Localice la perturbación desde su origen a través de la máquina antes de seleccionar un acoplamiento de almohadilla de montaje o un tope.

Una máquina de envasado empezó a emitir un zumbido agudo tras aumentar su frecuencia de ciclo. La primera propuesta fue instalar patas más blandas. Una medición reveló que la vibración predominante provenía de un cabezal alternativo, se transmitía a través del bastidor mediante un soporte y excitaba un panel de protección. Las patas más blandas habrían modificado el movimiento de la máquina sin afectar al panel ruidoso.

La reducción de ruido en la automatización funciona mejor cuando se conoce la trayectoria de la perturbación. El caucho puede aislar una fuente, disipar parte de la energía, interrumpir la transmisión del ruido a través de la estructura o amortiguar un impacto. Estas son funciones distintas y, a menudo, requieren geometrías diferentes.

Comience con la excitación

La aceleración del servomotor, el engranaje, la pulsación de la bomba, el desequilibrio, la conmutación de válvulas y el impacto del tope final generan diferentes frecuencias. Un soporte seleccionado únicamente en función de la masa de la máquina puede aislar una banda y amplificar otra cerca de la resonancia. Registre la velocidad de operación, los eventos transitorios y la dirección de las fuerzas.

La estructura de la máquina también influye en el resultado. Un panel flexible puede irradiar sonido incluso con un movimiento mínimo de la fuente. Una conexión rígida puede anular un aislador flexible. Las mangueras, las bandejas portacables, los anclajes y las protecciones de seguridad deben incluirse en el análisis del control de vibraciones de la máquina.

El aislamiento depende de la relación de frecuencias.

Los soportes antivibratorios de caucho se deforman bajo carga estática y generan una frecuencia natural controlada. El aislamiento efectivo generalmente comienza solo cuando la frecuencia de excitación supera considerablemente dicha frecuencia natural. Un soporte muy rígido puede transmitir vibraciones, mientras que uno excesivamente blando puede permitir movimientos o inestabilidad inaceptables.

Por lo tanto, el soporte requiere información sobre la carga por posición, el centro de gravedad, la frecuencia de perturbación, la deflexión disponible y los límites de movimiento. Las cargas desiguales pueden provocar que un soporte se comprima ligeramente y otro se sobrecargue. La dureza seleccionada es solo uno de los parámetros; el factor de forma y el área de carga también influyen en la rigidez.

La amortiguación controla el cruce.

Durante el arranque y la parada, una máquina puede experimentar resonancia. Los componentes de amortiguación de elastómero convierten parte de la energía de deformación cíclica en calor y pueden limitar el pico. Una mayor amortiguación no siempre equivale a un mayor aislamiento a velocidad normal, por lo que deben diferenciarse los requisitos transitorios y de estado estacionario.

La temperatura, la frecuencia, la amplitud de la deformación y la formulación del compuesto modifican la rigidez dinámica y la amortiguación. Los datos medidos en una pequeña muestra de laboratorio a una frecuencia determinada no pueden extrapolarse directamente a un soporte grande adherido que funcione cerca de un motor caliente.

Impacto requiere desplazamiento y rigidez progresiva

Un tope utilizado al final de la carrera de un cilindro debe absorber la energía dentro del recorrido disponible. Si toca fondo contra el metal, la fuerza máxima se recupera. Las formas cónicas, huecas o acanaladas pueden generar rigidez progresiva, pero los impactos repetidos de alta frecuencia también generan calor y fatiga en la base de la geometría.

El aislamiento de vibraciones industriales cerca de una parada debe evaluarse considerando la masa y velocidad reales del movimiento. La compresión estática por sí sola no muestra el rebote, la acumulación de calor ni el efecto de un impacto desalineado. Un tope fijo puede ser más seguro que una almohadilla suelta cuando los fragmentos podrían entrar en el equipo.

