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Articulo de referencia

Aislamiento de vibraciones

Una sierra aislada de su motor. El aislamiento de vibraciones consiste en prevenir la transmisión de vibraciones de un componente de un sistema a otras partes del mismo, como en...

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Una sierra aislada de su motor.

El aislamiento de vibraciones consiste en prevenir la transmisión de vibraciones de un componente de un sistema a otras partes del mismo, como en edificios o sistemas mecánicos . [ 1 ] Las vibraciones son indeseables en muchos ámbitos, principalmente en sistemas de ingeniería y espacios habitables, y se han desarrollado métodos para prevenir su transferencia a dichos sistemas. Las vibraciones se propagan mediante ondas mecánicas y ciertos enlaces mecánicos las conducen con mayor eficiencia que otros. El aislamiento pasivo de vibraciones utiliza materiales y enlaces mecánicos que absorben y amortiguan estas ondas mecánicas. El aislamiento activo de vibraciones emplea sensores y actuadores que producen interferencias disruptivas que cancelan las vibraciones incidentes.

Aislamiento pasivo

El "aislamiento pasivo de vibraciones" se refiere al aislamiento o la mitigación de vibraciones mediante técnicas pasivas como almohadillas de goma o resortes mecánicos, a diferencia del "aislamiento activo de vibraciones" o la "cancelación electrónica de fuerza" que emplean energía eléctrica, sensores, actuadores y sistemas de control.

El aislamiento pasivo de vibraciones es un tema muy amplio, ya que existen muchos tipos de aisladores de vibración pasivos que se utilizan para diversas aplicaciones. Algunas de estas aplicaciones son para equipos industriales como bombas, motores, sistemas HVAC o lavadoras; aislamiento de estructuras de ingeniería civil contra terremotos ( aislamiento de base ), [ 2 ] equipos de laboratorio sensibles, estatuas valiosas y audio de alta gama .

Un conocimiento básico de cómo funciona el aislamiento pasivo, los tipos más comunes de aisladores pasivos y los principales factores que influyen en la selección de aisladores pasivos:

