Amortiguadores de vibraciones de malla de alambre tejido. ¿Qué es esto?

Casi todo el mundo conoce los amortiguadores de vibraciones fabricados con elastómeros. Cuando las condiciones se vuelven más desafiantes, los amortiguadores de vibraciones a base de caucho alcanzan sus límites. En este punto, las mallas de alambre d

Casi todo el mundo conoce los amortiguadores de vibraciones fabricados con elastómeros. Ya sea en el uso doméstico normal como placa de neopreno debajo de la lavadora o como base de la máquina debajo del aire acondicionado en el frente de la casa. En la industria, los amortiguadores de vibraciones también se encuentran en muchas aplicaciones. Las bombas están equipadas con amortiguadores de elastómero. Las cintas transportadoras tienen pies de máquina hechos del mismo material, y los módulos CHP a menudo se montan sobre alfombras amortiguadoras de vibraciones a base de poliuretano. En uso bajo condiciones atmosféricas, estos tipos de montajes funcionan muy bien. Cuando las condiciones se vuelven más desafiantes, los amortiguadores de vibraciones a base de caucho alcanzan sus límites. En este punto, las mallas de alambre de acero inoxidable tienen su nicho.

Estos amortiguadores son en gran parte desconocidos. En este punto, se analizarán con más detalle los problemas básicos relacionados con los amortiguadores de vibraciones fabricados con componentes de acero.

Fabricación en un proceso de varias fases, en parte a mano

El elemento principal de cada amortiguador de vibraciones es la almohadilla amortiguadora hecha de alambre de acero inoxidable. Esto se fabrica en un proceso de varias etapas. En primer lugar, se tejen varios alambres de acero inoxidable para formar un calcetín. Este proceso es comparable al tejido en la industria textil. Luego, esta media se enrolla para producir una estera. Si bien estos procesos aún están automatizados, los próximos pasos son el trabajo manual. La estera existente se tira sobre un mandril, se le da su forma (generalmente) cilíndrica y se suelda por puntos. Al final del proceso de fabricación, la pieza en bruto se prensa para crear una pieza moldeada elástica. Esto se usa como un cojín.

Pero, ¿cómo funciona esta técnica y qué parámetros se necesitan para diseñar y fabricar un cojín de este tipo?

Parámetros para el diseño

Un elemento se caracteriza por los mismos valores que se utilizan para describir la forma geométrica correspondiente. El diámetro exterior, el diámetro interior y la altura se requieren como base para un elemento cilíndrico. Para un elemento de amortiguación en forma rectangular el ancho, largo y alto. Se pueden adaptar otras formas. A partir de la masa respectiva de un elemento, se puede concluir la densidad. El peso es obligatorio, porque determina qué tan suave o duro será el amortiguador de vibraciones al final.

Formas y tipos de un cojín de malla de alambre tejido.

En este punto, se conocen el proceso de fabricación y los parámetros importantes para diseñar un cojín amortiguador. La pregunta, que surge involuntariamente, es ¿qué formas puede tomar un cojín tejido de acero inoxidable como este? Como ya se mencionó anteriormente, las formas estándar son el cilindro o el rectángulo. Estos se pueden hacer tanto: llenos como con un agujero. Los cojines con tacones integrados se pueden insertar en un perfil mediante un simple tornillo de cabeza cilíndrica o hexagonal. Recientemente, se han vuelto cada vez más comunes los cojines que, además, eliminan los movimientos radiales del sistema a través de su pretensión. A diferencia del talón, estos elementos ofrecen un cuello central que se puede insertar, por ejemplo, en un marco de perfil. Esto proporciona estabilidad adicional en el sistema de amortiguación y evita que el cojín se deslice. De este modo se puede evitar una posible unión rígida con el marco perfilado, que conduce a la transmisión de vibraciones. De esta manera, las fuerzas laterales se pueden manejar en menor medida.

Además de los tipos descritos, también existen cojines de formas especiales, que se pueden fabricar con mayor esfuerzo. Estos pueden, p. ser elementos con diferentes ángulos de inclinación en ambos lados. También se pueden producir almohadillas de amortiguación con varios orificios, tacones o escalones.

Diferentes materiales dependiendo de la temperatura o las condiciones ambientales.

Una gran fortaleza de la malla de alambre tejida es su efectividad a temperaturas superiores a 100°C. Esto está relacionado con el material. Los materiales estándar utilizados son 1.4301 y 1.4404. Si los requisitos son aún mayores, se pueden producir elementos de amortiguación de 1.4841 o 2.4816. Esto demuestra que la producción es posible a partir de una amplia variedad de tipos de acero, aunque en la mayoría de los casos los dos aceros inoxidables estándar 1.4301 y 1.4404 son perfectamente adecuados.

¿Cómo funciona un cojín amortiguador de malla de alambre tejido?

En este punto ya sabe cómo se fabrica un amortiguador de vibraciones de acero inoxidable. También sabe qué material se utiliza y qué se necesita para dimensionar un elemento de amortiguación. Surge la pregunta legítima, ¿cómo funciona exactamente una malla de alambre de este tipo y dónde están las ventajas en contraste con los elementos estándar?

