Cilindro Pneumático ISO 15552: O Que É, Como Funciona, Medidas e Aplicações

O cilindro pneumático ISO 15552 é um atuador linear utilizado para transformar a energia do ar comprimido em força e movimento mecânico linear.

Amplamente utilizado em máquinas, equipamentos e sistemas de automação industrial, esse tipo de cilindro pode realizar movimentos de avanço e retorno para empurrar, puxar, elevar, posicionar, prender, separar e movimentar diferentes mecanismos.

Também é comum encontrar essa família através de pesquisas como cilindro ISO, cilindro ISO 6431, atuador pneumático ISO, pistão pneumático, cilindro pneumático industrial ou cilindro pneumático de dupla ação.

A padronização ISO facilita a utilização de acessórios e a substituição de cilindros em máquinas industriais, desde que todas as características dimensionais e técnicas sejam corretamente verificadas.

Na ND Pneumática, trabalhamos com cilindros pneumáticos ISO em diferentes diâmetros e cursos, além de acessórios e componentes para sistemas de automação pneumática.

O que é um cilindro pneumático?

O cilindro pneumático é um dispositivo responsável por transformar a pressão do ar comprimido em movimento linear.

Dentro do cilindro existe um pistão conectado a uma haste.

Quando o ar comprimido entra em uma das câmaras, exerce pressão sobre a área do pistão e provoca seu deslocamento.

A haste acompanha esse movimento e transmite a força para o mecanismo da máquina.

É um princípio relativamente simples, mas extremamente importante para a automação industrial.

Para que serve um cilindro pneumático?

Um cilindro pneumático pode ser utilizado sempre que uma máquina precisa produzir um movimento linear utilizando ar comprimido.

Entre as funções mais comuns estão:

• empurrar;

• puxar;

• elevar;

• abaixar;

• prensar;

• posicionar;

• separar;

• prender;

• liberar;

• alimentar;

• expulsar;

• abrir e fechar mecanismos;

• movimentar componentes;

• acionar dispositivos mecânicos.

Por isso, os atuadores pneumáticos são encontrados em inúmeros equipamentos industriais.

O que é um cilindro ISO 15552?

A ISO 15552 estabelece dimensões básicas, de montagem e de acessórios para uma família de cilindros pneumáticos.

A padronização é importante porque facilita o desenvolvimento de máquinas e a utilização de diferentes acessórios de montagem.

Também pode facilitar a substituição de um cilindro por outro equivalente quando as características necessárias são compatíveis.

Entretanto, dois cilindros serem identificados como ISO 15552 não significa automaticamente que sejam idênticos em todas as características.

Antes de uma substituição devem ser comparados:

• diâmetro;

• curso;

• comprimento;

• pressão;

• haste;

• rosca da haste;

• conexões pneumáticas;

• amortecimento;

• fixações;

• sensores;

• materiais;

• características específicas da aplicação.

ISO 15552 e ISO 6431 são a mesma coisa?

É muito comum encontrar cilindros dessa família sendo chamados comercialmente de ISO 6431.

A ISO 6431 foi utilizada historicamente para essa família de cilindros, enquanto atualmente a referência internacional utilizada para as dimensões dessa categoria é a ISO 15552.

Por isso, no mercado pneumático ainda são encontradas pesquisas e descrições como:

cilindro ISO 6431;

cilindro ISO 15552;

atuador ISO 6431;

atuador ISO 15552.

Ao substituir um cilindro antigo identificado como ISO 6431, é recomendável comparar suas dimensões e especificações com o novo componente antes da instalação.

Como funciona um cilindro pneumático ISO?

O funcionamento é baseado na diferença de pressão entre as câmaras internas.

Quando o ar comprimido pressuriza um lado do pistão, o conjunto se desloca.

Para inverter o movimento, o circuito pneumático altera qual câmara recebe pressão e qual permite a saída do ar.

Esse controle normalmente é realizado através de uma válvula direcional.

Dessa forma, o movimento do cilindro pode ser comandado manualmente, eletricamente, pneumaticamente ou através de um sistema automatizado.

O que é um cilindro pneumático de dupla ação?

