Aislamiento de la vibración
El aislamiento de la vibración es un procedimiento mediante el cual se reducen los efectos indeseables de vibración. Básicamente, implica la inserción de un miembro elástico (o aislador) entre la masa vibratoria (equipo o carga útil) y la fuente de vibrac vibració ión n de modo modo que que se logre logre una una reduc reducció ción n de la resp respue uesta sta dinám dinámica ica del del sistema sometido a condiciones especficas de e!citación por vibración. "e dice que un sistema de aislamiento es activo o pasivo según si se requiere o no potencia e!terna para que el aislador realice su función. #n aislador pasivo se comp compo one de un mie miembro mbro elá elástico tico (rigid igide e$) y un disi isipad pador de energ rga (amortiguamiento).
%Aislamiento de vibración pasiva% se refiere al aislamiento de las vibraciones o mitigación de vibraciones por t&cnicas pasivas tales como almo'adillas de cauc'o o resortes mecánicos, en contraposición contraposición a los sistemas de control de %aislamiento %aislamiento activo de vibraciones% o %cancelación de la electrónica de la fuer$a% el empleo de la energa el&ctrica, sensores, actuadores, y, aislamiento de vibración pasiva es un tema muy amplio, ya que 'ay muc'os tipos de aisladores de vibración pasiva utili$ada para muc'as aplicaciones diferentes. Algunas de estas aplicaciones son para equipos industriales, tales como bombas, motores, sistemas de climati$ación, o lavadoras, el aislamiento aislamiento de las estructuras de ingeniera civil de los terremotos, equipos de laboratorio sensible, valiosa estatuas y audio de alta calidad. os sistemas comunes de aislamiento pasivo son * + eumáticas o aisladores de aire Estas son ve-igas o botes de aire comprimido. "e requiere una fuente de aire comprimido para su mantenimiento. as cámaras de aire son ve-igas de goma que proporcionan amortiguación al mismo tiempo como aislamiento y se utili$an en camiones de gran tamao. Algún aislador neumático puede alcan$ar frecuencias de reso resona nanc ncia ia ba-a ba-as s y se util utili$ i$an an para para el aisl aislam amie ient nto o de gran grande des s equi equipo pos s industriales. /esas de aire consisten de una superficie de traba-o o superficie ópti óptica ca mont montad ada a sobr sobre e pata patas s de aire aire.. Esta Estas s tabl tablas as prop propor orci cion onan an sufi sufici cien ente te aisla aislamie miento nto para para instru instrumen mento to de labor laborato atorio rio ba-o ba-o algun algunas as condic condicio iones nes.. os os sistemas de aire pueden tener fugas en condiciones de vaco. El contenedor de aire puede interferir con el aislamiento de las vibraciones de ba-a amplitud.
0 + 1esortes mecánicos y de resorte amortiguadores Estos son pesados seccionadores utili$a para los sistemas de construcción y la industria. A veces sirven como soportes para un bloque de 'ormigón, que proporciona un mayor aislamiento.
2 + as toallas o sábanas de materiales fle!ibles, tales como elastómeros, cauc'o, corc'o, etc 3or4 y5o co-ines elastom&ricos se utili$an a menudo en maquinaria pesada, o incluso en los sistemas de audio.
6 + /oldeado y cauc'o y elastómero unido aisladores y monta-es A menudo se utili$an como soportes de máquinas o en los ve'culos. Absorben golpes y atenuar alguna vibración.
7 + egativo+rigide$ aislador "on menos comunes que otros tipos y, en general 'an sido desarrollados para aplicaciones de investigación de alto nivel tales como la detección de ondas de gravedad. ee, 8overdovs4iy, y 9emni4ov propusieron un sistema negativo+rigide$ para el aislamiento de los asientos del ve'culo.
El enfoque en negativo rigide$ aisladores 'a sido el desarrollo de sistemas con frecuencias de resonancia muy ba-as, por lo que las ba-as frecuencias se pueden aislar adecuadamente, lo cual es crtico para la instrumentación sensible. Además, todas las frecuencias superiores tambi&n están aisladas. "istemas de rigide$ negativos se pueden 'acer con ba-a fricción estática, por lo que son eficaces en el aislamiento de las vibraciones de ba-a amplitud.
/ecanismos egativo+rigide$ son puramente mecánicos y por lo general implican la configuración y la carga de los componentes, tales como vigas o p&ndulos invertidos. #na mayor carga del mecanismo negativo+rigide$, dentro de la gama de su operatividad, disminuye la frecuencia natural.
: + a cuerda de alambre aisladores Estos aisladores son durables y pueden soportar ambientes e!tremos. A menudo se utili$an en aplicaciones militares.
; + 3uerda de amortiguador au!iliar aisladores y pistas de bolas 3uerdas elásticas se puede utili$ar como un sistema de aislamiento barato que puede ser suficientemente efica$ para algunas aplicaciones. El elemento que se va aislado es suspendido de las cuerdas elásticas. Esto es difcil de poner en práctica y sin peligro de que el elemento aislado caer. 9enis reducido a la mitad las bolas se 'an utili$ado ba-o las lavadoras y otros artculos con cierto &!ito.
