Vibracion

INTRODUCCION.

El estudio de la vibración está interesada en el movimiento de cuerpos y las fuerzas asociadas a ellas. Todos los cuerpos poseen masa y elasticidad que son capaces de vibración.

Muchas máquinas y estructuras de ingeniería son experiencias de algunos grados de vibración y su diseño requiere generalmente consideraciones de su comportamiento oscilatorio.

Vibración:

En su forma mas sencilla puede considerarse como el movimiento de una máquina o alguna de sus partes en forma reciprocante de su posición normal de estabilidad.

Hay dos tipos de vibración: libre y forzada.

Vibración libre: Toma lugar cuando el sistema oscila bajo la acción de fuerzas inherentes en el sistema mismo y cuando las fuerzas externas marcadas están ausentes. El sistema bajo vibración libre, vibra de una de estas frecuencias naturales, el cual son propiedad del sistema dinámico establecido por la distribución de peso y masa.

Vibración forzada: la vibración que toma lugar bajo la excitación de fuerzas externas es llamada vibración forzada con frecuencia de excitación.

Frecuencia de excitación:

ω=2πf ω=2πn/60

f: frecuencia en ciclos/minutos.

n: número de r.p.m

Frecuencia natural:

ω_n=√(k/m) Rad/seg

Caso de resonancia:

ω〖=ω〗_n ; ω/ω_n =1

Características:

Frecuencia

Desplazamiento

Aceleración

Velocidad

Fase o diferencia de fase

Energía de impulso

UNIDAD I.- Movimiento oscilatorio.

El estudio de las vibraciones se refiere a los movimientos oscilatorios de los cuerpos y a las fueras asociadas con ellos.

Todos los cuerpos que poseen masa y elasticidad son capaces de vibrar. La mayoría de las máquinas y las estructuras experimentan vibraciones hasta cierto grado y su diseño requiere generalmente consideración de su conducta oscilatoria.

Los sistemas oscilatorios pueden clasificarse como:

Lineales: Sistemas lineales, se rige el principio de la superposición y las técnicas matemáticas para su tratamiento son bien desarrolladas.

No lineales: Las técnicas para el análisis de sistemas no lineales son menos conocidas y difíciles de aplicar.

Hay clases generales de vibraciones, libres y forzadas.

Vibración libre: ocurre cuando un sistema oscila bajo la acción de fuerzas inherentes al sistema mismo, y cuando las fueras externamente aplicadas son inexistentes.

Vibración forzada: la vibración que tiene lugar bajo la excitación de fuerzas externas es una vibración forzada. Cuando la excitación de fuerzas oscilatorias en el sistema es obligada a vibrar a la frecuencia de excitación. Si esto coincide con una de las frecuencias naturales del sistema, se produce una situación de resonancia y ocurren oscilaciones peligrosamente grandes.

El cálculo de las frecuencias naturales es de importancia capital en el estudio de las vibraciones.

W = Wn (caso de resonancia)

ω=2πn/60

CARACTERISTICAS DE LA VIBRACION.

Las características más importantes de la vibración son: frecuencia, desplazamiento, velocidad, aceleración y fase.

FRECUENCIA:

La frecuencia puede calcularse a partir de la amplitud midiendo periodo de tiempo (T) de un ciclo; para determinar la frecuencia basta con determinar el inverso del periodo como se aprecia.

LA frecuencia se exprese en unidades de ciclos por minuto (cpm) o de ciclos por segundos (cps), conocidas ahora como Hertz, donde 1 Hz = 60 cpm.

Al especificar la frecuencia en términos de cpm se hace más fácil relacionar el número de Revoluciones por Minuto (RPM) de una maquinaria rotativa.

Al analizar una máquina para resolver un problema específico, es indispensable conocer las frecuencias de las vibraciones, con lo cual identificamos la pieza defectuosa y la índole del problema, ya que la frecuencia de la vibración que se produce depende de la velocidad de la pieza.

De este modo un desequilibrio producirá una vibración con frecuencia de 1xRPM del componente y para un juego excesivo la frecuencia será de 2xRPM.

DESPLAZAMIENTO:

Es la distancia total medida en el recorrido de la masa, es desplazamiento muestra cuan lejos llega la masa de un lado a otro cuando vibra. A la distancia que en que desplaza una parte vibrante de un extremo hacia otro, se le conoce como “Desplazamiento PICO A PICO”

Milésimas de pulgada (1 mil = 0.001 in)

Desplazamiento

Milesimas de milímetro (1 micra = 0.001 mm)

VELOCIDAD:

Es la medida de la rapidez con que se desplaza o vibra la masa durante su oscilación. Como se aprecia en la fig. la velocidad de la masa es cero en los límites superior e inferior, ya que debe detenerse en tales puntos antes de invertir su dirección. La velocidad alcanza su expresión máxima (o cresta) en la posición neutral, donde la masa se ha acelerado por completo y empieza entonces su desaceleración. Como la velocidad varia constantemente durante el ciclo, solo se selecciona el valor más alto de la velocidad para ser medido.

VELOCIDAD: mm/seg ; pulg/seg

ACELERACION:

Es

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