Vibraciones mecanicas

VIBRACIONES MECANICA

Introducción El aumento permanente de las potencias en máquinas, junto con una disminución simultánea de gasto de materiales, y la alta exigencia de calidad y productividad industrial, hacen que el análisis dinámico de las vibraciones mecánicas en máquinas e instalaciones industriales sea cada vez más exacto. El Ingeniero debe ser capaz de trabajar sobre vibraciones,calcularlas, medirlas, analizar el origen de ellas y aplicar correctivos. Hace más o menos 40 años, la temática de vibraciones mecánicas se constituyó en parte integral de la formación de ingenieros mecánicos en los países industrializados. El fenómeno de las vibraciones mecánicas debe ser tenido en cuenta para el diseño, la producción y el empleo de maquinaria y equipos de automatización. Así lo exigeun rápido desarrollo tecnológico del país. Aunque este artículo se enfoca hacia las vibraciones en sistemas mecánicos, el texto y los métodos analíticos empleados son compatibles con el estudio de vibraciones en sistemas no mecánicos. Definición de vibración mecánica Una vibración mecánica es el movimiento de una partícula o cuerpo que oscila alrededor de una posición de equilibrio. La mayoría delas vibraciones en maquinas y estructuras son indeseables debido al aumento de los esfuerzos y a las perdidas de energía que las acompañan. Por lo tanto, es necesario eliminarlas o reducirlas en el mayor grado posible mediante un diseño apropiado CAUSAS DE LAS VIBRACIONES MECANICAS. Son muchas, pero básicamente las vibraciones se encuentran estrechamente relacionadas con tolerancias demecanización, desajustes, movimientos relativos entre superficies en contacto, desbalances de piezas en rotación u oscilación, etc.; es decir, todo el campo de la técnica. Los fenómenos anteriormente mencionados producen casi siempre un desplazamiento del sistema desde su posición de equilibrio estable originando una vibración mecánica. CONSECUENCIAS DE LAS VIBRACIONES La mayor parte de vibraciones enmáquinas y estructuras son indeseables porque aumentan los esfuerzos y las tensiones y por las pérdidas de energía que las acompañan. Además, son fuente de desgaste de materiales, de daños por fatiga y de movimientos y ruidos molestos. “Todo sistema mecánico tiene características elásticas, de amortiguamiento y de oposición al movimiento; unas de mayor o menor grado a otras; pero es debido a que lossistemas tienen esas características lo que hace que el sistema vibre cuando es sometido a una perturbación ". “Toda perturbación se puede controlar, siempre y cuando anexemos bloques de control cuya función de transferencia sea igual o invertida a la función de transferencia del sistema ". “Si la perturbación tiene una frecuencia igual a la frecuencia natural del sistema, la amplitud de la respuestapuede exceder la capacidad física del mismo, ocasionando su destrucción ". VIBRACIÓN LIBRE

Aunque los sistemas vibratorios generalmente trabajan como sistemas forzados el análisis de sistema libres adquiere importancia debido a que uno de los problemas a los que "las maquinas temen" es la resonancia. Según su concepto la resonancia se presenta cuando la frecuencia de excitación es igual a lafrecuencia de resonancia. La frecuencia natural es la frecuencia de los sistemas vibratorios en la vibración libre, de aquí que el cálculo de frecuencias naturales es importante. Movimiento armónico El movimiento armónico es importante de estudiar ya que tiene similitud con muchos movimientos de sistemas vibratorios, todo movimiento periódico debe satisfacer: X (t) = X (t + ζ) EC 3.1 Vamos a verque significa esto. Un movimiento periódico es un movimiento que se repite a intervalos de tiempo llamados periodos ‘ζ ’. La frecuencia se define como el número de ciclos por unidad de tiempo, de tal forma que se relaciona con el periodo de la forma F = 1/ζ (EC. 3.2) Las unidades de la ecuación 3.2 son ciclos/seg. Vibración libre no amortiguada. En este apartado se estudiara el modelo más simple...