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Teoría de las vibraciones

Las vibraciones producidas por máquinas y aparatos resultan molestas para las personas. La reducción de las vibraciones emitidas (emisiones) o recibidas (inmisiones) supone actualmente una tarea cada vez más ardua para los constructores y usuarios de máquinas. Por lo tanto, la prevención puntual de vibraciones es imprescindible.

Principios básicos

Figura 1: Oscilación armónica

La figura 1 muestra una vibración armónica no amortiguada. Los términos más importantes en la técnica de oscilaciónson Frecuencia (f), Amplitud (A) y Amortiguación (D), además de Frecuencia propia y Resonancia.

La Frecuencia f es una medida del número de oscilaciones por segundo.   

El ruido estructural es originado por vibraciones que se propagan por un cuerpo sólido. En el caso de bajas frecuencias se trata por lo general de vibraciones mecánicas.

Amplitud es la desviación de la vibración con respecto a la posición de reposo. Este valor determina la magnitud de la vibración.

La Amortiguación D designa la reducción de la amplitud de la vibración de un sistema muelle-masa de vibración libre debida a la fricción. La amortiguación es producida por la transformación de la energía en calor.

La Frecuencia propia f0 de un cuerpo es la frecuencia a la que el cuerpo oscila en torno a su posición de equilibrio sin influencias externas. Todo cuerpo tiene una frecuencia propia, que sin embargo sólo es posible calcular en los casos más sencillos. Aún así, por lo general puede medirse sin dificultad mediante la excitación por impacto o impulso. Si la frecuencia propia se aproxima a la frecuencia de excitación fE o coincide con ésta, se produce resonancia. En este caso aumenta la amplitud, lo que podría destruir el sistema.

Aislamiento de las vibraciones

Bild 2: Schwingungsisolierung eines dynamischen Systems
Bild 3: Kraftübertragungsfaktor in Funktion des Frequenz-verhältnisses

El aislamiento de las vibraciones de un sistema dinámico consiste en separarlo del entorno mediante un cuerpo elástico que disponga de una frecuencia propia f0 sustancialmente distinta a la frecuencia de excitación del sistema fE.

La figura 2 muestra esquemáticamente un sistema de este tipo con aislamiento. En la práctica, el otro factor relevante es la fuerza residual FR o, en su caso, la relación de la fuerza residual a la fuerza de excitación original. Esta relación, denominada factor de transmisión de fuerza VK, se representa en la figura 3 en función del coeficiente de frecuencia 

Si η = √2, VK es nuevamente 1. Por encima de η = √2 comienza el efecto aislante. A medida que aumenta la relación entre la frecuencia de excitación fE y la frecuencia propia f0 mejora la eficiencia de aislamiento J = 1 – VK.

En el caso de materiales elásticos se constató que también bajo la gama de resonancias de aproximadamente η = 0,5 disminuyen los valores de aceleración de las vibraciones y, por lo tanto, se consigue un efecto de aislamiento. La frecuencia propia de los elastómeros en función de la carga específica debe ser determinada mediante mediciones de laboratorio. Por convención, la pérdida de espesor de las placas se denomina con el término «compresión».

   

Instalación antivibratoria de máquinas

Casi siempre, los requisitos para la instalación de máquinas son contradictorios: Por un lado, la posición de la máquina debe ser sólida y estable, pero también debe estar bien aislada de las vibraciones. Debe poder montarse y desmontarse sencilla y rápidamente, pero no deslizarse. Y, además, debe poderse nivelar y renivelar con la mayor precisión posible, pero no debe desajustarse por sí sola.

Aqui sólo ayuda la enorme experiencia de AirLoc Schrepfer SA para ofrecer la solución apropiada para cada caso.

Al principio

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Druckdatum: 11.12.2016