Fuerzas Reciprocantes

En una máquina reciprocante las fuerzas no son constantes. La presión del gas en el cilindro, así como las fuerzas de inercia varían durante el ciclo. El resultado neto es la transmisión de fuerzas periódicas o fuerzas de sacudimiento a la estructura sobre la cual está montado el motor, con el consecuente ruido, vibración y tensiones nocivas.

Se utiliza un modelo dinámicamente equivalente de la biela, reemplazando su masa, concentrada en su centro de gravedad por un eslabón con dos masas concentradas, una en la junta de la biela y otra en la junta del pistón. Para hacer esta sustitución se deben establecer tres requisitos de equivalencia dinámica.

La importancia de estudiar estos sistemas, no solo es por su general aplicación en motores, sino su amplia aplicación en otros equipos como agitadores, tamizadores, etc.

Las condiciones para crear un sistema dinámicamente equivalente son:

1.- La masa del modelo debe ser igual a la del cuerpo original.

2.- El centro de gravedad del sistema debe estar ubicado en la misma localización que el del cuerpo original.

3.- El momento de inercia debe ser igual a la del cuerpo original.

Es posible crear un modelo similar al sistema original que tenga el mismo desbalance rotacional con una masa concentrada en la manivela.

El resultado que se obtiene es un modelo dinámico compuesto de una masa giratoria que generará fuerzas centrífugas de la forma:

m_TOT=∑_(i=0)^n▒m_i

y una masa reciprocante, que introducirá fuerzas inerciales de la forma:

Para lograr un equilibrio estático es necesario equilibrar todas las masas involucradas en el sistema montado sobre la manivela.

Para eliminar las fuerzas de desequilibrio alternativo se requerirá introducir otras masas adecuadamente dispuestas.

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