VOLANTES DE INERCIA

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Volantes de Inercia

INDICE

7.

VOLANTES DE INERCIA .................................................................................................... 113 7.1 7.2 7.3 INTRODUCCIN. ................................................................................................................. 113 ECUACIN DEL MOVIMIENTO. ............................................................................................ 113 CLCULO DE UN VOLANTE DE INERCIA. ............................................................................. 116

Elementos de Mquinas

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Volantes de Inercia

7. VOLANTES DE INERCIA7.1 Introduccin. Un volante de inercia es un elemento totalmente pasivo, nicamente aporta al sistema una inercia adicional. Al incrementarse la inercia del sistema, en igualdad de condiciones, se reducen las fluctuaciones de velocidad. Suelen emplearse volantes de inercia en mquinas cclicas para reducir las variaciones de la velocidad cuando hay cambios en el par motor o en el par solicitado al motor (par de la carga), dentro del ciclo. Si el par de la carga y el par del elemento motor de una mquina son constantes no se precisan volantes. Se emplean volantes cuando se quiere conseguir una velocidad de rgimen constante (o con las menores fluctuaciones posibles) y: 1) el par de la carga es constante pero el par motor es variable con el tiempo (p.ej. motores de combustin) 2) viceversa (p.ej. punzonadoras, bombas alternativas, etc.). Para el clculo de los volantes de inercia se suelen utilizar dos parmetros auxiliares, la velocidad angular media, m, y el coeficiente de fluctuacin, Cf, que se definen:

m =Cf =

max + min2

max min m

En la Tabla 7.1 se recogen unos valores tpicos de coeficientes de fluctuacin para diferentes tipos de mquinas.

7.2

Tabla 7.1 Coeficientes de fluctuacin tpicos de diferentes mquinas. Ecuacin del movimiento.

Elementos de Mquinas

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Volantes de Inercia

Basndonos en la figura 7.1 se deducirn las ecuaciones del movimiento de la masa cuyo momento de inercia respecto al eje de rotacin es I:

Fig.7.1 Esquema de un volante de inercia. Ti es el par motor. T0 es la carga. Tanto el par motor, Ti, como la carga, T0, pueden ser dependientes del ngulo que define la posicin y de la velocidad angular.

& & && M = 0 = Ti ( i , i ) To ( o , o ) I .Si se supone que el eje es rgido ( i = o = ) la ecuacin anterior se convierte en.

&& & & I . = Ti ( i , i ) To ( o , o )y conocidos Ti y T0 se puede determinar . Se resuelve a continuacin un caso sencillo que ilustra el funcionamiento del volante de inercia. En la figura 7.2 se recoge el perfil de Ti, T0, en funcin de . Este caso se puede estudiar a tramos: 0