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DEPARTAMENTO DE
INGENIERÍA MECÁNICA,
ENERGÉTICA
Y DE MATERIALES

TEMA 6 – CONTROL DE VIBRACIONES

Control de
Vibraciones
3º DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
ELEMENTOS DE MÁQUINAS Y VIBRACIONES

- 6.1 -

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ENERGÉTICA
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TEMA 6 – CONTROL DE VIBRACIONES

- 6.2 -DEPARTAMENTO DE
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6.1

TEMA 6 – CONTROL DE VIBRACIONES

Introducción y
metodologías

En la práctica, existen un gran número de situaciones en las que es posible reducir, pero
no eliminar las fuerzas de carácter dinámico (variables en el tiempo) que excitan nuestro
sistema mecánico (Fig. 28) dando lugar a la aparición de un problema devibraciones. En
este sentido, existen diferentes métodos o formas de plantear el control de las
vibraciones; entre todos ellos cabe destacar:
El conocimiento y control de las frecuencias naturales del sistema de cara a
evitar la presencia de resonancias bajo la acción de excitaciones externas.
La introducción de amortiguamiento
o de cualquier tipo de mecanismo
disipador de energía de cara aprevenir
una respuesta del sistema excesiva
(vibraciones de gran amplitud), incluso
en el caso de que se produzca una
resonancia.
El uso de elementos aislantes de
vibraciones
que
reduzcan
la
transmisión de las fuerzas de
excitación o de las propias vibraciones
entre las diferentes partes que
constituyen nuestro sistema.

Figura 28 – Esquema de un motor de
cuatro cilindros

Laincorporación de absorbedores dinámicos de vibraciones o masas auxiliares
neutralizadoras de vibraciones, llamados también amortiguadores dinámicos, con
el objetivo de reducir la respuesta del sistema.

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6.2

TEMA 6 – CONTROL DE VIBRACIONES

Controlde las
frecuencias naturales

Sabemos que cuando la frecuencia de excitación coincide con una de las frecuencias
naturales del sistema, tiene lugar un fenómeno de resonancia. La característica más
importante de la resonancia es que da lugar a grandes desplazamientos, al amplificar de
manera importante las vibraciones del sistema. En la mayor parte de los sistemas
mecánicos, la presencia degrandes desplazamientos es un fenómeno indeseable ya que
provoca la aparición de tensiones y deformaciones igualmente grandes que pueden
ocasionar el fallo del sistema.
En consecuencia, las condiciones de resonancia deben de tratar de ser evitadas en el
diseño y construcción de cualquier sistema mecánico. No obstante, en la mayor parte de
los casos, las frecuencias de excitación no puedencontrolarse al venir impuestas por los
requerimientos de carácter funcional del sistema (por ejemplo, velocidades de giro). En tal
caso, el objetivo será el control de las frecuencias naturales del sistema para evitar la
presencia de resonancias.
Tal y como se deduce de la definición vista para un sistema de un grado de libertad (1 gdl),
la frecuencia natural de un sistema ω = k m puede cambiarsevariando tanto la
masa (m) como la rigidez (k) del mismo. Aunque la definición se haya establecido para
un sistema de 1 gdl, la conclusión obtenida es, en general, igualmente aplicable a sistemas
de N grados de libertad. En muchas situaciones en la práctica, sin embargo, la masa no
resulta fácil de cambiar, ya que su valor suele venir determinado por los requerimientos
funcionales delsistema (por ejemplo, la masa del volante de inercia de un eje viene
determinada por el valor de la energía que se quiere almacenar en un ciclo). Por ello, la
rigidez del sistema es el parámetro que se modifica de forma más habitual a la hora de
alterar las frecuencias naturales de un sistema mecánico. Así, por ejemplo, la rigidez de un
rotor puede modificarse cambiando el número y colocación de...