Vibraciones En Mci



VIBRACIONES MECÁNICAS EN MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA


Autor: Ing. Raúl Isaías Maderna

Trabajo final del Curso de Postgrado de Metodología de la Investigación Científica.

ABSTRACTO

Conocer el porque de la existencia de vibraciones en los motores de combustión, es el primer paso para lograr su compensación o la eliminación de los efectos que las produ- cen. Por ello el trabajo consistió enhacer un estudio de las masas en movimiento, des- cribiendo su desplazamiento instantáneo y analizando las variaciones de velocidades y aceleraciones que sufren durante su funcionamiento. Determinando las fuerzas y los momentos de inercia, como también los efectos de la combustión de la mezcla sobre la máquina en estudio. Conociendo de esta manera como reaccionarán los materiales que componen losdistintos elementos del motor y el efecto de las vibraciones torsionales que afectan al cigüeñal.

Palabras Claves: Vibraciones, fuerzas, momentos de inercia, torsionales

INTRODUCCIÓN

Fue a través de la experiencia propia lograda a lo largo de tantos años en mi actividad profesional; especialmente en lo que hace a montaje de ascensores a tracción e hidráuli- cos y su mantenimiento posterior,como también por la observación directa de los efec- tos producidos por las vibraciones en los diferentes componentes mecánicos de las má- quinas, lo que hizo que me incentivara la necesidad de investigar sobre este fenómeno que aparecía en toda pieza diseñada por la ingeniería.

La aparición del fenómeno de vibración en máquinas es un problema que muchas veces resulta de difícil solución para elingeniero y/o diseñador.

Estos problemas suceden tanto en la fase de proyecto como en la fase de uso normal.

En la fase de proyecto, el diseñador y/o ingeniero debe tener en cuenta de cómo se po- drá reducir ó eliminar este fenómeno.

En cambio en la fase de uso normal de una máquina, el problema de las vibraciones podrá aparecer por muchos motivos.

Para ello se puede dar los siguientes ejemplosde acuerdo a la intensidad de las vibra- ciones y cual puede ser el resultado final sobre el sistema sobre el cual se produce:

a.- Por daño total en un motor eléctrico, producido en su bobinado por desgaste de los bujes soportes del rotor y los extremos del eje del mismo.

En este caso, al no haber contado con un correcto mantenimiento preventivo, y al haber- se producido un notable desgaste, elrotor del motor comienza a vibrar produciendo ro- zamientos contra el bobinado del estator. Dicho rozamiento fue generando un aumento

de temperatura del bobinado, hasta valores que superaba las posibilidades de evacuación del calor calculadas para dicha máquina.

Como dato final, el bobinado se terminó quemando, con la consiguiente detención del motor.

b.- En otro caso y debido a la calibraciónno adecuada de las zapatas de freno del grupo motor, se generaban vibraciones que eran transmitidas a la cabina, las que eran percibi- das por los usuarios del ascensor.

En este caso no se llegó a la falla por rotura de la máquina, pero producía molestias a los pasajeros durante el viaje.

Todo esto se completó con la lectura de muchos casos reales investigados por otros pro- fesionales, lo quedespertó mi interés en conocer más del tema.

Al principio, la idea de hacer investigación en esta área fue desechada por mi ya que no tenía claro cual era la especialidad que yo quería emprender en ingeniería mecánica.

Luego de analizar diferentes sistemas mecánicos simples y complejos, tomé la decisión de abocarme al ámbito que más conozco: el de los motores de combustión interna.

Por que losmotores de combustión interna?

Por que considero que la investigación a desarrollar puede ser un aporte a la enseñanza y didáctica de la ingeniería, tan imprescindible en los estudiantes de mecánica.

Para dar inicio a este trabajo, considero de relevancia plantear el problema y la metodo- logía que se utilizará para abordarlo.

El problema planteado es estudiar los efectos producidos por las...