No cilindro de dupla ação, o ar comprimido é utilizado tanto para avançar quanto para retornar a haste.

Quando uma câmara é pressurizada, a outra é descarregada.

Ao inverter o comando da válvula, ocorre o processo contrário.

Isso permite controlar ativamente os dois sentidos de movimento.

É uma configuração muito utilizada em máquinas industriais porque oferece grande flexibilidade para diferentes tipos de automação.

Dupla ação ou simples ação?

Existem diferentes configurações de cilindros pneumáticos.

Cilindro pneumático de dupla ação

Utiliza ar comprimido para realizar os movimentos nos dois sentidos.

É indicado quando a máquina precisa controlar ativamente tanto o avanço quanto o retorno.

Cilindro pneumático de simples ação

Normalmente utiliza ar comprimido em um sentido e uma mola para produzir o movimento contrário.

Cada configuração possui aplicações específicas.

Quais são as partes de um cilindro pneumático?

Apesar das diferenças entre fabricantes e modelos, um cilindro pneumático normalmente possui:

Corpo ou camisa

É a estrutura dentro da qual ocorre o movimento do pistão.

Pistão

Recebe a pressão do ar comprimido e produz o movimento.

Haste

Transmite externamente a força e o deslocamento produzidos pelo pistão.

Tampas

Fecham as extremidades do cilindro e podem incorporar conexões, amortecimento e pontos de fixação.

Vedações

Mantêm a pressão entre as câmaras e ajudam a impedir vazamentos.

Guias

Auxiliam no alinhamento e movimento da haste.

Ímã

Pode estar presente no pistão para permitir sensoriamento magnético.

Sistema de amortecimento

Reduz o impacto quando o pistão se aproxima do final do curso.

Quais são os diâmetros dos cilindros ISO 15552?

A ISO 15552 contempla uma série de diâmetros nominais de pistão, incluindo:

32 mm
40 mm
50 mm
63 mm
80 mm
100 mm
125 mm
160 mm
200 mm
250 mm
320 mm

A disponibilidade comercial de cada medida depende do fabricante e da linha de produtos.

O diâmetro é uma das características mais importantes porque influencia diretamente a força que o cilindro pode desenvolver.

O que significa 32x50, 40x100 ou 63x200?

É comum encontrar cilindros identificados por dois números.

Por exemplo:

32 x 50

Normalmente significa:

32 mm de diâmetro do pistão
50 mm de curso

Da mesma maneira:

40 x 100 = diâmetro 40 mm e curso 100 mm.

63 x 200 = diâmetro 63 mm e curso 200 mm.

Essa identificação facilita a procura por um cilindro, mas não é suficiente para garantir compatibilidade.

O que é o curso do cilindro pneumático?

O curso é a distância percorrida pela haste entre as duas posições extremas do cilindro.

Um cilindro com curso de 100 mm, por exemplo, possui aproximadamente 100 mm de deslocamento nominal entre suas posições finais.

Existem cilindros com cursos pequenos e outros com deslocamentos muito maiores.

A escolha depende do movimento necessário na máquina.

Como escolher o curso correto?

Primeiro determine quanto o mecanismo realmente precisa se deslocar.

O curso deve permitir realizar todo o movimento necessário sem utilizar o próprio fim mecânico do cilindro como referência inadequada para limitar o movimento da máquina.

Também devem ser considerados:

• espaço disponível;

• comprimento total do cilindro;

• montagem;

• velocidade;

• estabilidade da haste;

• carga;

• necessidade de sensores.

Cursos maiores podem exigir cuidados adicionais com cargas laterais e estabilidade mecânica.

Como calcular a força de um cilindro pneumático?

De maneira simplificada, a força teórica pode ser calculada através da relação:

Força = Pressão × Área do Pistão

Isso significa que a força depende principalmente de dois fatores:

pressão do ar e diâmetro do pistão.

Quanto maior a área do pistão, maior tende a ser a força produzida para uma mesma pressão.

Por exemplo, um cilindro de 80 mm pode desenvolver uma força significativamente maior que um cilindro de 32 mm trabalhando sob a mesma pressão.

Entretanto, a força real disponível é menor que o valor teórico devido a atritos, perdas e condições reais de operação.

