modulo iii vibracion

8/19/2019 Modulo III Vibracion

1/33

VIBRACION

Que son las vibraciones

En su forma más general podría definirse a una vibración

como un movimiento periódico de un sistema elástico

alrededor de un punto de equilibrio. Cuan lejos y cuan rápido se mueve este objeto permite

determinar sus características

Los términos para describir este fenómeno son la frecuencia

la amplitud y la aceleración


2/33

VIBRACION.

Amplitud

A

Tiempo

Ciclo

D

E

SP

L

A

Z

A

M

I

E

NT

O


3/33

Variables Vibracionales.

!recuencia

El movimiento que realiza el objeto desde que sale de su punto de

equilibrio llega al punto mas alejado superior, luego inferior y

llega al punto de equilibrio se denomina ciclo.La cantidad de ciclos por segundo es definido como la frecuencia

de vibración.

"mplitud

La amplitud esta representada por la distancia entre el punto de

equilibrio y la máxima distancia de alejamiento m ( o !". Estotambi#n se define como la intensidad de la vibración


4/33

Variables Vibracionales.

"celeración

La velocidad del objeto en movimiento pasa de un valor cero en

los puntos extremos (cambio de sentido del movimiento" a un

valor máximo cuando pasa por el punto de equilibrio. Lavelocidad normalmente se expresa en m$s.

La aceleraciones es una medida de cuan rápido varia la velocidad

el cuerpo en movimiento. La aceleración se mide en m$s% y es

&abitual que esta sea la unidad medida cuando se trata de

evaluar vibraciones, por la facilidad que ofrece la t#cnica demedición


5/33

#ibraciones libres y !or$adas

'ara que el fenómeno de vibración ocurra debe existir

en cada instante que el conjunto de fuerzas que

acte se encuentren en permanente equilibrio

(fuerzas elásticas, fuerzas de amortiguamiento,

inerciales, fuerzas externas". )odas estas fuerzas

var*an a cada instante pero su suma da cero.


6/33

Frecuencia natural del sistema

+i nos encontramos frente al caso de un cuerpo que

vibra libremente, es decir que no existe una fuerza

externa aplicada, como ser esa placa empotrada del

dibujo o una cuerda de guitarra, veremos que alaplicarle un fuerza para separarla del punto de

equilibrio al soltarla quedará vibrando con una

frecuencia caracter*stica del sistema (que dependerá

del largo, grosor., material, etc.". esa frecuencia se la llama frecuencia natural del sistema


7/33

Frecuencia natural

Esta forma de vibrar es muy distinta a las vibraciones

forzadas, por ejemplo el caso de una maquina

rotativa desbalanceada, ya que es siempre una

fuerza externa la que provoca la vibración. Estasvibraciones son &abitualmente las que aparecen en

la industria


8/33

RESONANCIA

Este es un fenómeno muy particular que ocurre

cuando la frecuencia de aplicación de fuerzas

externas coincide con la frecuencia naturaldel sistema que vibra. +u importancia radica

en que aqu* fuerzas muy peque-as provocan

vibraciones de gran amplitud que resultan

dif*ciles de eliminar


9/33

Resonancia

Frecuencia de ResonanciaFrecuencia

Amplitud


10/33

MEDICION Y IMITES DE

E!"OSICIONVibraciones de cuero entero.

Las vibraciones a las que esta expuesto el

trabajador deberá ser evaluada de acuerdocon la orma. La cual es aplicable avibraciones periódicas y a vibracionesaperiódicas o aleatorias de espectro

continuo. )ambi#n puede aplicarse aexcitaciones continuas de tipo impulsivo,siempre que la energ*a se &alle contenida enla banda de /0z a 12 0z.


11/33

0.016 0.4 0.5 0.63 0.8 1.0 1.25 1.6 2.0 2.5 3.15 4.0 5.0 6.3 8.0 10.0 12.5 20 25 31.5 40 50 63 80 Hz

0.10

0.125

0.16

0.20

0.25

0.315

0.40

0.50

0.63

0.8

1.0

1.6

2.5

2.0

3.15

5.0

6.3

8.0

10

12.5

16

4.0

20

0.016

0.025

0.04

0.063

0.1

0.16

0.25

0.4

0.63

1.0

1.25

1.6

16

24h

16h

4h

2.5h

1h

25min.

16min.

1min.

8h

1 0 d B

xgn1 gn cresta

Para obtener:

-!mite de "x#osici$n:

%&'ti#'icar #or 2 ()6 dB*-!mite de +on,ort ed&cido:

i/idir #or 3.15 (-10 dB*

rec&encia o rec&encia +entra' de 'a Banda de ercio de cta/a (Hz*

2a

7a'ores de ce'eracin ongit&dina' (z* #ara 'os !mites de +a#acidad ed&cida #or atiga9 en &ncin

de 'a rec&encia de' iem#o de "x#osicin

6 c e ' e r a c i 8 n

6 z ( 7 a ' o r " , i c a z * ( m ; s < *


12/33

3e acuerdo con la orma 4ram 5261 parte /,

las vibraciones se evalan midiendo la

aceleración eficaz, expresada en m$ s% yanalizada en bandas de tercios de octavas

desde /0z &asta 12 0z.