Sistemas de aislamiento pasivo comunes

Aisladores neumáticos o de aire
Se trata de vejigas o depósitos de aire comprimido. Se requiere una fuente de aire comprimido para su mantenimiento. Los resortes neumáticos son vejigas de goma que proporcionan amortiguación y aislamiento, y se utilizan en camiones grandes. Algunos aisladores neumáticos pueden alcanzar bajas frecuencias de resonancia y se utilizan para aislar grandes equipos industriales. Las mesas neumáticas constan de una superficie de trabajo o superficie óptica montada sobre patas neumáticas. Estas mesas proporcionan suficiente aislamiento para instrumentos de laboratorio en determinadas condiciones. Los sistemas neumáticos pueden presentar fugas en condiciones de vacío. El depósito de aire puede interferir con el aislamiento de vibraciones de baja amplitud.
Muelles mecánicos y amortiguadores de muelle
Se trata de aisladores de alta resistencia utilizados en sistemas de construcción e industria. En ocasiones, sirven como soportes para un bloque de hormigón, lo que proporciona un mayor aislamiento.
Almohadillas o láminas de materiales flexibles como elastómeros, caucho, corcho, espuma densa y materiales laminados.
Las almohadillas de elastómero , las espumas densas de celda cerrada y los materiales laminados se utilizan con frecuencia debajo de maquinaria pesada, debajo de artículos domésticos comunes, en vehículos e incluso debajo de sistemas de audio de alto rendimiento.
Aisladores y soportes de caucho y elastómero moldeados y adheridos.
Estos se utilizan a menudo como soportes de maquinaria (como motores) [ 3 ] o en vehículos. Absorben golpes y atenúan algunas vibraciones.
Aisladores de rigidez negativa
Los aisladores de rigidez negativa son menos comunes que otros tipos y, por lo general, se han desarrollado para aplicaciones de investigación avanzadas, como la detección de ondas gravitatorias . Lee, Goverdovskiy y Temnikov (2007) propusieron un sistema de rigidez negativa para aislar los asientos de los vehículos.
El enfoque en los aisladores de rigidez negativa se ha centrado en el desarrollo de sistemas con frecuencias de resonancia muy bajas (inferiores a 1  Hz), de modo que las bajas frecuencias puedan aislarse adecuadamente, lo cual es fundamental para la instrumentación sensible. Todas las frecuencias más altas también se aíslan. Los sistemas de rigidez negativa pueden fabricarse con baja fricción , por lo que son eficaces para aislar vibraciones de baja amplitud.
Los mecanismos de rigidez negativa son puramente mecánicos y suelen implicar la configuración y carga de componentes como vigas o péndulos invertidos. Una mayor carga en el mecanismo de rigidez negativa, dentro de su rango de operatividad, disminuye la frecuencia natural.
Aisladores de cable de acero
Soporte para cable en espiral
Estos aisladores son duraderos y pueden soportar entornos extremos. Se utilizan con frecuencia en aplicaciones militares. [ 4 ] [ 5 ]
Aisladores sísmicos para edificios, puentes, etc.
Los aisladores sísmicos de base, fabricados con capas de neopreno y acero de baja rigidez horizontal, se utilizan para reducir la frecuencia natural del edificio. Otros aisladores sísmicos están diseñados para deslizarse, impidiendo la transferencia de energía del suelo al edificio.
Amortiguadores de masa sintonizados
Los amortiguadores de masa sintonizados reducen los efectos de las vibraciones armónicas en edificios u otras estructuras. Se coloca una masa relativamente pequeña de tal manera que pueda amortiguar una banda de vibración muy estrecha de la estructura.
Aisladores para hacerlo usted mismo
Una plataforma de aislamiento de vibraciones de fabricación casera utilizando pelotas de squash.
En soluciones menos sofisticadas, las cuerdas elásticas pueden utilizarse como un sistema de aislamiento económico que puede ser suficientemente eficaz para algunas aplicaciones. El objeto a aislar se suspende de las cuerdas elásticas. Esto es difícil de implementar sin el riesgo de que el objeto aislado se caiga. Se han utilizado pelotas de tenis cortadas por la mitad debajo de lavadoras y otros objetos con cierto éxito. De hecho, las pelotas de tenis se convirtieron en la técnica de suspensión estándar de facto utilizada en la cultura rave/DJ DIY, colocadas bajo las patas de cada tocadiscos, lo que produce suficiente amortiguación para neutralizar las vibraciones de los sistemas de sonido de alta potencia y evitar que afecten a los delicados y sensibles mecanismos de las agujas del tocadiscos. [ 6 ]

Cómo funciona el aislamiento pasivo

Un sistema de aislamiento pasivo, como un amortiguador , generalmente contiene masa, resorte y elementos de amortiguación, y se comporta como un oscilador armónico . La masa y la rigidez del resorte determinan la frecuencia natural del sistema. La amortiguación disipa energía y tiene un efecto secundario sobre la frecuencia natural.

Aislamiento pasivo de vibraciones

Todo objeto sobre un soporte flexible posee una frecuencia natural fundamental. Al aplicar vibración, la energía se transfiere con la máxima eficiencia a la frecuencia natural, con cierta eficiencia por debajo de ella y con una ineficiencia creciente (eficiencia decreciente) por encima de la frecuencia natural. Esto se puede observar en la curva de transmisibilidad, que representa la transmisibilidad en función de la frecuencia.

Aquí se muestra un ejemplo de curva de transmisibilidad. La transmisibilidad es la relación entre la vibración de la superficie aislada y la de la fuente. Las vibraciones nunca se eliminan por completo, pero se pueden reducir considerablemente. La curva que se muestra a continuación ilustra el rendimiento típico de un sistema de aislamiento pasivo de rigidez negativa con una frecuencia natural de 0,5  Hz. La forma general de la curva es típica de los sistemas pasivos. Por debajo de la frecuencia natural, la transmisibilidad se mantiene cerca de 1. Un valor de 1 significa que la vibración atraviesa el sistema sin amplificarse ni atenuarse. En la frecuencia de resonancia, la energía se transmite de forma eficiente y la vibración incidente se amplifica. La amortiguación del sistema limita el nivel de amplificación. Por encima de la frecuencia de resonancia, se transmite poca energía y la curva desciende gradualmente hasta un valor bajo. Un aislador pasivo puede considerarse como un filtro mecánico de paso bajo para vibraciones.

transmisibilidad de rigidez negativa

En general, para cualquier frecuencia superior a la frecuencia natural, un aislador con una frecuencia natural menor ofrecerá mayor aislamiento que uno con una frecuencia natural mayor. El sistema de aislamiento óptimo para una situación determinada depende de la frecuencia, la dirección y la magnitud de las vibraciones presentes, así como del nivel de atenuación deseado para dichas frecuencias.