Por isso, deve ser utilizada uma margem adequada durante o dimensionamento.

Por que a força de avanço e retorno é diferente?

Em um cilindro convencional com haste simples, a área disponível para atuação do ar não é exatamente a mesma nos dois sentidos.

Durante o avanço, a pressão pode atuar sobre praticamente toda a área do pistão.

No retorno, parte dessa área é ocupada pela seção transversal da haste.

Por isso, sob a mesma pressão, a força teórica de retorno tende a ser menor que a força teórica de avanço.

Essa diferença deve ser considerada em aplicações nas quais é necessária força elevada nos dois sentidos.

Para que serve a haste do cilindro?

A haste transmite para a máquina o movimento produzido pelo pistão.

Na extremidade normalmente existe uma rosca, permitindo conectar o cilindro ao mecanismo movimentado.

Nessa rosca podem ser instalados diferentes componentes, como:

• porcas;

• ponteiras;

• garfos;

• articulações;

• terminais;

• juntas;

• peças desenvolvidas especificamente para a máquina.

A rosca precisa ser conferida durante a substituição do cilindro.

O que é um cilindro pneumático magnético?

Muitos cilindros pneumáticos industriais possuem um ímã associado ao pistão.

Esse ímã permite detectar externamente a posição do pistão através de sensores magnéticos compatíveis.

O sensor pode indicar ao sistema de automação que o cilindro:

• avançou;

• retornou;

• atingiu determinada posição.

O sinal pode então ser enviado a um CLP, relé ou controlador.

Cilindro magnético significa que acompanha sensor?

Não necessariamente.

Um cilindro ser magnético significa que sua construção permite o sensoriamento através do campo magnético do pistão.

O sensor é outro componente.

Portanto, sempre confira se o sensor está incluído no produto ou deve ser adquirido separadamente.

Para que serve o amortecimento do cilindro pneumático?

Quando um cilindro movimenta uma carga, o conjunto adquire energia durante o deslocamento.

Se o pistão atingir o final do curso em alta velocidade, pode ocorrer um impacto significativo.

O amortecimento ajuda a desacelerar ou absorver parte dessa energia próxima ao final do movimento.

Isso pode contribuir para:

• reduzir impactos;

• diminuir ruídos mecânicos;

• proporcionar movimentos mais suaves;

• proteger componentes internos;

• reduzir esforços sobre a máquina.

O que é amortecimento regulável?

Em determinados cilindros ISO existe amortecimento pneumático ajustável nas extremidades.

Esse sistema permite regular a desaceleração do pistão próximo ao final do curso.

A regulagem correta depende de fatores como velocidade, pressão, diâmetro e massa movimentada.

Amortecimento excessivo ou insuficiente pode prejudicar o funcionamento.

Amortecimento é a mesma coisa que silenciador?

Não.

São funções diferentes.

O amortecimento atua principalmente sobre o movimento do pistão próximo ao final do curso.

O silenciador pneumático normalmente é instalado no escape de uma válvula para reduzir o ruído provocado pela descarga do ar comprimido para a atmosfera.

Como controlar a velocidade de um cilindro pneumático?

A velocidade pode ser controlada através da regulagem da vazão do ar.

Para isso, podem ser utilizados reguladores de fluxo pneumáticos.

Em muitas aplicações, controla-se a vazão do ar que sai do cilindro para produzir um movimento mais estável.

A regulagem precisa considerar:

• diâmetro;

• curso;

• carga;

• pressão;

• tubulação;

• conexões;

• vazão da válvula;

• velocidade desejada.

Qual válvula usar em um cilindro de dupla ação?

Cilindros de dupla ação normalmente são controlados por uma válvula direcional capaz de alternar a pressurização entre as duas câmaras.

Uma configuração muito utilizada é a válvula 5/2 vias.

Ela pode ser acionada por:

• solenoide;

• botão;

• alavanca;

• pedal;

• piloto pneumático;

• comando mecânico.

Também existem circuitos utilizando outras configurações, como válvulas 5/3, dependendo da função desejada.

Qual pressão utilizar?

A pressão deve permanecer dentro dos limites especificados para o cilindro.

