Análisis dinámico para recibir máquinas herramientas

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* ANÁLISIS DINÁMICO PARA RECIBIMIENTO DE MÁQUINAS HERRAMIENTAS

Para el análisis dinámico de las máquinas herramientas se deben tener en cuanta los factores importantes que afectan de manera directa las variables de desempeño de la maquina herramienta durante el funcionamiento de la misma. Cuando se desarrollan los movimientos de rutina, las fuerzas de corte, y las vibraciones durante elservicio.

* Medición de fuerzas.

La medición de las fuerzas de corte requiere dinamómetros que puedan medir fuerzas del orden de una tonelada a frecuencias de hasta 500 Hz. Usualmente se requieren las componentes de la fuerza según tres ejes ortogonales, y en el caso de operaciones tales como el taladrado o tallado de engranajes, debe medirse también el par. Para asegurar que lascaracterísticas del dinamómetro no interfieran con las del proceso de corte, el dinamómetro deberá ser cuanto menos diez veces más rígido que la máquina herramienta en al cual se emplea, y deberá tener una frecuencia propia muy por encima de la gama operativa. En ocasiones resulta posible colocar galgas extensiométricas en partes existentes de la máquina, tales como puntos, para conseguir información, pero lageometría generalmente no es satisfactoria. El tipo más común de dinamómetro para máquina herramienta es el de anillo octogonal desarrollado por el M.I.T a partir del amillo dinamométrico normal.

En cada elemento de medición las galgas en las cargas verticales miden la fuerza vertical, mientras que las de las caras a 45º registran la fuerza longitudinal. Este tipo de dinamómetro medirá dosfuerzas y dos pares, pero no medirá la tercera fuerza y es deconstrucción cara debido a que debe fresarse a partir de una pieza maciza para obtener un funcionamiento satisfactorio.

Un diseño extremadamente versátil de dinamómetro, desarrollado en el laboratorio de ingeniería de la Universidad de Cambridge, emplea un elemento simplemente torneado de sección de sombrero de copa. La sección demedición está constituida por una lámina cilíndrica delgada empotrada por sus dos bases a placas rígidas para asegurar una correcta distribución de tensiones.

La fuerza vertical se mide, sea cual sea la línea de acción de la fuerza, accionando las salidas de las galgas extensiométricas verticales: las fuerzas transversales o pares no afectan la lectura, debido a que producen deformaciones iguales yopuestas en los lados opuesto del dinamómetro; por ser deformaciones iguales y opuestas la adición de compensas.

Una fuerza P transversal producirá una cortadura en A y en E, mientras que su momento producirá comprensión vertical en C y tensión en G. Galgas extensiométricas colocadas a 45º para medir la cortadura en A y E producirán señales cuya suma sea la fuerza P, mientras que las galgascolocadas verticalmente en G y C producirán señales cuya diferencia da el momento de P respecto al centro de la superficie cilíndrica. Una fuerza en la dirección AE con un momento respeto a GC puede medirse en forma análoga. El par resultante alrededor de un eje vertical se registra mediante galgas a 45º para medir el cizallamiento en sentido de las agujas del reloj.

Debido a que los actualespuentes de galgas extensiométricas, con onda portadora, pueden medir deformaciones desde 2*10-3 hasta 1*10-7, pueden construirse dinamómetros para registrar 0.5 Kg, resistiendo incluso 10000 Kg, cubriendo la totalidad de los requerimientos en máquinas herramientas. Una sección de trabajo de unos 3 cm2 cubrirá esta gama, aunque normalmente es aconsejable aumentar la sección a fin de reducir lasdeflexiones del dinamómetro. Para algunas aplicaciones con fuerzas muy reducidas tales como el lapeado manual, puede construirse el dinamómetro en perpex, obteniéndose una sensibilidad de un orden as elevado.

* Medición de vibraciones.

La variable más importante en las estructuras de máquinas-herramientas sometidas a unas condiciones de carga determinadas, es el desplazamiento relativo...
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