Apartado 3 - Opción B · Tecnología e Ingeniería II PAU Aragón Extraordinaria 2026

APARTADO 3 (2,5 puntos)

Sistemas mecánicos: Elegir una opción:

Opción B: Neumática e hidráulica.

Un cilindro neumático de simple efecto y retorno por muelle se utiliza en una máquina estampadora para ejercer una fuerza útil ($F_{\text{carga}}$) de 400 N al final de su carrera. El cilindro opera con una presión de trabajo (manométrica) de $P = 6\text{ bar}$ y tiene un diámetro de émbolo de $D = 40\text{ mm}$ y una carrera de $L = 100\text{ mm}$. Se sabe que, debido al diseño y las empaquetaduras, la fuerza de rozamiento total en el avance es de 50 N. La frecuencia de trabajo del cilindro es de $10\text{ ciclos/min}$. Se pide:

a.

Calcular la fuerza de empuje generada por la presión del aire en el émbolo (0,5 puntos).

b.

Determinar la fuerza que ejerce el muelle al final de la carrera, cuando el cilindro está completamente extendido. Se debe asumir que, al alcanzar esta posición, el sistema está en equilibrio de fuerzas (0,75 puntos).

c.

Determinar el trabajo útil desarrollado por el cilindro durante el avance (0,5 puntos).

d.

Calcular el consumo de aire del cilindro en condiciones normales en l/min (0,75 puntos).

Suponga la presión atmosférica de 1 bar.