13/33

'ara evaluar la exposición a vibraciones en eleje 7 (pies 8 cabeza", se utilizan las curvasde la 9ig. %a de la norma citada, que secorresponden con los valores num#ricos dela aceleración eficaz (en :$ s%" para el l*mitede capacidad reducida por fatiga ;, que semuestra en la tabla / de la norma, analizandolas vibraciones en bandas de tercios deoctava (desde / 0z. a 12 0z" y para tiemposde exposición de %5 &s asta / min.


14/33

• 'ara evaluar la exposición a vibraciones en los ejes< e = (direcciones postero 8 anterior o derec&a 8izquierda", se utilizan las curvas de la 9ig. >?, de la

norma citada, que se corresponden con los valoresnum#ricos de la aceleración eficaz (en m$s%" para el@l*mite de capacidad reducida por fatigaA, que semuestran en la tabla 44 de la norma, analizando lasvibraciones en bandas de tercios de octava (desde /

0z a 12 0z" y para tiempos de exposición de %5 &&asta / min.

•


15/33

Limites ara e!osicion manos

en cual"uiera de las direccionesDuraci#n de la Valores de

Aceleraci#n E$ica%

e&posici#n total diaria

# $oras % menos de & #

' $oras % menos de # (

) $ora % menos de ' &

Menos d ) $ora )'


16/33

E*ectos de las +ibraciones

Efectos de las vibraciones

Estamos a&ora en condiciones de &ablar sobre los efectos de las

vibraciones sobre el &ombre

Las vibraciones que afectan al ser &umano se clasifican en dos grandes

grupos, de acuerdo con la zona del cuerpo a trav#s de la cual las

vibraciones ingresan a este.

3e acuerdo con la v*a de ingreso deberán ser evaluadasB

#ibraciones transmitidas a través de las manos.

#ibraciones del cuerpo entero.


17/33

E*ectos de las +ibraciones

Las vibraciones transmitidas a través de las manos

El dedo blanco vibroinducido es uno de los nombres

mas usados para definir el s*ndrome vascular

caracter*stico de lo efectos de la vibraciones que

reciben los trabajadores que utilizan &erramientas

vibratorias (martillos neumáticos, rotopercutores,

etc."


18/33

• Las vibraciones que afectan al sistema mano brazose encuentran comprendidas en el rango defrecuencias ubicadas entre los %2 a /C22 &z

• La intensidad transmitida decrece en relación a ladistancia del punto de contacto con la fuentevibrante, guardando además una relación con lafrecuencia. s* en el caso de los martillos neumáticosla vibración de baja frecuencia se transmite a todo el

sistema mano brazo. 'or encima de los 62 0z &acevibrar solo la mano y por encima de los /C2 0z laacción se limita a los dedos


19/33

Tios de E*ectos.

• Los efectos observados se agrupan en%

• , Efectos vasculares.

• , Efectos osteoarticulares.• , Efectos neurológicos.

• , Efectos musculares.

•

, Efectos generales.•


20/33

Tios de e*ectosEfectos #asculares.

parecen con vibraciones entre %2 8 %C2 0z

El efecto más conocido es el s*ndrome del dedo blanco vibroinducido.

Efectos &steoarticulares.

Las alteraciones en &uesos y estructuras articulares son manifestacionestard*as del s*ndrome por vibración del sistema mano brazo. ntes que

se produzcan debe &aber existido un largo per*odo de exposición.

Es comn que los da-os se presenten al nivel de la articulación del codo,

debido a que &abitualmente el trabajador dobla el codo al sostener las

máquinas y evita que la vibración afecte el &ombro.

+e trata en general de lesiones dolorosas que impiden doblar el codo.

Dadiológicamente, aparecen superficies irregulares en las cavidades

articulares .


21/33

Tios de e*ectos

• Efectos neurológicos.

• , 0ipoestesia

• , 3esistesia

•

, 'olineuropatia•

• Efectos musculares.

• En general se trata de atrofias musculares y tendinitis.

•

•

Efectos generales.• efaleas, neurosis, irritabilidad, insomnio. +e &an observado

tambi#n efectos en el sistema cardiovascular. umento de la

presión sin repercusión &emodinámicas.


22/33

E*ectos cuero entero.

• #ibraciones de cuerpo entero.

• 'or debajo de los % 0z, las vibraciones sobre elcuerpo entero desencadenan alteraciones del tipo

vestibular, el mareo. 9enómeno t*pico en eltransporte acuático. este mareo se lo denominacomnmente cinetosis.

