Amortiguadores de choqueAmortiguadores de choqueAmortiguadores de choque

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Información General

En principio, todos los procesos de fabricación implican movimientos de algún tipo. En la pro-

ducción con máquinas, ello puede significar transferencias lineales, movimientos de giro, ali-

mentaciones rápidas, etc.

En algún momento, estos movimientos cambiarán de dirección o se detendrán.

Todo objeto en movimiento contiene energía cinética y si este objeto cambia de dirección o si es

detenido bruscamente, la disipación de dicha energía puede resultar en fuerzas de choque des-

tructivas en las partes estructurales u operativas de la máquina.

La energía cinética aumenta en forma exponencial como función de la velocidad. Cuánto más pe-

sado sea el objeto o cuánto más rápido se traslade, más energía tendrá. Un aumento de los índi-

ces de producción solamente será posible disipando la energía cinética suavemente y en conse-

cuencia eliminando las fuerzas destructivas de la desaceleración.

Otros métodos de absorción de la energía como topes de goma, muelles, amortiguadores hidráuli-

cos, etc. no tienen la suavidad requerida para reducir la fuerza de desaceleración. No son

lineales, produciendo altos picos de fuerza en algunos puntos durante la carrera.

La solución óptima se logra con los amortiguadores de choque

Máquinas cada vez mas automatizadas, con tiempos de ciclo cada vez más cortos, requieren sis-

temas de deceleración muy técnicos.

Una energía no controlada puede producir roturas en la máquina y paradas de producción costo-

sas. Los mejores resultados se obtienen cuando la energía disminuye lineal y progresivamente

en una distancia dada.

Esto significa un tiempo de deceleración muy corto, con una fuerza de contra-reacción lo mas ba-

ja posible.

Los amortiguadores de choque cumplen estas condiciones :

- Mejora del rendimiento (aumento de la velocidad de producción)

- Construcción simplificada

- Mejora de la calidad de producción

- Mayor duración de las máquinas

En resumen con la instalación de los amortiguadores en las máquinas:

- Aumenta: *producción y *vida útil de las máquinas

- Reduce: *costos de construcción de la máquina, *costo de mantenimiento, y *ruidos

Principio de funcionamiento

Los amortiguadores son sistemas cerrados que funcionan según el principio de transferencia de

aceite.

Cuando el vástago se enclava, el pistón hace retroceder el aceite a través de los orificios de estran-

gulamiento que se cierran los unos detrás de los otros.

Como consecuencia, la velocidad de entrada del vástago disminuye.

El volumen del vástago del pistón que penetra en el amortiguador es compensado por una espuma

absorbente denominada espuma de compensación o acumulador.

Comparación de sistemas de amortiguación

1. Amortiguador hidráulico (alta fuerza de parada al comienzo de la carrera)

Con sólo un orificio regulador, la carga en movimiento es ralentizada abruptamente al comienzo

de la carrera. La fuerza de freno aumenta hasta un pico muy alto al comienzo de la carrera

(produciendo altas cargas de choque).

2. Muelles y topes de caucho (altas fuerzas de parada al final de la carrera)

A total compresión. Es decir que acumulan energía en lugar de disiparla, por lo que la carga re-

trocede.

3. Amortiguadores neumáticos, amortiguadores cilíndricos neumáticos (alta fuer-

za de parada al final de la carrera)

Debido a la compresión del aire, se acumula una fuerza brusca hacia el final de la carrera. La

mayoría de la energía es absorbida hacia el final de la carrera.

4. Amortiguadores industriales (detienen las fuerzas a lo largo de toda la carrera)

La carga en movimiento es detenida suavemente por una fuerza de resistencia constante en to-

da la carrera del amortiguador. La carga es ralentizada con la menor fuerza posible en el menor

tiempo posible, eliminando las exigentes fuerzas pico y los daños producidos por los golpes en

máquinas y equipos.

Selección de amortiguadores Para seleccionar el mejor amortiguador para su aplicación, proceda como se indica a continuación:

1-Determinar la aplicación: use los ejemplos.

2-Use la fórmula o elija ejemplos para calcular:

energía total por ciclo: W3, energía total por hora: W4, peso efectivo: me

Estos valores le ayudarán a seleccionar el amortiguador que mejor se adapte a su aplicación.

3- Seleccione en la tabla (parte superior) la capacidad de los amortiguadores con valores superiores

a W3, W4 y me.

Para lograr el mejor resultado, seleccione amortiguadores que trabajen entre 50 y 80% de la ener-

gía máxima (W3).

Verifique que el peso efectivo me esté entre los valores del amortiguador elegido.

4- Controle la carrera del amortiguador: si coincide con la carrera de su aplicación, el amortiguador

seleccionado le brindará buenos resultados.

Nota: Si utiliza más de un amortiguador en la aplicación, divida me, W3 y W4 por la cantidad de

amortiguadores.