Todos los sistemas mecánicos del mundo real contienen cierto grado de amortiguación. La amortiguación disipa energía en el sistema, lo que reduce el nivel de vibración que se transmite a la frecuencia natural. El fluido en los amortiguadores de los automóviles actúa como un tipo de amortiguador, al igual que la amortiguación inherente en los soportes elastoméricos (de caucho) del motor.

La amortiguación se utiliza en los aisladores pasivos para reducir la amplificación en la frecuencia natural. Sin embargo, un aumento de la amortiguación tiende a disminuir el aislamiento en las frecuencias más altas. A medida que aumenta la amortiguación, disminuye la atenuación de la transmisibilidad. Esto se puede observar en el gráfico a continuación.

Efecto de amortiguación sobre la transmisibilidad

El aislamiento pasivo funciona en ambas direcciones: aísla la carga útil de las vibraciones que se originan en el soporte y, a su vez, aísla el soporte de las vibraciones que se originan en la carga útil. Las máquinas grandes, como lavadoras, bombas y generadores, que podrían causar vibraciones en el edificio o la habitación, suelen aislarse del suelo. Sin embargo, en los edificios existen múltiples fuentes de vibración y, a menudo, no es posible aislar cada una de ellas. En muchos casos, lo más eficiente es aislar cada instrumento sensible del suelo. En ocasiones, es necesario implementar ambos enfoques.

En los superyates , los motores y alternadores producen ruido y vibraciones. Para solucionar esto, se emplea una suspensión elástica doble en la que el motor y el alternador se montan con amortiguadores de vibración sobre un bastidor común. Este conjunto se fija elásticamente entre el bastidor común y el casco. [ 7 ]

