¿QUÉ SON LOS SOPORTES ANTIVIBRATORIOS?
Los soportes antivibratorios son elementos importantes para la reducción del ruido y las vibraciones en maquinaria y equipos industriales.
Aíslan las vibraciones y el ruido de la maquinaria a la vez que reducen el desgaste de sus componentes internos. Los soportes antivibratorios pueden proporcionar el costo más bajo por dB reducido. Son altamente efectivos y ampliamente utilizados en muchas aplicaciones.
Los soportes antivibratorios también se denominan soportes antivibratorios o soportes de vibración. Hay muchos materiales diferentes que se utilizan como elementos elásticos de los soportes antivibratorios según la aplicación y el rendimiento requerido. El material utilizado denota el tipo de soporte antivibratorio y cada material tiene sus ventajas particulares y también sus desventajas.
Los soportes antivibratorios de plástico tienen características de rendimiento como las del tipo de soporte antivibratorios de caucho metal y se utilizan en configuraciones equivalentes. Sus ventajas incluyen bajo costo y excelente uniformidad; sus desventajas incluyen una temperatura máxima de funcionamiento normalmente limitada a 80ºC (180ºF).
Los muelles metálicos se usan comúnmente cuando se requieren grandes deflexiones estáticas para generar bajas frecuencias naturales del sistema; también son beneficiosos cuando las altas temperaturas u otras condiciones ambientales hacen que los elastómeros no sean adecuados. Una desventaja de los resortes de acero es la falta de amortiguación. Se debe tener cuidado de controlar la estabilidad del sistema durante las condiciones de choque.
Los resortes neumáticos (de aire) brindan ventajas donde se requiere aislamiento de baja frecuencia; pueden usarse en muchas de las mismas aplicaciones que los resortes metálicos, pero sin ciertas desventajas de estos últimos. Este tipo de sistema generalmente se requiere para aplicaciones especiales que requieren un diseño único.
Las almohadillas flexibles (es decir, losas planas) se fabrican con muchos materiales, incluidos neopreno, fieltro, fibra de vidrio, corcho, caucho natural y otros materiales compuestos. Carecen de la adaptabilidad de las piezas elastoméricas, que se moldean para dar forma y se adhieren a insertos metálicos para una fácil aplicación.
SOPORTES ANTIVIBRATORIOS ELASTOMÉRICOS
El tipo de soporte más común es el fabricado con un material elastomérico, es decir, caucho natural o material sintético. Dichos soportes antivibratorios pueden soportar grandes deformaciones y luego volver a su estado original aproximado prácticamente sin sufrir daños. Los soportes antivibratorios elastoméricos pueden ser superiores a otros tipos de soportes antivibratorios en el sentido de que para una determinada cantidad de elasticidad, capacidad de deflexión, almacenamiento de energía y disipación, requieren menos espacio y menos peso. También se pueden moldear en muchas formas y tamaños diferentes para adaptarse al rendimiento requerido de cada aplicación, generalmente a un costo menor que otros tipos de soportes antivibratorios.
Los elastómeros tienen una capacidad de deformación excepcional. Se pueden utilizar para alargamientos de hasta alrededor del 300 por ciento, con alargamientos finales de algunos elastómeros de alrededor del 1000 por ciento. Pueden someterse a esfuerzos desde 1000 hasta 1500 psi (0,145 a 0,218 Pa) o más antes de alcanzar su límite elástico. Su gran capacidad para almacenar energía les permite tolerar altas tensiones. Al liberarse de las tensiones hay una recuperación virtualmente completa de la deformación.
La amortiguación inherente de los elastómeros suele ser útil para evitar amplitudes de vibración excesivas durante una condición resonante. La amplitud es mucho menor si lo comparamos con un resorte de metal. Los materiales elastoméricos también pueden proporcionar una excelente resistencia a la transmisión de ruido a través de las estructuras debido a su impedancia acústica específica relativamente baja.
De los diversos elastómeros, el caucho natural probablemente representa la combinación más favorable en cuanto a propiedades mecánicas se refiere, como deriva mínima, resistencia a la tracción máxima y elongación máxima en caso de rotura. Su utilidad está restringida por su limitada resistencia al deterioro bajo la influencia de hidrocarburos, ozono y altas temperaturas ambientales.
El neopreno y el butadieno (nitrilo) exhiben una resistencia superior a los hidrocarburos y al ozono. El butadieno es particularmente beneficioso para aplicaciones que involucran temperaturas ambientales relativamente altas.
La silicona es uno de los elastómeros más costosos. Sus propiedades son notablemente estables y proporciona un aislamiento efectivo en un rango de temperatura muy amplio: -54ºC a 177ºC (-65 a +350ºF). En comparación, el uso del neopreno está limitado a un rango de aproximadamente -20 ºC a 93 ºC (-4 ºF +200 ºF). El límite de temperatura superior depende de las propiedades del compuesto particular, como el grado de deterioro que se permite como resultado de la exposición continua a altas temperaturas y la duración de la exposición. Para la silicona, se permite una temperatura superior a 149 °C (300 °F) durante varias horas. La excelente capacidad de los elastómeros de silicona para soportar temperaturas extremas se ve contrarrestada en parte por su menor resistencia, resistencia al desgarro y resistencia a la abrasión.
Los soportes antivibratorios fabricados con elastómeros tienen un comportamiento complejo debido a su naturaleza viscoelástica inherente (entre la de un sólido y la de un líquido). Su desempeño puede ser complejo de determinar debido a su punto de rendimiento indefinido, ya que sus propiedades físicas varían con el tiempo, la temperatura y también con los impactos ambientales. Por ejemplo, el caucho es un material sustancialmente incompresible (tiene una relación de Poisson de aproximadamente 0,5).
Por lo tanto, la rigidez de un elemento de caucho cuando se deforma en compresión depende en gran medida del área de la superficie disponible para la expansión lateral. Por el contrario, la rigidez de un elemento de caucho en cizallamiento es sustancialmente independiente de la forma del elemento de caucho. Una regla general aproximada es que se puede suponer que la rigidez de compresión mínima probable de un resorte de caucho dado es cinco veces su rigidez de corte. La rigidez máxima a la compresión puede ser varias veces mayor que el valor mínimo si se restringe la expansión lateral del caucho.
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