Cuando las empresas luchan por aumentar la productividad manejando la maquinaria a velocidades más altas, a menudo los resultados son mayor ruido, daños en la maquinaria o los productos y vibración excesiva. Al mismo tiempo, se reduce la seguridad y la fiabilidad de la máquina. Normalmente se utilizan diversos productos para solucionar estos problemas. Sin embargo, su efectividad y funcionamiento varía enormemente. Los productos típicos utilizados incluyen amortiguadores de goma, resortes, cilindros amortiguadores y amortiguadores industriales. En el siguiente vídeo se compara cómo funcionan los productos más habituales y por qué los amortiguadores de ITT Enidine son la opción más inteligente para sus necesidades de absorción de energía:
Teoría de la absorción de energía
Todos los objetos móviles poseen energía cinética. La cantidad de energía depende del peso y la velocidad. Debe usarse un dispositivo mecánico que genere fuerzas diametralmente opuestas a la dirección del movimiento para poner un objeto móvil en reposo.
Amortiguadores de goma y resortes:
aunque son muy baratos, tienen un efecto de retroceso indeseado.
De hecho, la mayor parte de la energía absorbida por ellos se almacena.
Esta energía almacenada se devuelve a la carga, produciendo un rebote y
posibles daños en la carga o la maquinaria. Inicialmente,
los amortiguadores y resortes proporcionan una baja fuerza de resistencia que
aumenta con la carrera.
Los cilindros amortiguadores -
tienen un rango de funcionamiento limitado. En la mayoría de los casos no son capaces de absorber la energía generada por el sistema. Por diseño, los cilindros amortiguadores tienen una carrera relativamente corta y funcionan a presiones bajas, lo que da como resultado una absorción de energía baja. La energía restante se transfiere al sistema, generando cargas de choque y vibraciones.
Amortiguadores industriales:
proporcionan una desaceleración controlada y predecible. Estos productos funcionan convirtiendo la energía cinética en energía térmica. Más específicamente, el movimiento aplicado al pistón de un amortiguador hidráulico presuriza el fluido y fuerza que fluya a través de orificios de restricción, por lo que el fluido se calienta rápidamente. A continuación, la energía térmica se transfiere al cuerpo del cilindro y se disipa de forma inofensiva a la atmósfera.
Entre las ventajas de usar los amortiguadores se incluyen:
1. Mayor duración de la máquina – el uso de amortiguadores industriales reduce de forma significativa los choques y vibraciones en la maquinaria. Esto elimina los daños en la maquinaria, el tiempo de inactividad y los costes de mantenimiento, al tiempo que aumenta la vida útil de la máquina.
2. Mayor velocidad de funcionamiento – las máquinas pueden funcionar a mayor velocidad gracias al control de amortiguadores industriales o una parada suave de objetos en movimiento. Esto permite aumentar las tasas de producción.
3. Mayor calidad de la producción – los dañinos efectos colaterales del movimiento, como el ruido, la vibración y los impactos dañinos, se moderan o eliminan, por lo que la calidad de la producción mejora. Por tanto, es más fácil el mantenimiento de las tolerancias y los accesorios.
4. Operación de la maquinaria más seguro – los amortiguadores industriales protegen la maquinaria y a los operadores al ofrecer una desaceleración predecible, fiable y controlada. También se pueden diseñar para cumplir estándares de seguridad específicos si es necesario.
5. Ventaja competitiva – las máquinas pasan a ser más valiosos debido a una mayor productividad, una vida útil más larga, un menor mantenimiento y un funcionamiento más seguro.
