El retroceso se produce al evacuar el aire a presión de la parte posterior, lo que permite al muelle comprimido devolver libremente el vástago a su posición de partida.

Cilindros de doble efecto.
Son capaces de producir trabajo útil en los dos sentidos, ya que se dispone de una fuerza activa tanto en el avance como en el retroceso. Se construyen siempre en forma de cilindro de émbolo y posee dos tomas para aire comprimido, cada una de ellas situada en una de las tapas del cilindro.

Fuerza del émbolo.
La fuerza ejercida por el vástago (Fteórica) depende de la presión del aire (p), de la superficie útil del émbolo (S) y la fuerza de rozamiento de ambas.

Ft = p ·S


Para calcular la fuerza real (F) habrá que tener en cuenta la fuerza de rozamiento (Fr) del émbolo: 

Fr = 0,1 · Ft

Dicho esto, las fuerzas reales a vencer en un cilindro de simple o doble efecto serán:

• Cilindro de simple efecto: habrá que tener presenta la fuerza del muelle (Fm) también, que suele tomarse en torno a un 6% de la fuerza teórica:

F = Ft - (Fr + Fm) = Ft - 0,16 Ft = 0,84 Ft

          Si en lugar de la fuerza de rozamiento conocemos la de rendimiento (ŋ) , la fuerza real será:

F = 0,9 Ft - Fm = ŋ · Ft - Fm

• Cilindro de doble efecto: durante el retoceso habrá que tener presente la superficie útil (S´) del lado del vástago:

          Avance:

                    F = Ft - Fr = p · S´ - 0,1 p · S´ · ŋ = p · S´· ŋ

          Retroceso:

F = F´t - F´r = p · S´ - 0,1 · p · S´ = p · S´ · ŋ 

Consumo del aire
Para conocer el gasto de energía y decidir el grupo compresor adecuado es importante conocer el consumo del aire de una instalación. El cálculo de dicho consumo debe estar referido a condiciones normales de funcionamiento (presión de 1bar, temperatura de 20ºC y humedad relativa del 65%).
En el supuesto de un cilindro de doble efecto, el volumen de ambas cámaras será:

• Cámara posterior:

V = (π · D²) / 4 · L

• Cámara interior: 

V´= π / 4 (D² - d² ) · L

Sumando los dos volúmenes obtenemos el volumen total de ambas cámaras:

Vcil = V + V´= π / 4 (2 · D² - d² ) · L

Suponiendo que la temperatura en el interior y en el exterior del cilindro es aproximadamente la misma (constante), habrá que aplicar la ley de Boyle-Mariotte:

Pabsoluta · Vcil = Patm · Vaire

Pabsoluta = Pman + P atm

Suponiendo que la presion atmosfñerica es de 1 kgf/cm² , el volumen del aire se obtiene despejando de la expresión anterior:

Vaire = [(Pman + 1) · Vcil] / Patm

Finalmente, el consumo del aire (C), suponiendo que la máquina realiza n ciclos por minutos, será:

C = Vaire · n