Factores que influyen en la selección de aisladores de vibración pasivos

  1. Características del elemento a aislar
    • Tamaño: Las dimensiones del objeto a aislar ayudan a determinar el tipo de aislamiento disponible y adecuado. Los objetos pequeños pueden usar un solo aislador, mientras que los objetos más grandes podrían usar un sistema de múltiples aisladores.
    • Peso: El peso del objeto a aislar es un factor importante para elegir el producto de aislamiento pasivo adecuado. Cada aislador pasivo está diseñado para usarse con un rango de carga específico.
    • Movimiento: Las máquinas o instrumentos con partes móviles pueden afectar a los sistemas de aislamiento. Es importante conocer la masa, la velocidad y la distancia recorrida por las partes móviles.
    • Efectos secundarios: Algunos equipos científicos pueden ser sensibles a la energía electromagnética y a las interferencias magnéticas. Por lo tanto, es necesario evaluar cuidadosamente la tecnología de reducción de vibraciones para detectar posibles interferencias en su entorno operativo.
  2. Entorno operativo
    • Industrial: Esto generalmente implica fuertes vibraciones en una amplia gama de frecuencias y cierta cantidad de polvo.
    • Laboratorio: En ocasiones, los laboratorios se ven afectados por vibraciones específicas del edificio, como las causadas por la maquinaria adyacente, el tránsito peatonal o el flujo de aire del sistema de climatización.
    • Para interiores o exteriores: los aisladores generalmente están diseñados para un entorno u otro.
    • Corrosivo/no corrosivo: Algunos entornos interiores pueden presentar un riesgo de corrosión para los componentes del aislador debido a la presencia de productos químicos corrosivos. En exteriores, es necesario tener en cuenta los ambientes acuáticos y salinos.
    • Sala limpia: Algunos aisladores pueden adaptarse para su uso en salas limpias.
    • Temperatura: En general, los aisladores están diseñados para usarse dentro del rango de temperaturas habituales en entornos humanos. Si se requiere un rango de temperaturas mayor, es posible que sea necesario modificar el diseño del aislador.
    • Vacío: Algunos aisladores pueden utilizarse en entornos de vacío. Los aisladores de aire pueden presentar fugas. Los requisitos de vacío suelen incluir cierto nivel de exigencia para salas limpias y, además, pueden abarcar un amplio rango de temperaturas.
    • Magnetismo: Algunos experimentos que requieren aislamiento de vibraciones también requieren un entorno de bajo magnetismo. Algunos aisladores pueden diseñarse con componentes de bajo magnetismo.
    • Ruido acústico: Algunos instrumentos son sensibles a las vibraciones acústicas. Además, algunos sistemas de aislamiento pueden verse afectados por el ruido acústico. Puede ser necesario utilizar una pantalla acústica. Los compresores de aire pueden generar ruido acústico, calor y flujo de aire problemáticos.
    • Cargas estáticas o dinámicas: Esta distinción es muy importante, ya que los aisladores están diseñados para un tipo y nivel de carga determinados.
    • Carga estática
      Se trata básicamente del peso del objeto aislado sometido a una vibración de baja amplitud. Este es el entorno de objetos aparentemente estacionarios, como edificios (en condiciones normales) o instrumentos de laboratorio.
    • Carga dinámica
      Implica aceleraciones y vibraciones y choques de mayor amplitud. Este entorno está presente en vehículos, maquinaria pesada y estructuras con movimientos significativos.
  3. Costo:
    • Coste de proporcionar aislamiento: Los costes incluyen el propio sistema de aislamiento, ya sea un producto estándar o personalizado; una fuente de aire comprimido si fuera necesaria; el envío desde el fabricante hasta el destino; la instalación; el mantenimiento; y un estudio inicial de vibraciones del lugar para determinar la necesidad de aislamiento.
    • Costos relativos de los distintos sistemas de aislamiento: Los soportes antivibración económicos pueden requerir reemplazo debido a ciclos de carga dinámicos. Un mayor nivel de aislamiento, efectivo a frecuencias y magnitudes de vibración más bajas, generalmente tiene un costo mayor. Los precios pueden variar desde unos pocos dólares para cuerdas elásticas hasta millones de dólares para algunas aplicaciones espaciales.
  4. Ajuste: Algunos sistemas de aislamiento requieren un ajuste manual para compensar los cambios en la carga de peso, la distribución del peso , la temperatura y la presión del aire, mientras que otros sistemas están diseñados para compensar automáticamente algunos o todos estos factores.
  5. Mantenimiento: Algunos sistemas de aislamiento son bastante duraderos y requieren poco o ningún mantenimiento. Otros pueden requerir reemplazo periódico debido a la fatiga mecánica de las piezas o al envejecimiento de los materiales.
  6. Limitaciones de tamaño: Es posible que el sistema de aislamiento deba caber en un espacio reducido dentro de un laboratorio o cámara de vacío , o dentro de la carcasa de una máquina.
  7. Naturaleza de las vibraciones que se deben aislar o mitigar
    • Frecuencias: Si es posible, es importante conocer las frecuencias de las vibraciones ambientales. Esto se puede determinar mediante un estudio del sitio o datos de acelerómetro procesados ​​mediante análisis FFT.
    • Amplitudes: Las amplitudes de las frecuencias de vibración presentes se pueden comparar con los niveles requeridos para determinar si se necesita aislamiento. Además, los aisladores están diseñados para rangos de amplitudes de vibración. Algunos aisladores no son eficaces para amplitudes muy pequeñas.
    • Instrucciones: Saber si las vibraciones son horizontales o verticales puede ayudar a dirigir el aislamiento donde sea necesario y ahorrar dinero.
  8. Especificaciones de vibración del elemento a aislar: Muchos instrumentos o máquinas tienen niveles de vibración especificados por el fabricante para el entorno operativo. El fabricante podría no garantizar el correcto funcionamiento del instrumento si la vibración excede dichas especificaciones.
  9. Organizaciones sin ánimo de lucro como ASHRAE (Sociedad Estadounidense de Ingenieros de Calefacción, Refrigeración y Aire Acondicionado) y VISCMA (Asociación de Fabricantes de Aislamiento de Vibraciones y Control Sísmico) proporcionan especificaciones/estándares para los tipos de aisladores y los requisitos de deflexión de los resortes que abarcan una amplia gama de industrias, incluidas la eléctrica, la mecánica, la de fontanería y la de climatización (HVAC).