Amortiguadores industriales frente a la automoción
Es importante entender las diferencias que existen entre el estilo de automoción estándar amortiguador y el amortiguador industrial. El estilo de automoción emplea el haz de flexión y las arandelas de los orificios. Los amortiguadores industriales utilizan configuraciones de un solo orificio, de varios orificios y de aguja dosificadora. El tipo de automoción mantiene una fuerza de absorción que varía en proporción directa a la velocidad
del pistón, mientras que la fuerza de absorción en el tipo industrial
varíaen proporción al cuadrado de la velocidad del pistón. Además, la fuerza de absorción del tipo de automoción es independiente de la posición de la carrera, mientras que la fuerza de absorción asociada al tipo industrial puede diseñarse para que dependa o no de la posición de la carrera.
Igualmente importante, los amortiguadores de estilo de
automoción están diseñados solo para absorber
una cantidad específica de energía de entrada. Esto significa que,
para cualquier tamaño geométrico del amortiguador de automoción, tendrá una capacidad de absorción limitada en comparación con los tipos industriales. Esto se explica observando el diseño estructural del tipo de automoción y la menor resistencia de los materiales normalmente usada. Estos materiales pueden soportar las bajas presiones que normalmente se encuentran en este tipo. El amortiguador industrial utiliza materiales con mayor resistencia, lo que permite funcionar con fuerzas de absorción mayores.
Técnicas de ajuste
Un amortiguador industrial correctamente ajustado disipa la energía, lo que reduce los daños en las cargas de choque y los niveles de ruido. Para un ajuste óptimo, consulte los gráficos de configuración de los ajustes utilizables. Observar y “escuchar” un amortiguador mientras funciona ayuda a un ajuste adecuado.
Para ajustar correctamente un amortiguador industrial, coloque el mando de ajuste en cero (0) antes de conectar el sistema.
Encienda y apague el mecanismo y observe la desaceleración del sistema.
Si la absorción parece demasiado suave (las carreras de la unidad no tienen desaceleración visual y golpean con ruido al final de la carrera), mueva el indicador al siguiente número más grande.
Los ajustes deben realizarse en incrementos graduales para evitar daños internos en la unidad (por ejemplo, ajuste de 0 a 1, no de 0 a 4).
Aumente el ajuste hasta lograr un control o desaceleración suave y se oiga un insignificante cuando el sistema empieza a desacelerar o pasa a estar en reposo.
Cuando se produce una desaceleración abrupta al principio la carrera (golpeando con ruido al impactar),
se debe cambiar el ajuste a un número inferior para permitir una desaceleración suave.
Si el mando de ajuste del amortiguador industrial se establece en el extremo superior de la escala de ajuste y se produce una desaceleración abrupta al final de la carrera, puede ser necesaria una unidad mayor.
El rendimiento de los amortiguadores industriales cuando el peso o la velocidad de impacto varía
Cuando las condiciones cambian de los datos calculados originales o la entrada real, el rendimiento de un amortiguador’ puede verse afectado en gran medida, causando un fallo o la degradación del rendimiento. Las variaciones en las condiciones de entrada una vez instalado un amortiguador pueden causar daños internos, o como mínimo, un rendimiento de absorción no deseado. Las variaciones en el peso o la velocidad de impacto pueden verse examinando las siguientes curvas de energía:
Peso del impacto variante: El aumento del peso del impacto (la velocidad del impacto permanece igual), sin cambio o reajuste de los orificios producirá una mayor fuerza de absorción al final de la carrera. En la Figura 1 se muestra esta fuerza máxima que toca la parte inferior no deseable. A continuación, esta fuerza se transfiere a la estructura de montaje y la carga que impacta.
Velocidad de impacto variante: Al aumentar la velocidad de impacto (el peso permanece igual) produce un cambio radical en la fuerza de choque resultante. Los amortiguadores son productos que dependen de la velocidad; por tanto, la relación crítica con la velocidad de impacto debe supervisarse atentamente. En la Figura 2 se muestra el cambio sustancial en la fuerza de choque que se produce cuando la velocidad aumenta. Las variaciones en los datos del diseño original por los errores en los datos originales pueden causar daños en las estructuras y sistemas de montaje, o generar un fallo en el amortiguador si se exceden los límites de la fuerza de choque.