ASPECTOS SOBRE LOS SOPORTES ANTIVIBRATORIOS DE CAUCHO Y METAL. ¿SABÍAS QUE...?

La función de un soporte antivibratorio es atenuar las vibraciones. El diseño del soporte antivibratorio es clave para lograr la rigidez y la capacidad de carga deseadas.

Este artículo tiene como objetivo responder algunas de las preguntas recurrentes sobre el diseño de estos soportes.

¿Cómo saber cuál es la tensión máxima de unión entre el caucho y el metal?

Se espera que un soporte antivibratorio dure muchos años, aunque las condiciones ambientales como la exposición a la luz solar directa, aceites u otros agentes de deterioro pueden hacer que la unión se debilite prematuramente. En ausencia de estos parámetros, se utilizan ciertas tensiones de unión máximas permitidas y no deben excederse.

Compresión 750 psi

Tensión 150 psi

Cizalla 150 psi

Un soporte antivibratorio no debe tener una región de alta tensión localizada, particularmente en las interfaces del metal y el caucho. Los cambios bruscos en el perfil pueden causar puntos de alta tensión; esto puede deberse a cabezas de pernos, orificios de pernos o hendiduras. A continuación se muestran algunos ejemplos:

Por razones obvias, AMC MECANOCAUCHO prefiere diseños de soportes antivibración que incorporan una superficie plana para la unión, ya que proporcionan menos regiones de alta tensión localizada.

¿Cómo afecta la temperatura al creeping del soporte antivibratorio?

A 60º C (140ºF) el creeping del caucho es de dos a nueve veces mayor que a 25ºC (80ºF) dependiendo del compuesto.

¿Cómo cambia la forma de la curva de rigidez según el tipo de carga sobre la goma?

Los soportes antivibratorios utilizan caucho adherido al metal para lograr una elasticidad. Sin embargo, dependiendo del tipo de carga que reciben los soportes, pueden presentar diferentes valores de rigidez.

Carga de compresión

La palabra compresión se usa para indicar una reducción en la dimensión (espesor) de un elemento elastomérico en la línea de la fuerza aplicada externamente. La característica de rigidez de los elastómeros estresados en compresión exhibe una no linealidad (endurecimiento) que se vuelve especialmente pronunciada para deformaciones superiores al 30 por ciento. La carga de compresión se emplea con frecuencia para proporcionar una rigidez inicial baja para el aislamiento de vibraciones y una rigidez final relativamente alta para limitar la deflexión dinámica bajo excitaciones de choque. Debido a las características de endurecimiento no lineal de la carga de compresión, es el tipo de carga menos eficaz para el almacenamiento de energía y, por lo tanto, no se recomienda cuando la atenuación de la fuerza o la transmisión de aceleración es la principal preocupación. (La energía almacenada por cualquier resorte es el área bajo la curva carga-deflexión).

Carga de cizallamiento

La carga de cizallamiento, ilustrada en la figura anterior, se refiere a la fuerza aplicada a un elemento elastomérico para deslizar partes adyacentes en direcciones opuestas. Una constante de resorte casi lineal de hasta aproximadamente el 200 por ciento de deformación por cizallamiento es característica del esfuerzo elastómero en cizallamiento. Debido a esta constante de resorte lineal, la carga a cizalla es el tipo preferido de carga para los soportes antivibratorios porque proporciona una respuesta de frecuencia constante para deformaciones de cizalla dinámicas pequeñas y grandes en un sistema simple de masa de resorte. La carga de cizalla también es útil para los aisladores de choque donde la fuerza de atenuación o la transmisión de aceleración es importante, debido a su capacidad de almacenamiento de energía más eficiente en comparación con la carga de compresión.

Carga de tracción

La carga de tracción se refiere a un aumento en la dimensión (espesor) de un elemento elastomérico en la línea de la fuerza aplicada externamente. Los elastómeros sometidos a tracción exhiben una constante de resorte no lineal (ablandamiento). Para una deflexión dada, la carga de tracción almacena energía de manera más eficiente que la carga de cizalla o compresión. Debido a esto, la carga de tracción se ha utilizado ocasionalmente para los sistemas de aislamiento de impactos. Sin embargo, en general, no se recomienda la carga de tracción debido a las cargas resultantes en la unión elastómero-metal, que pueden causar una grieta prematura del material.

Carga de pandeo

La carga de pandeo ocurre cuando la carga aplicada externamente hace que un elemento elastomérico se enrolle o se doble perpendicularmente a la carga aplicada. Las características de rigidez al pandeo se pueden utilizar para obtener los beneficios tanto de las características de rigidez por ablandamiento (para la parte inicial de la curva de carga-deflexión) como de las características de endurecimiento (para la parte posterior de la curva de carga-deflexión). El modo de pandeo, por lo tanto, proporciona una alta capacidad de almacenamiento de energía y es útil para aisladores de choque donde la transmisión de fuerza o aceleración es importante y donde se requiere amortiguación (es decir, limitación de movimiento) bajo cargas dinámicas transitorias excesivamente altas. Este tipo de característica de rigidez es exhibido por ciertos materiales de espuma acolchados elastoméricos y por aisladores elastoméricos especialmente diseñados. Sin embargo, es importante tener en cuenta que incluso los elementos de compresión simples se doblarán cuando la relación de esbeltez (la relación longitud / ancho sin carga) exceda el factor de 1,6.

Comúnmente se utilizan combinaciones de los tipos de carga descritos anteriormente, que dan como resultado características combinadas de carga y deflexión. Considerando, por ejemplo, un aislador de tipo compresión que se instala en ángulo en lugar de en la posición vertical habitual. En estas condiciones, actúa como un aislador de tipo compresión-cizallamiento cuando se carga en la dirección vertical hacia abajo. Cuando se carga en la dirección vertical hacia arriba, actúa como un tipo de aislador de combinación de cizalla y tracción.

¿Cómo afecta la forma del perfil de la goma a la rigidez del soporte antivibratorio?

La forma moldeada de la sección de goma del soporte antivibratorio tiene un gran impacto en la curva de deflexión de carga del soporte. A continuación se muestran algunos ejemplos de cómo la forma y el diseño del soporte afectan la rigidez del soporte antivibración.

Si está interesado en este tema, no dude en ponerse en contacto con nuestros ingenieros de aplicaciones. Podrán ayudar y dar su opinión. Contacta con los ingenieros de aplicaciones de AMC-MECANOCAUCHO®.