A ISO 15552 contempla cilindros dessa família com pressão nominal máxima de até 1.000 kPa, equivalente a 10 bar, mas isso não significa que qualquer cilindro ISO possa ser utilizado automaticamente a 10 bar em qualquer situação.

A especificação do fabricante sempre deve ser respeitada.

Também é importante regular a pressão de acordo com a força realmente necessária.

Para que serve um regulador de pressão?

O regulador permite controlar a pressão fornecida ao circuito pneumático.

Isso ajuda a evitar utilizar uma pressão maior do que a necessária e permite adequar a força produzida pelo cilindro à aplicação.

Normalmente o regulador faz parte do sistema de tratamento do ar comprimido.

Por que a qualidade do ar comprimido é importante?

O ar utilizado no sistema pode carregar:

• partículas;

• água;

• óleo;

• contaminantes.

Esses elementos podem afetar vedações, válvulas e outros componentes.

Por isso, o tratamento correto do ar comprimido contribui para o funcionamento e vida útil do sistema pneumático.

Filtros e reguladores são componentes muito utilizados para essa finalidade.

Quais são os tipos de fixação de um cilindro ISO?

Uma grande vantagem dos cilindros normalizados é a possibilidade de utilizar diferentes acessórios de montagem.

Dependendo da aplicação, podem existir:

Articulação traseira

Permite criar uma montagem articulada na região posterior do cilindro.

Garfo ou ponteira

Pode ser instalado na extremidade da haste para conectar o cilindro ao mecanismo.

Flange

Permite fixação através da extremidade do cilindro.

Suportes laterais ou pés

Permitem fixar o cilindro sobre uma estrutura.

Munhão

Permite determinadas montagens pivotantes.

A escolha depende do movimento realizado pela máquina.

Articulação macho ou fêmea: qual utilizar?

As articulações permitem conectar o cilindro à estrutura da máquina de forma articulada.

Existem diferentes configurações e dimensões.

A escolha deve considerar:

• diâmetro do cilindro;

• padrão de montagem;

• dimensões;

• carga;

• direção do movimento;

• acessório correspondente.

Não se deve escolher uma articulação apenas pela aparência.

Para que serve a ponteira da haste?

A ponteira conecta a haste ao mecanismo movimentado.

Dependendo da aplicação, pode permitir algum grau de articulação e ajudar a acomodar pequenas variações geométricas da montagem.

Existem ponteiras e garfos com diferentes tipos e medidas de rosca.

Por isso, é fundamental verificar a rosca da haste antes da compra.

O cilindro pode receber carga lateral?

Cilindros pneumáticos são projetados principalmente para transmitir força no sentido axial da haste.

Cargas laterais excessivas podem provocar:

• desgaste das guias;

• desgaste das vedações;

• riscos na haste;

• vazamentos;

• travamentos;

• redução da vida útil.

Quando a carga precisa ser guiada lateralmente, pode ser necessário utilizar guias externas ou um atuador desenvolvido especificamente para essa condição.

Onde são utilizados cilindros pneumáticos ISO?

Os cilindros ISO são encontrados em inúmeros setores e equipamentos.

Entre as aplicações estão:

• linhas de produção;

• máquinas de embalagem;

• máquinas de envase;

• dispositivos de montagem;

• equipamentos de movimentação;

• sistemas de transporte;

• máquinas automáticas;

• prensas pneumáticas;

• dispositivos de fixação;

• sistemas de separação;

• equipamentos de corte;

• paletização;

• máquinas especiais;

• automação industrial;

• retrofit de máquinas.

A aplicação correta depende do dimensionamento adequado do cilindro.

Como escolher um cilindro pneumático?

Antes da compra, procure determinar:

1. Força necessária

Quanto o cilindro precisa empurrar ou puxar?

2. Pressão disponível

Qual é a pressão efetivamente disponível no ponto de utilização?

3. Diâmetro

Qual diâmetro proporciona a força necessária com margem adequada?

4. Curso

Quanto a haste precisa se deslocar?

5. Tipo de ação

A aplicação necessita de dupla ou simples ação?

6. Velocidade

Em quanto tempo o movimento precisa acontecer?

7. Fixação

Como o cilindro será instalado na máquina?