Fórmulas y ejemplos de cálculo Aproximadamente el 90% de las aplicaciones son fáciles de calcular conociendo solamente los 4 pa-

rámetros opuestos:

1. Masa a ralentizar m (kg)

2. Velocidad de impacto en el amortiguador VD (m/s)

3. Fuerza de impulso F (N)

Símbolos utilizados para los cálculos Símbolo Descripción Unidad Símbolo Descripción Unidad

W1 Energía cinética por ciclo Nm HM Factor de parada (normal 2,5) 1 a 3

W2 Energía de la fuerza impulsora x ciclo Nm M Par de impulso Nm

W3 Energía total por ciclo (W1 + W2) Nm J Momento de inercia kgm2

W4 Energía total por hora (W3 . x) Nm/h

g

Aceleración debida a la fuerza de gravedad = 9,81

m/s2

me Peso efectivo

kg

h Pérdida de altura (sin la carrera del amorti-guador)

m

m Masa a ralentizar kg s Carrera del amortiguador m

n Cantidad de amortiguadores L/R/r Radio m

*V Velocidad de las masas movidas m/s Q Fuerza reactiva N

*VD Velocidad de impacto en el amortiguador m/s μ Coeficiente de fricción

Velocidad angular 1/s t Tiempo de desaceleración s

F Fuerza de impulso N a Desaceleración m/s²

x Ciclos por hora /hr Ángulo de la carga lateral °

P Potencia del motor kW ß Ángulo de inclinación °

*V y *VD es la velocidad final de impacto de la masa. Con movimiento de aceleración la velocidad final puede llegar a ser

1,5 a 2 veces superior a la media.

Aplicación Formula Ejemplo Calculo y Selección

W1 = m . v 2 . 0,5

W2 = 0

W3 = W1 + W2

W4 = W3 . x

VD = v

me= m

m = 10 kg

v = 1,5 m/s

x = 500 /hr

s = 0,012 m

(elegido)

W1 = 10 . 1,52 . 0,5 = 11,25 Nm

W2 = 0

W3 = 11,25 + 0 = 11.25 Nm

W4 = 11,25 . 500 = 5 625 Nm/h

me = m = 100 kg

Elegido según el diagrama de capacidad: Modelo 87490

W1 = m . v2 . 0,5

W2 = F . s

W3 = W1 + W2

W4 = W3 . x

VD = v

me= 2 . W3/ VD2

m = 36 kg

*v = 1,5 m/s

F = 200 N

x = 1000 /hr

s = 0,025 m

(elegido)

W1 = 36 . 1,52 . 0,5 = 41 Nm

W2 = 200 . 0,025 = 5 Nm

W3 = 41 + 5 = 46 Nm

W4 = 46 . 1000 = 46 000 Nm/h

me = 2 . 51 / 1,52 = 45 kg

Elegido según el diagrama de capacidad: Modelo 87492

*v es la velocidad de impacto final de la masa. En sistemas

con impulsión neumática, puede llegar a ser 1,5 a 2 veces

más alta que la velocidad promedio. Al calcular la energía,

téngalo en cuenta.

W1 = m . v2 . 0,5

W2 = 1000 . P . HM . s/v

W3 = W1 + W2

W4 = W3 . x

VD = v

me= 2 . W3/ VD2

m = 100 kg

v = 1,2 m/s

HM= 2,5

P = 2 kW

x = 100 /hr

s = 0,05 m

(elegido)

W1 = 100 . 1,22 . 0,5 = 72 Nm

W2 = 1000 . 2 . 2,5 . 0,05 / 1,2 = 209 Nm

W3 = 72 + 209 = 281 Nm

W4 = 281 . 100 = 28 100 Nm/h

me = 2 . 281 / 1,22 = 390 kg

Seleccionado según el diagrama de capacidad:

2 unidades del modelo 87493

No olvidar incluir en el cálculo la energía de rotación del mo-

tor, acople o caja de engranajes W1.

W1 = m . v2 . 0,5

W2 = m . μ . g . s

W3 = W1 + W2

W4 = W3 . x

VD = v

me= 2 . W3/ VD2

m = 250 kg

v = 1,5 m/s

x = 180 /hr

μ = 0,2 (acero/

acero)

s = 0,05 m

(elegido)

W1 = 250 . 1,52 . 0,5 = 281 Nm

W2 = 250 . 0,2 . 9,81 . 0,05 = 25 Nm

W3 = 281 + 25 = 306 Nm

W4 = 306 . 180 = 55 080 Nm/h

me = 2 . 306 / 1,52 = 272 kg

Seleccionado según el diagrama de capacidad:

2 unidades del modelo 87494

W1 = m . g . h

W2 = m . g . s

W3 = W1 + W2

W4 = W3 . x

VD = (2 . g . h)

me= 2 . W3/ VD2

m = 30 kg

h = 0,5 m

x = 400 /hr

s = 0,05 m

(elegido)