• Entre las frecuencias de % a >2 0z los efectosguardan relación con la resonancia de distintosórganos. 0ay un modelo simplificado del cuerpo&umano que muestra las frecuencias de resonancia

de cada órgano

#ib i t itid t é d


23/33

#ibraciones transmitidas a través de

las manos

'ara la medición y evaluación de este tipo de

vibraciones se adopta la norma 4D: 5 2F6$11. Esta

norma es aplicable a vibraciones periódicas, y a

vibraciones aperiódicas o aleatorias.Las mediciones se realizan segn tres ejes ortogonales,

analizando las vibraciones, de acuerdo al instrumental que se

disponga, en bandas de tercios de octava, desde G,> 0z &asta

/ %C2 0zH o en bandas de octavas desde 1 0z &asta / 222 0zH

o mediante una medición de frecuencia compensada. En esteltimo caso, los factores de compensación de los filtros usados

se indican en la )abla 4 de la norma citada


24/33

• En columna vertebral% Lumbalgias, espondilitis, osteocondilitis

intervertebral, calcificación de discos, etc.

•

•

"parato digestivoB 0emorroides, enfermedades gástricas.•

• "parato urogenitalB 'rostatitis, &ematuria

•

• #isión% '#rdida de agudeza visual.

•

• Comportamiento% Detardo en el tiempo de reacción, menor

&abilitad manual, irritación nerviosa


25/33

-ONTROL DE LA

VIRA-ION.SISTEMA DE 'N (RADO DE IBERTAD.

Cuando un cuerpo r)*ido +masa, al -ue se le permite el

moimiento s#lo en la direcci#n ertical un muelle /

amorti*uador.

Muelle Amorti/uador

+iscoso

!


26/33

Frecuencia natural

Frecuencia natural de un sistema mec0nico es

la *recuencia de oscilaci1n del sistema

desu2s de su desla3amiento desde su osici1n de e"uilibrio cuando se le ermite

+ibrar libremente


27/33

Frecuencia natural

Frecuencia Natural.

0 1

$n 2

34 m Donde5

1 2 Es la ri*ide% del muelle en Ne67m

m 2 Es la masa del cuerpoo r)*ido en 8*.


28/33

Frecuencia natural

Frecuencia Natural.

0 *

$n 2

34 de

Donde5

9 2 m. *

De$le&i#n est:tica5 de 2 F7 1


29/33

AISLAMIENTO

Este m2todo se usa e!clusi+amente cuando se desea

e+itar la roa/aci1n de las +ibraciones.

El asilamiento se obtien introduciendo materialesanti+ibratorios ente la *uente % la +ia de

roa/aci1n.

La *recuecnia de e!ictaci1n debe ser ma%or"ue la *recuencia roia del sistema.


30/33

Indice de trasmisi;ilidad

La e*icienia del aislamiento se de*ine 4I5 como 6

I< T 2 0

I 2 E$iciencia de aislamiento.

T 2 Indice de Trasmisi;ilidad.

T 2 0 7 ++$ 7$n,3 = 0,


31/33

E>ercicio

7n con8unto de motor el2ctrico % bomba9 montado r:/idamentesobre una base com;n9 trnasmite +ibraci1n a otros

comonentes del sistema $idr0ulico. El eso del con8unto % la

base es de (< =/. En las es"uinas d elas bases estan colocados

# aisladores. La *recuencia de e!itaci1n es de )9&>> rm % es

el resultado d eun dese"uilibrio rotacional. La e!itaci1n se

roduce en direcci1n $ori3ontal como +ertical.

Se desea reducir la +ibraci1n trnasmitida a la estructura de ao%o

% otros comonentes del sis9 considerando una e*icacia de

aislamiento de &> ? 4 I @ >.&>5.


32/33

Solucion.). Se calcula el indice de trasmisibilidad T "ue corresonde

al aislamiento6

I T @ )

T @ ),>.&> @ >.'>.

'. Se determina la *recuencia de e!itaci1n *n

*n @ )9&>> rmB (> se/.min @ ciclos B se/ @ C3.


33/33

Soluci1n

#. Se calcula la de$le&i#n est:tica ?de@ para la $recuencia natural $n 2 03.3 %.5

0 * $n 2 $n 2 de 2 0. mm

34 de

. -alcular la constante de muelle total re"uerida ara obtener una *recuencia natural *na artir de 6

0 1..*

$n 2 1 2 . 1* 7 mm.

34 6

(. A continuaci#n se determina la constante del muelle de cada uno d e los aisladores 5

1i 2 1 7 2 . 7 2 . 1*7 mm

. Se determina el peso soportado por cada aislador5 9i 2 9 7 2 8* 7 2 0G.H8*.

modulo iii vibracion

Documents