8. Rosca da haste

Qual acessório será conectado à haste?

9. Sensoriamento

É necessário detectar avanço e retorno?

10. Amortecimento

Qual energia precisa ser absorvida no final do curso?

11. Ambiente

Existe calor, umidade, poeira, produtos químicos ou lavagem?

12. Frequência

Quantos ciclos o cilindro realizará?

Essas informações permitem selecionar o atuador de maneira muito mais segura.

Como substituir um cilindro pneumático antigo?

Quando o objetivo é substituir um cilindro existente, não compare apenas diâmetro e curso.

Confira:

• norma dimensional;

• diâmetro;

• curso;

• comprimento total;

• distância entre fixações;

• rosca da haste;

• conexões pneumáticas;

• posição das conexões;

• acessórios;

• tipo de amortecimento;

• sensores;

• pressão;

• materiais.

A padronização ISO facilita a intercambiabilidade dimensional, mas não elimina a necessidade de verificar as especificações completas.

Cilindro pneumático não avança: o que verificar?

Se o cilindro não se movimenta, verifique o sistema completo.

Possíveis causas incluem:

• ausência de pressão;

• pressão insuficiente;

• válvula sem comutação;

• mangueira obstruída;

• regulador de fluxo fechado;

• vazamento;

• excesso de carga;

• desalinhamento;

• travamento mecânico;

• vedações danificadas;

• contaminação.

Um defeito aparente no cilindro pode ter origem em outro componente do circuito.

Por que o cilindro pneumático está fraco?

Entre as possíveis causas estão:

• baixa pressão;

• cilindro subdimensionado;

• vazamentos;

• desgaste interno;

• atrito excessivo;

• perda de pressão;

• carga acima do projeto.

Não aumente simplesmente a pressão sem verificar os limites do equipamento e a causa do problema.

Por que o cilindro bate no final do curso?

Impactos excessivos podem estar relacionados a:

• velocidade elevada;

• carga excessiva;

• amortecimento incorreto;

• regulagem inadequada;

• pressão excessiva;

• massa elevada;

• dimensionamento incorreto.

Nessas situações, é importante analisar a energia do conjunto, não apenas a velocidade da haste.

Por que o cilindro está vazando ar?

Vazamentos podem ocorrer em conexões, mangueiras, vedações ou componentes internos.

Alguns sinais incluem:

• perda de força;

• compressor trabalhando excessivamente;

• dificuldade de manter posição;

• ruído constante de escape;

• movimentos irregulares.

Identificar corretamente a origem do vazamento é fundamental antes de substituir componentes.

Cilindro pneumático pode trabalhar na vertical?

Sim, desde que seja corretamente dimensionado.

Em aplicações verticais, é especialmente importante considerar:

• peso da carga;

• gravidade;

• força necessária;

• comportamento em caso de perda de pressão;

• velocidade;

• segurança.

Dependendo do risco, podem ser necessários componentes adicionais para impedir uma queda inesperada da carga.

Cilindro pneumático ou hidráulico?

Os dois produzem movimento linear, mas utilizam tecnologias diferentes.

O cilindro pneumático utiliza ar comprimido.

O cilindro hidráulico utiliza fluido hidráulico pressurizado.

A pneumática é amplamente utilizada em automação industrial devido à rapidez de acionamento e à disponibilidade de redes de ar comprimido em muitas fábricas.

A hidráulica costuma ser escolhida em aplicações que necessitam forças muito elevadas.

A seleção depende do projeto.

Cilindro ISO 15552 ou Mini ISO 6432?

São duas famílias diferentes.

O Mini ISO 6432 normalmente possui construção cilíndrica mais compacta e é encontrado em diâmetros menores.

O ISO 15552 abrange cilindros industriais maiores e possui uma ampla variedade de fixações e acessórios padronizados.

A escolha depende principalmente de:

• força necessária;

• diâmetro;

• curso;

• espaço disponível;

• tipo de fixação;

• aplicação.

Nenhuma família é universalmente melhor. Cada uma atende necessidades diferentes.