Comparación de aisladores pasivos

Aislador de vibraciones de rigidez negativa

Los sistemas de aislamiento de vibraciones con mecanismo de rigidez negativa (NSM) ofrecen un enfoque pasivo único para lograr entornos de baja vibración y aislamiento contra vibraciones subhertz. Los dispositivos NSM de tipo "transición rápida" o "sobrecentro" se utilizan para reducir la rigidez de las suspensiones elásticas y crear sistemas compactos de seis grados de libertad con bajas frecuencias naturales.  Es posible obtener sistemas prácticos con frecuencias naturales verticales y horizontales de tan solo 0,2 a 0,5 Hz. Los mecanismos electromecánicos de autoajuste compensan las variaciones de carga y proporcionan nivelación automática en sistemas con múltiples aisladores, de forma similar a la función de las válvulas de nivelación en sistemas neumáticos. Se pueden configurar sistemas totalmente metálicos compatibles con alto vacío y otros entornos adversos, como altas temperaturas.

Estos sistemas de aislamiento permiten que instrumentos sensibles a las vibraciones, como microscopios de sonda de barrido, durómetros y microscopios electrónicos de barrido, funcionen en entornos de vibración severa, como los que se encuentran a veces en pisos superiores de edificios y salas blancas. Este funcionamiento no sería práctico con sistemas de aislamiento neumático. Asimismo, permiten que los instrumentos sensibles a las vibraciones produzcan imágenes y datos de mayor calidad que los que se obtienen con aisladores neumáticos.

Se resume la teoría de funcionamiento de los sistemas de aislamiento de vibraciones NSM, se describen algunos sistemas y aplicaciones típicas y se presentan datos sobre su rendimiento medido. La teoría de los sistemas de aislamiento NSM se explica en las referencias 1 y 2. Aquí se resume brevemente para mayor claridad.

Aislamiento del movimiento vertical

Se muestra un aislador de movimiento vertical. Este utiliza un resorte convencional conectado a un mecanismo de resorte no lineal (NSM) compuesto por dos barras articuladas en el centro, apoyadas en sus extremos exteriores sobre pivotes y sometidas a compresión por fuerzas P. El resorte se comprime mediante un peso W hasta la posición de funcionamiento del aislador, como se muestra en la Figura 1. La rigidez del aislador es K = K S - K N, donde K S es la rigidez del resorte y K N es la magnitud de una rigidez negativa que depende de la longitud de las barras y de la carga P. La rigidez del aislador puede aproximarse a cero mientras el resorte soporta el peso W.

Aislamiento del movimiento horizontal

En la Figura 2 se ilustra un aislador de movimiento horizontal que consta de dos columnas-viga. Cada columna-viga se comporta como dos columnas-viga empotradas-libres cargadas axialmente por una carga de peso W. Sin la carga de peso, las columnas-viga tienen una rigidez horizontal K S. Con la carga de peso, la rigidez a la flexión lateral se reduce por el efecto "columna-viga". Este comportamiento es equivalente a un resorte horizontal combinado con un NSM, de modo que la rigidez horizontal esK=KS−Knorte{\displaystyle K=K_{S}-K_{N}}, yKnorte{\displaystyle K_{N}}es la magnitud del efecto viga-columna. La rigidez horizontal puede hacerse cercana a cero cargando las vigas-columnas hasta aproximarse a su carga crítica de pandeo.

Aislamiento de vibraciones de vigas y columnas
Aislamiento de vibraciones de vigas y columnas

Aislamiento de seis grados de libertad (seis-DOF)

Un aislador NSM de seis grados de libertad (DOF) suele utilizar tres aisladores apilados en serie: un aislador de movimiento de inclinación sobre un aislador de movimiento horizontal sobre un aislador de movimiento vertical. La figura 3 ( referencia necesaria ) muestra un esquema de un sistema de aislamiento de vibraciones que consta de una plataforma con peso soportada por un único aislador de seis DOF ​​que incorpora los aisladores de las figuras 1 y 2 ( las figuras 1 y 2 no están disponibles ). Se utilizan elementos flexibles en lugar de las barras articuladas que se muestran en la figura 1. Un elemento flexible de inclinación actúa como aislador de movimiento de inclinación. Un tornillo de ajuste de rigidez vertical se utiliza para ajustar la fuerza de compresión en los elementos flexibles de rigidez negativa, modificando así la rigidez vertical. Un tornillo de ajuste de carga vertical se utiliza para compensar las variaciones de peso elevando o bajando la base del resorte de soporte para mantener los elementos flexibles en sus posiciones de funcionamiento rectas y sin doblar.

