Diseño de vibradores

Una propuesta de cambio de los reductores en carreteras de M´xico e para disminuci´n de velocidad en zonas de riesgo. o
A. Osorio Academia de Ingenier´ Mec´nica, Universidad Ju´rez Aut´noma de Tabasco. ıa a a o arturo.osorio@daia.ujat.mx.
Recibido: 07 de abril de 2008 Aceptado: 08 de mayo de 2008 Resumen En este trabajo se hace un an´lisis de los actuales a reductores de velocidad en lascarreteras de M´xie co considerando el concepto de vibraci´n inducida y o se propone un nuevo tipo de vibrador que no da˜a a n los veh´ ıculos que viajan a baja velocidad y s´ produı ce intensas vibraciones a altas velocidades, se rompe con el paradigma de los vibradores nacionales e incluso con los internacionales, pues no se tiene registro de propuestas similares en ninguna parte del mundo.Introducci´n o Con el fin de minimizar el da˜o que se produce en los n autom´viles y tractocamiones que circulan por nueso tras carreteras, que s´ respetan los se˜alamientos y ı n las reducciones de velocidad en las zonas de riesgo, se hace esta propuesta, que es detallada de la siguiente forma. En la secci´n 1 se hace un breve estudio de la vialio dad y tr´nsito en las zonas de reducci´n de velocidad a o delas carreteras de M´xico; seguidamente, en la sece ci´n 2, se presenta un an´lisis din´mico de la vibrao a a ci´n inducida por caminos de perfil ondulado; en la o secci´n 3, se hace una disertaci´n sobre las frecueno o cias naturales m´s comunes en los autotransportes, y a finalmente, en la secci´n 4 se propone un nuevo moo delo de vibrador que atendiendo a los requerimientos de vialidad resulta m´seficiente y de m´s baa a jo costo que los vibradores en uso. Reducci´n de velocidad por topes y vibradoo res en carreteras Todos los usuarios que circulamos por las carreteras, seguidamente nos encontramos con topes y vibradores, que si bien se han hecho necesarios, son sumamente molestos y da˜inos para la suspensi´n de n o 65 nuestros veh´ ıculos; ´stos sirven para obligar a aquee llos pilotosque hacen caso omiso del se˜alamiento n de reducci´n de velocidad. Sin embargo actualmeno te se est´ dando una err´nea implementaci´n de esa o o tos vibradores-reductores. Por lo general los vibradores son de dos tipos; los de superficie ondulada que generalmente son de concreto y los de balizas, los primeros logran la disminuci´n o de la velocidad por la peque˜a muralla que se forn ma al dar inicioel vibrador (Figura 1), que es de aproximadamente 10 cm.

Figura 1. Esquema de un vibrador com´n con joroba u pronunciada.

pero una vez arriba del vibrador, se entra en resonancia y la vibraci´n se deja sentir, esto es, si el o veh´ ıculo sigue despacio, a lo que est´ obligado pues a la llanta trasera tendr´ que subir tambi´n. Este tia e po de topes-vibradores son sumamente da˜inos pan ra lassuspensiones de los veh´ ıculos. Por otra parte existen vibradores en los que la joroba de inicio es poco pronunciada (Figura 2). Los cuales son m´s benignos. a Cualquier camionero sabe, que estos vibradores entre m´s r´pido se pasen, menor es el efecto de la via a braci´n pues, como se ver´ en la secci´n siguiente, o a o la frecuencia natural del veh´ ıculo entra en resonancia s´lo a velocidadesbajas, por lo que estos reduco tores se convierten realmente en aceleradores.

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ContactoS 69, 65–68 (2008)

derando la frecuencia de la superficie sinusoidal como w0 est´ dada por [1] a

m¨ + kx = ky0 sen(w0 t) x
2 2 x + wn x = wn y0 sen(w0 t) ¨

(1)

Figura 2. Esquema de vibrador sin joroba de inicio.

Los vibradores de balizas pasan por lo general de ser reductores a seraceleradores pues al no contar con una joroba pronunciada terminan por inducir a los choferes a aumentar y no a disminuir la velocidad como deber´ ser, ya que se presenta el misıa mo fen´meno en el que la frecuencia de resonano cia se da a bajas velocidades y no a altas velocidades que es lo adecuado (Figura 3).

que representa un sistema masa resorte con excitaci´n forzada donde y0 es la amplitud...