Un ejemplo real de turbina eólica

La documentación de Parker sobre energía eólica describe soportes con unión central que aíslan las vibraciones, controlan los impactos y minimizan el ruido estructural. También incluye una descripción de los acoplamientos elastoméricos del sistema de transmisión, utilizados para reducir la vibración torsional, compensar la desalineación y proteger los engranajes y cojinetes.

Esta publicación no incluye un espectro de vibración de una turbina eólica antes y después de la modificación; por lo tanto, solo muestra una aplicación ya establecida y no un cliente con resultados cuantificados. El consejo de diseño fundamental es que los soportes y acoplamientos se colocan de forma diferente a lo largo del recorrido.

La guía de ingeniería de Parker también destaca este punto. Define el aislamiento como la acción de proteger el equipo contra vibraciones o impactos. Describe que los soportes de caucho a metal se aplican en función de la carga, la frecuencia, la dirección de la carga y las condiciones ambientales.

Analice sus instrumentos: la fuente de vibración, la trayectoria intermedia y el sumidero de vibración.

Para empezar, coloque los sensores en todos los puntos de interés: el origen de la vibración, a través del acoplamiento y en la estructura objetivo. Registre la condición de funcionamiento y las revoluciones por minuto al graficar las curvas. Un único valor de nivel de vibración general puede ocultar un pico estrecho que genere ruido o un impacto breve que dañe el sensor.

La norma ISO 20816-1 describe, en términos generales, la medición y evaluación de vibraciones en máquinas completas. El documento ISO indica que la versión de 2016 está publicada y en revisión. No constituye un límite de aceptación general para todas las máquinas automáticas; el fabricante debe especificar los puntos relevantes, los estados de funcionamiento de la máquina y los límites de aceptación.

Prueba de calificación de componentes

Somete los soportes antivibratorios de caucho candidatos a ciclos de temperatura representativos o expóngalos a aceites, refrigerantes y compuestos de limpieza que pueden alterar su rigidez o adherencia. Pruebe el asentamiento estático, la transmisibilidad dependiente de la velocidad y el movimiento de parada de emergencia.

En las piezas de amortiguación de elastómero, se debe inspeccionar la acumulación de calor, las grietas, los bordes de unión y la deformación permanente después del número de ciclos requerido. Posteriormente, se debe realizar la misma prueba acústica o de vibración con un programa de trabajo idéntico al de la pieza de referencia. Una percepción subjetiva de menor ruido es útil, pero definitivamente no debe considerarse una alternativa a la evidencia medible.

Por ejemplo, podríamos combinar una fuente equilibrada, un panel más rígido, un soporte modificado y un elastómero ajustado para lograr el mejor control de vibraciones de la máquina. Sin embargo, el elemento de caucho debe atribuirse exclusivamente a la mejora observada en el experimento controlado.

El aislamiento de vibraciones a nivel industrial también requiere una revisión de puesta en marcha. Una manguera ajustada, una correa de conexión a tierra o un cable de seguridad pueden constituir una ruta paralela alternativa rígida alrededor del aislador de base. Examine la máquina final una vez anclada para comprobar que el bastidor del prototipo y las conexiones de servicios de producción transmiten fuerzas diferentes.

Debe volver a medir una vez que la máquina haya tenido un tiempo de rodaje razonable y haya alcanzado la temperatura adecuada. Al prepararse para operar, la rigidez del caucho varía con la temperatura de la máquina y los sujetadores pueden aflojarse. Los registros de una máquina calificada deben incluir la posición del sensor, el procedimiento de operación, la carga y el estado del piso para que el equipo de mantenimiento futuro pueda replicar la condición de referencia.

Para que Yida pueda ofrecerle una visión general sobre cómo reducir el ruido en la automatización, proporcione la siguiente información: peso de la máquina, coordenadas de montaje, dirección de la fuerza, intervalo de velocidad de funcionamiento, energía de impacto, temperatura, fluidos y, por supuesto, recorrido. Con estos datos, los diseñadores y fabricantes de compuestos de caucho podrán crear la geometría y el compuesto que se ajusten al patrón de perturbación medido, evitando así optar únicamente por el más blando.