Aislamiento de vibraciones de la junta de soporte

El equipo u otros componentes mecánicos están necesariamente conectados a los objetos circundantes (la junta de soporte, que cuenta con el soporte; la junta sin soporte, que incluye la tubería o el cable), lo que puede provocar la transmisión de vibraciones no deseadas. Mediante un aislador de vibraciones (absorbedor) diseñado adecuadamente, se logra el aislamiento de vibraciones en la junta de soporte. La ilustración adjunta muestra la atenuación de los niveles de vibración, medidos antes y después de la instalación del equipo en funcionamiento sobre el aislador de vibraciones, para un amplio rango de frecuencias.

El aislador de vibraciones

Se define como un dispositivo que refleja y absorbe ondas de energía oscilatoria, provenientes de una máquina o equipo eléctrico en funcionamiento, con el objetivo de aislar las vibraciones. La finalidad es lograr el aislamiento de vibraciones entre un cuerpo que transmite fluctuaciones mecánicas y un cuerpo de soporte (por ejemplo, entre la máquina y la base). La ilustración muestra un aislador de vibraciones de la serie «VI» (que significa «VI» en caracteres romanos), utilizado en la construcción naval en Rusia, por ejemplo, en el submarino «San Petersburgo» (Lada). Los dispositivos «VI» representados permiten cargas de 5, 40 y 300  kg. Si bien difieren en sus dimensiones, todos comparten el mismo diseño fundamental. La estructura consta de una envoltura de caucho reforzada internamente por un resorte. Durante la fabricación, el caucho y el resorte se unen de forma íntima y permanente gracias al proceso de vulcanización, que forma parte integral del procesamiento del caucho en bruto. Bajo la acción de la carga de la máquina, la envoltura de caucho se deforma y el resorte se comprime o se estira. Por lo tanto, en la dirección de la sección transversal del resorte, se produce una torsión de la goma que lo envuelve. La deformación elástica resultante de la goma produce una absorción muy eficaz de la vibración. Esta absorción es crucial para un aislamiento de vibraciones fiable, ya que evita la posibilidad de efectos de resonancia. La magnitud de la deformación elástica de la goma determina en gran medida la magnitud de la absorción de vibraciones que se puede lograr; todo el dispositivo (incluido el propio resorte) debe diseñarse teniendo esto en cuenta. El diseño del aislador de vibraciones también debe considerar la posible exposición a cargas de choque, además de las vibraciones cotidianas. Por último, el aislador de vibraciones también debe diseñarse para una durabilidad a largo plazo, así como para una fácil integración en el entorno en el que se va a utilizar. Normalmente se emplean manguitos y bridas para permitir que el aislador de vibraciones se fije de forma segura al equipo y a la base de soporte.

Aislamiento de vibraciones de una junta no soportada

El aislamiento de vibraciones de una junta no soportada se realiza en el dispositivo denominado tubo de derivación a de aislamiento de vibraciones.

Tubo de derivación a de aislamiento de vibraciones

El tubo de derivación antivibración A es un segmento de un tubo con paredes elásticas que refleja y absorbe las ondas de energía oscilatoria que se propagan desde la bomba en funcionamiento a través de la pared del conducto. Se instala entre la bomba y el conducto. En la ilustración se muestra un tubo de derivación antivibración de la serie «VIPB». Su estructura utiliza una envoltura de goma reforzada con un resorte. Las propiedades de la envoltura son similares a las de un aislador de vibraciones. El dispositivo reduce el esfuerzo axial generado por la presión interna hasta prácticamente cero.

Aislamiento de subfotogramas

Gráfico de aislamiento de vibraciones del subchasis: transmisión de fuerza en la carrocería suspendida frente a la frecuencia para subchasis montados de forma rígida y flexible.