W1 = 30 . 0,5 . 9,81 = 147 Nm

W2 = 30 . 9,81 . 0,05 = 15 Nm

W3 = 147 + 15 = 162 Nm

W4 = 162 . 400 = 64 800 Nm/h

VD = (2 . 9,81 . 0,5) = 3,13 m/s

me= 2 . 162 / 3,132 = 33 kg

Seleccionado según el diagrama de capacidad: Modelo 87494

W1 = m . v2 . 0,5

W2 = (m . g +F). s

W3 = W1 + W2

W4 = W3 . x

VD = 2 . g . h)

me= 2 . W3/ VD2

m = 30 kg

h = 0,5 m

v = 1,0 m/s

F = 200 N

x = 400 /hr

s = 0,05 m

(elegido)

W1 = 30 . 1,02 . 9,81 = 294 Nm

W2 = (30 . 9,81 + 200) . 0,05 = 25 Nm

W3 = 294 + 15 = 309 Nm

W4 = 309 . 400 = 123 600 Nm/h

VD = (2 . 9,81 . 0,5) = 3.13 m/s

me= 2 . 309 / 3,132 = 64 kg

Seleccionado según el diagrama de capacidad:

2 unidades del modelo 87494

W1 = m . v2 . 0,5

W2 = (m . g -F). s

W3 = W1 + W2

W4 = W3 . x

VD = 2 . g . h)

me= 2 . W3/ VD2

m = 30 kg

h = 0,5 m

v = 1,0 m/s

F = 200 N

x = 400 /hr

s = 0,05 m

(elegido)

W1 = 30 . 1,02 . 9,81 = 294 Nm

W2 = (30 . 9,81 - 200) . 0,05 = 5 Nm

W3 = 294 + 5 = 299 Nm

W4 = 299 . 400 = 119 600 Nm/h

VD = (2 . 9,81 . 0,05) = 3,13 m/s

me= 2 . 299 / 3,132 = 61 kg

Seleccionado según el diagrama de capacidad:

2 unidades del modelo 87494

W1 = m . g . h =

m . VD2 . 0,5

W2 = m . g . sinß . s

W3 = W1 + W2

W4 = W3 . x

VD = (2 . g . h)

me= 2 . W3/ VD2

8.1 fuerza de impulso inclinada hacia arriba

W2 = (F – m . g . sinß) . s

8.2 fuerza de impulso inclinada hacia abajo

W2 = (F + m . g . sinß) . s

3 - Masa con propulsión

1- Masa sin fuerza de impulso

2 - Masa con fuerza de impulso

4 - Masa en los rodillos propulsores

5 - Masa en caída libre

6 - Limitador inferior de Cilindro

7- Limitador superior de Cilindro

8—Caída libre en plano inclinado

AMORTIGUADORES DE CHOQUE AJUSTABLES

Ref. Modelo Exterior Carrera

(mm)

Max. Energía de

Absorción me

Max. Masa efectiva (kg)

Velocidad

de Impacto W3

(N.m)

W4

N(.m/ hora)

87490 AD-1412-1 M14x1.5 12 20 25.000 100 3 m/s

(max.)

87491 AD-2020-1 M20x1.5 20 60 40.000 250

3.5 m/s

(max.) 87492 AD-2525-1

M25x1.5 25 85 70.000 400

87493 AD-2550-1

50

150 80.000 800

87494 AD-3650-1 M36x1.5 300 100.000 1400 3 m/s

Operación: 14 psi a 130 psi, Cuerpo en ALEACION DE ALUMINIO, sellos en NBR

- Pieza estándar con tuerca de seguridad y anillo de ajuste

- Materiales:

Cuerpo: acero ennegrecido

Vástago: Acero inoxidable

- Ajuste.

El anillo de ajuste se calibra desde 0 a 9.

La perilla de ajuste está garantizada por un conjunto

tornillo que debe ser aflojado con un Allen (suministrada)

de 1,5 mm, clave antes de realizar el ajuste (no retire com-

pletamente).

Después de instalar el amortiguador, realice el ciclo de la

máquina un par de veces y varié el ajuste de manera que

se consiga la desaceleración óptima.

Para un fuerte impacto en el inicio de la carrera del amor-

tiguador, gire el anillo completamente hacia la 9, para un

impacto mucho más fuerte al final de la carrera del amorti-

guador, girar hacia 0.

Una vez encuentre el punto optimo del ajuste vuelva a

apretar el tornillo de fijación con la llave Allen.

- Max. velocidad de impacto de 3,6 m / s

- Temperatura de trabajo -12 ° a +90 ° C

- Tope final de carrera y anti-ruido

- Amortiguar totalmente integrado

- Max. ángulo de incidencia: 2 °

APLICACIONES DE AMORTIGUADORES DE CHOQUE