< + Base de aisladores para el aislamiento ssmico de edificios, puentes, etc aislamiento de base 'ec'a de capas de neopreno y acero con una rigide$ 'ori$ontal inferior se utili$an para reducir la frecuencia natural del edificio. Algunos otros aisladores de base están diseados para desli$arse, la prevención de la transferencia de energa desde el suelo 'asta el edificio.
= + Amortiguadores de masa sintoni$ados 9uned amortiguadores de masa reducir los efectos de vibración armónica en edificios y otras estructuras. #na masa relativamente pequea se su-eta de tal manera que puede amortiguar una banda muy estrec'a de la vibración de la estructura
3ómo Aislamiento pasivo funciona un sistema de aislamiento pasivo en general contiene la masa, el resorte y elementos de amortiguación y se mueve como un oscilador armónico. a rigide$ de masa y resorte de dictar una frecuencia natural del sistema. Amortiguación provoca la disipación de energa y tiene un efecto secundario de la frecuencia natural.
3ada ob-eto en un soporte fle!ible tiene una frecuencia natural fundamental. 3uando se aplica la vibración, se transfiere la energa más eficiente a la frecuencia natural, un poco de manera eficiente por deba-o de la frecuencia natural, y con el aumento de la ineficiencia por encima de la frecuencia natural. Esto se puede ver en la curva de transmisibilidad, que es un gráfico de transmisibilidad frente a la frecuencia. Aislamiento activo
"istemas de aislamiento activo de vibraciones contienen, -unto con el muelle, un circuito de realimentación que consiste en un acelerómetro pie$oel&ctrico, un controlador, y un transductor electromagn&tico. a seal de aceleración es procesada por un circuito de control y el amplificador. A continuación, se alimenta el dispositivo de accionamiento electromagn&tico, que amplifica la seal. 3omo resultado de tal sistema de retroalimentación, se consigue una supresión de vibraciones considerablemente más fuerte en comparación con amortiguación ordinaria.
/&todos y sistemas para aislar vibraciones
Aisladores de almo'ada
Airmount es una almo'ada de aire comprimido, contenida en un envoltorio de cauc'o especial, refor$ado con cordones de nylon. 9iene e!tremidades metálicas que facilitan el monta-e.
Es un producto avan$ado de la ingeniera para absorber vibraciones, c'oques y ruidos. "u aplicación es muy amplia, pues asla las grandes vibraciones y c'oques producidos por un martillo de for-a, as como protege componentes frágiles (instrumentos electrónicos y otros), cuyo funcionamiento es afectado por vibraciones.
>enta-as
? @ermite el nivelación precisa de la base.
? "oporta cargas de 67 g a más de 0 toneladas por elemento.
? Asla vibraciones de 2 3C/, alcan$ando en ciertas condiciones, eficiencia más que =D.
? >ersatilidad + los varios modelos disponibles se adaptan a varias aplicaciones en
máquinas y equipos, industrias, fundiciones, talleres de for-a, construcciones, instrumentación y otros.
Aisladores por resortes
"e conoce como resorte o muelle a un operador elástico capa$ de almacenar energa y desprenderse de ella sin sufrir deformación permanente cuando cesan las fuer$as o la tensión a las que es sometido, en la mecánica son conocidos erróneamente como %la muelle% varan as de la región o cultura. "on fabricados con materiales muy diversos, tales como acero al carbono, acero ino!idable, acero al cromo+silicio, cromo+vanadio, bronces, plástico, entre otros, que presentan propiedades elásticas y con una gran diversidad de formas y dimensiones.
"e les emplean en una gran cantidad de aplicaciones, desde cables de cone!ión 'asta disquetes, productos de uso cotidiano, 'erramientas especiales o suspensiones de ve'culos. "u propósito, con frecuencia, se adapta a las situaciones en las que se requiere aplicar una fuer$a y que esta sea retornada en forma de energa. "iempre están diseados para ofrecer resistencia o amortiguar las solicitaciones e!ternas.
Aisladores de aire
#n aislador de aire, es una columna de gas confinada en un contenedor diseado para utili$ar la presión del gas como el medio de fuer$a del resorte.
Fórmula para cálculo de fuerzas
3omo la amplitud desarrollada ba-o la fuer$a F sen Gt &sta dada por
As, el problema de aislar una masa del movimiento del punto de soporte es id&ntico al asilar fuer$as perturbadoras. 3ada una de estas ra$ones es conocida como transmisibilidad de fuer$a o de despla$amiento.
Es posible reducir l amplitud de vibración apoyando la maquina sobre una gran masa /. @ara mantener la transmisibilidad
F t / F 0
igual, 4 debe ser incrementada
en la misma ra$ón de manera que m H/54 permanece igual. "im embargo, como
a amplitud es reducida debido al mayor valor de 4.
3uando el amortiguamiento es despreciable, la ecuación de transmisibilidad se reduce a
E-emplo #na máquina de * 4g de masa esta soportada por resortes con rigide$ total de ; 45m y tiene un elemento rotatorio no balanceado que se traduce en una
fuer$a perturbadora de 27 a una velocidad de 2 rpm. "uponiendo un factor de amortiguamiento de
ζ =0,20,
determine su amplitud de movimiento debida al
desbalanceo, la tramisibilidad y la fuer$a trasmitida.