Manutenção do cilindro pneumático

Alguns cuidados podem contribuir para maior confiabilidade:

• utilizar ar adequadamente tratado;

• verificar vazamentos;

• manter a haste limpa;

• evitar impactos;

• evitar cargas laterais excessivas;

• conferir alinhamento;

• verificar fixações;

• inspecionar conexões;

• verificar sensores;

• observar mudanças de velocidade;

• verificar o amortecimento.

Uma mudança no comportamento do cilindro pode indicar um problema no atuador ou no restante do circuito pneumático.

Cilindros Pneumáticos ISO na ND Pneumática

A ND Pneumática trabalha com cilindros pneumáticos ISO em diferentes diâmetros e cursos, além de diversos componentes necessários para instalação e automação.

Em nosso catálogo também podem ser encontrados componentes relacionados, como:

• cilindros Mini ISO;

• ponteiras para cilindros;

• articulações macho e fêmea;

• sensores;

• válvulas direcionais;

• válvulas solenoides;

• reguladores de fluxo;

• conexões pneumáticas;

• tubos pneumáticos;

• filtros e reguladores;

• silenciadores;

• acessórios para automação.

Se você procura um cilindro pneumático ISO 15552, cilindro ISO 6431, atuador pneumático de dupla ação ou acessórios para cilindros pneumáticos, consulte os modelos disponíveis na ND Pneumática.

Caso tenha dúvidas sobre diâmetro, curso, força ou montagem, entre em contato com nossa equipe com as informações da aplicação.

Perguntas frequentes sobre cilindros pneumáticos ISO

O que é um cilindro pneumático ISO 15552?

É uma família de atuadores pneumáticos com dimensões básicas, de montagem e acessórios padronizadas pela ISO 15552.

ISO 15552 substituiu a ISO 6431?

A ISO 6431 é uma referência antiga ainda muito utilizada comercialmente. Atualmente, a família dimensional correspondente é tratada pela ISO 15552.

Para que serve um cilindro pneumático?

Serve para transformar a energia do ar comprimido em força e movimento linear.

O que significa cilindro de dupla ação?

Significa que o ar comprimido é utilizado para produzir movimento nos dois sentidos.

O que significa 40x100?

Normalmente representa um cilindro com 40 mm de diâmetro e 100 mm de curso.

O que é o curso do cilindro?

É a distância nominal percorrida pela haste.

Quanto mais grosso o cilindro, mais força ele possui?

Para a mesma pressão, aumentar a área do pistão aumenta a força teórica disponível. Entretanto, o dimensionamento correto deve considerar as condições reais da aplicação.

A força é igual no avanço e no retorno?

Em cilindros convencionais de haste simples, não. A presença da haste reduz a área efetiva durante o retorno.

Para que serve o ímã no pistão?

Permite detectar a posição do pistão através de sensores magnéticos externos.

Sensor acompanha o cilindro?

Depende do produto. Um cilindro magnético não necessariamente é fornecido com o sensor.

Para que serve o amortecimento?

Ajuda a reduzir o impacto do pistão ao se aproximar do final do curso.

Como controlar a velocidade?

Normalmente através de reguladores de fluxo adequadamente instalados no circuito.

Qual válvula usar em um cilindro de dupla ação?

Válvulas direcionais 5/2 são muito utilizadas, embora a configuração correta dependa da função do circuito.

Posso trocar um cilindro ISO por outra marca?

A padronização ISO busca facilitar a intercambiabilidade dimensional, mas todas as dimensões, características técnicas e acessórios precisam ser comparados antes da substituição.

Qual é a pressão máxima de um cilindro ISO?

A ISO 15552 contempla uma série nominal de até 1.000 kPa (10 bar), mas o limite efetivo deve sempre ser verificado na especificação do cilindro utilizado.

Quais são os diâmetros da ISO 15552?

A norma contempla diâmetros nominais de 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250 e 320 mm.

Qual a diferença entre Mini ISO e ISO 15552?

O Mini ISO 6432 é uma família menor e mais compacta. O ISO 15552 contempla uma família maior de cilindros industriais e diferentes interfaces padronizadas de montagem.

A ND Pneumática vende acessórios para cilindros?

Sim. A ND possui categorias de ponteiras, articulações e outros componentes utilizados na instalação de cilindros pneumáticos.