Otra técnica para aumentar el aislamiento consiste en utilizar un subchasis aislado . Este divide el sistema con un sistema adicional de masa/resorte/amortiguador. Esto duplica la atenuación de alta frecuencia , a costa de introducir modos de baja frecuencia adicionales que pueden deteriorar el comportamiento en bajas frecuencias. Se utiliza comúnmente en las suspensiones traseras de automóviles con suspensión trasera independiente (IRS) y en los subchasis delanteros de algunos automóviles. El gráfico (véase la ilustración) muestra la fuerza que se transmite a la carrocería para un subchasis atornillado rígidamente a la carrocería, en comparación con la curva roja que muestra un subchasis montado de forma flexible. Por encima de 42  Hz, el subchasis montado de forma flexible es superior, pero por debajo de esa frecuencia, el subchasis atornillado es mejor.

Aislamiento semiactivo

Los aisladores de vibración semiactivos han llamado la atención porque consumen menos energía que los dispositivos activos y ofrecen mayor control que los sistemas pasivos.

aislamiento activo

Los sistemas de aislamiento activo de vibraciones contienen, además del resorte, un circuito de retroalimentación compuesto por un sensor (por ejemplo, un acelerómetro piezoeléctrico o un geófono), un controlador y un actuador . La señal de aceleración (vibración) es procesada por un circuito de control y un amplificador. Luego, alimenta el actuador electromagnético, que amplifica la señal. Como resultado de este sistema de retroalimentación, se logra una supresión de vibraciones considerablemente mayor que la amortiguación convencional. El aislamiento activo se utiliza actualmente en aplicaciones donde se deben producir o medir estructuras de tamaño inferior a un micrómetro . Varias empresas fabrican productos de aislamiento activo como OEM para investigación, metrología, litografía y sistemas médicos. Otra aplicación importante es la industria de semiconductores. En la producción de microchips, las estructuras más pequeñas hoy en día son inferiores a 20  nm, por lo que las máquinas que las producen y verifican deben oscilar mucho menos.

Sensores para aislamiento activo

Actuadores para aislamiento activo

Véase también

Referencias

  1. ↑ Escudier, Marcel; Atkins, Tony (2019). Diccionario de ingeniería mecánica (2.ª  ed.). Oxford University Press. doi : 10.1093/acref/9780198832102.001.0001 . ISBN 978-0-19-883210-2.
  2. ↑ Reitherman, Robert (2012). Terremotos e ingenieros: una historia internacional . Reston, VA: ASCE Press. ISBN 9780784410714Archivado del original el 26/07/2012 . Consultado el 10/07/2012 .
  3. ↑ Ensamblaje de un soporte HA DS de la serie T , 5 de agosto de 2020, archivado del original el 22 de diciembre de 2021 , recuperado el 16 de junio de 2021.
  4. ↑ US4397069A , Camossi, "Dispositivo y proceso para la fabricación de soportes antivibración y antichoque que incorporan al menos un cable metálico dispuesto helicoidalmente y el soporte obtenido mediante dicho proceso", publicado en 1983. 
  5. ↑ US4783038A , Gilbert, LeKuch, Ferri, "Aparato aislador", publicado en 1988 
  6. ↑ Smith, Mark. "MasterSounds y TPI buscan acabar con la retroalimentación de los tocadiscos con un nuevo aislador" . Resident Advisor . Consultado el 14 de agosto de 2020 .
  7. ↑ Soluciones para grupos electrógenos (PDF) . 2020. pág. 19. Archivado del original (PDF) el 7 de junio de 2021. Consultado el 7 de junio de 2021 . 
  • Platus PhD, David L., SPIE (Sociedad Internacional de Ingeniería Óptica) - Julio de 1999, Ingeniería optomecánica y control de vibraciones: Sistemas de aislamiento de vibraciones con mecanismo de rigidez negativa.
  • Harris, C., Piersol, A., Manual de choque y vibración de Harris, Quinta edición , McGraw-Hill, (2002), ISBN 0-07-137081-1
  • A. Kolesnikov «Ruido y vibración». Rusia. Leningrado. Editorial «Construcción naval». 1988
  • Libro Blanco sobre el Aislamiento Activo de Vibraciones para Litografía e Imagen
  • Aislamiento pasivo de la excitación armónica
  • Control de vibraciones para microscopía