La función de esta almohadilla amortiguadora se basa en la fricción interna de los cables enredados. Durante el movimiento inducido por vibración, los alambres de acero inoxidable dentro del cojín rozan entre sí. La energía introducida en el cojín se convierte así en calor y se "bombea" fuera del elemento a través de los canales capilares existentes entre los alambres. En este punto, se hace evidente que cuanto más material presente en un cojín, mayor será la absorción de energía. Más cables en este caso crearán más fricción. Sin embargo, no queremos profundizar más en este tema en este momento para no anticipar más entradas en el blog.

Ventajas de los cojines de amortiguación de malla de alambre tejido

Después de todo lo que se ha escrito hasta ahora. ¿Por qué debería utilizar amortiguadores de vibraciones con un tejido de acero inoxidable integrado cuando otras soluciones funcionan después de todo? ¿Qué beneficio obtiene de esta forma de amortiguación?

Una primera gran ventaja del amortiguador de vibraciones de malla de alambre tejido radica en su propio material. Mientras que los polímeros a menudo se vuelven más duros después de un tiempo o, en el peor de los casos, pierden su estabilidad dimensional a temperaturas superiores a 100 °C, el acero inoxidable no muestra ninguna inestabilidad a temperaturas más altas. Los cojines amortiguadores hechos de 1.4301 se pueden usar hasta temperaturas de 300 °C sin restricciones. Por encima de este rango, son posibles temperaturas aún más altas usando 1.4404 o 1.4841. En cuanto a la estabilidad dimensional, hay mucho que decir sobre el uso de mallas de alambre tejido. Por ejemplo, son dimensionalmente estables en un rango de carga dinámica de cinco veces la carga estática y vuelven a su forma original bajo carga estática. Esto significa que los picos de fuerza de duración limitada se pueden manejar bien. Son precisamente estos picos de fuerza los que pueden desequilibrar un sistema y hacer que la máquina se sesgue involuntariamente. Una curva de fuerza-desplazamiento semiparabólica con una gran rigidez en los rangos de carga alta garantiza que su máquina permanezca segura y silenciosa. Si bien la resistencia a la temperatura se discutió anteriormente, los aceros inoxidables también ofrecen protección contra la corrosión, así como contra las bases y los ácidos. Su diseño compacto ofrece la posibilidad de instalarlos en el menor espacio posible.

Estos aspectos puramente técnicos son una cara de la moneda. También se beneficia de los aspectos logísticos cuando utiliza almohadillas de amortiguación totalmente metálicas. Su larga vida útil de hasta 15 años evita la necesidad de reemplazar anualmente los elementos de vibración. Esto puede evitar tiempos de inactividad y, si es necesario, incluso paradas de producción. La experiencia también muestra que una carga continua de hasta 10^7 ciclos de carga no causa ningún problema para el cojín y no se puede detectar ningún comportamiento de asentamiento. Esto significa que una simple inspección visual anual durante el mantenimiento de su máquina es suficiente para evaluar el funcionamiento de los cojines.

Estos son ciertamente muchos buenos aspectos que hablan a favor del uso de este producto de nicho. Por otro lado, no se debe ocultar que también hay zonas en las que estos elementos no son adecuados. En el ámbito del ruido propagado por estructuras, los elementos fabricados en acero inoxidable no tienen un gran aislamiento debido a su propio material. En el rango de trabajo de menor carga estática de los elementos, la absorción de energía de los elementos es mucho menor que la de otros elementos amortiguadores. Además, debido al trabajo manual ya descrito al principio y los pasos de producción posteriores, los costes de fabricación de un amortiguador de vibraciones son aún más elevados. Por lo tanto, se debe considerar el equipamiento de máquinas con amortiguadores de malla de alambre tejido, que tienen una vida útil corta. Con una larga vida útil, las mallas de alambre tejido se pagan solas.

Campos de aplicación de los amortiguadores de malla de alambre tejido

Ahora conocemos muy bien la malla de alambre tejido y sus propiedades básicas. Pero, ¿dónde puedo usarlos? ¿Qué son las aplicaciones específicas?

Las posibles aplicaciones para estos montajes de máquinas son numerosas. Esta forma de desacoplamiento de vibraciones casi se puede usar donde se instale su alternativa. Las principales áreas de aplicación se pueden encontrar en los campos del transporte ferroviario, la ingeniería energética, la ingeniería de plantas y la ingeniería mecánica general. Aquí, la gama es muy amplia, desde máquinas herramienta en el taller hasta transformadores y tanques en la construcción de vehículos sobre raíles hasta silenciadores y convertidores catalíticos en la ingeniería energética. En estas aplicaciones también se pueden reconocer rápidamente las ventajas de los amortiguadores metálicos. En casi todas las aplicaciones, es fundamental que estén disponibles las 24 horas del día, los siete días de la semana, o al menos necesitan un mantenimiento muy rápido. En el campo del postratamiento de gases de escape, existen altas temperaturas, que no plantean problemas para los amortiguadores de vibraciones de acero inoxidable.

Esperamos que este breve resumen lo haya familiarizado un poco más con nuestro producto principal y esperamos brindarle apoyo con su próxima máquina o montaje de componentes.