BANCO DE VIBRACIONES UNIVERSALES

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1 BANCO DE VIBRACIONES UNIVERSALES
INGENIERIA MECANICA BANCO DE VIBRACIONES UNIVERSALES Camacho Porras Miguel ángel, Cuesta Meza Andrés Tadeo, Cortes Rodríguez María Vianey, Cerezo Sánchez Miguel, Durazo Rodríguez Juan Bosco González Morales Alan Eduardo, Flores Moreno Mario, López Muñoz Alan Isaías, Luna Serrano Ángel Glenn, Soto Mora Maximiliano Tijuana, Baja California RESUMEN El área de vibraciones reviste gran importancia dentro de las materias de aplicación, debido a que muchos de los problemas en ingeniería mecánica se pueden prevenir, predecir y corregir. En el campo de las vibraciones mecánicas este equipo puede ser de gran ayuda para el análisis adecuado de vibraciones. INTRODUCCIÓN RESULTADOS Una característica fundamental de los sistemas excitados por fuerzas externas es que su respuesta está conformada por un estado transitorio y un estado permanente. El transitorio se debe a la acción conjunta de la respuesta libre y la respuesta forzada, pero debido a que la respuesta libre es decreciente en el tiempo, después de alcanzado un cierto tiempo la respuesta del sistema estará únicamente dada en función de la respuesta forzada . Sistema de un grado de libertad con vibración forzada; la cual ocurre cuando dicho sistema oscila debido a la acción de fuerzas externas que lo excitan. Cuando la excitación es de tipo oscilatorio, el sistema tiende a vibrar de la misma manera y con la misma frecuencia, es decir que la respuesta del sistema estará en función de la frecuencia de excitación. Para el desarrollo del análisis se consideran tanto las masas, como también el material con que está hecho el resorte para conocer sus propiedades, su constante de rigidez y, en caso necesario, la constante del amortiguador, para así poder obtener un modelo matemático representativo de una situación en específico. A continuación se muestran las pruebas hechas por medio de un acelerometro y osciloscopio. Estos resultados fueron en base a vibración libre y forzada, teniendo en cuenta el sub-amortiguamiento y amortiguamiento. MATERIALES Y MÉTODOS Para la realización de el banco de vibraciones universales se utilizo aluminio. Esto en perfiles, placas y componentes, así como tornillos de acero inoxidable, etc. Los perfiles de la serie 20 se utilizan para manipuladores finales de robots, marcos y puertas de tamaño pequeño se utilizaron accesorios de montaje para ranura de 6mm y el centro del perfil de rosca a 6m. Propiedades del perfil de aluminio 20x20 Fabricación de aleación de aluminio 6105-t5, 6005-t5, 6061-t5, 6063-t5 Resistencia atención 240N/mm2 (38,000 psi) Dureza Brinell 75 HB Estable de -40 a 200°C Anonizado claro AAM10, C22, A31 Estrucciones con especificación DIM17615. Imagen 8. Diseño del banco en SolidWorks Imagen 9. Resultado físico del banco Imagen 7. Prueba con acelerómetro 407860, pesa de 300 g. Aceite 20-50w multigrado Imágen 6. muestra el periodo de la vibración y como se comporta Imágen 5. Espectro de vibración libre sub-amortiguada Imagen 1. Diseño del perfil de aluminio 20x20 Ensamble de la estructura Para el ensamble del perfil de aluminio 20x20 se utilizaron “sujetadores” a tres vias de aluminio, estas fueron apretados mediante tornillos de acero inoxidable, como lo muestra la imagen 2 y 3. CONCLUSIONES Como resultado final se obtuvo el banco de vibraciones universales con los objetivos deseados. Se pudo medir mediante cálculos los diferentes tipos de vibraciones que se dan dentro del vaso con diferentes aceites y viscosidades para el amortiguamiento de “c” y también poder medir los espectros que nuestro motor crea dentro de la estructura. Mediante diferentes perforaciones dentro de nuestro disco nos da diferente colocación de nuestro mecanismo giratorio. Esto nos permite observar dentro de un acelerómetro las diferentes respuestas de nuestro sistema con mover la estructura dentro de el tan solo medio milímetro. También se dan diferentes factores de amortiguamiento en el resorte dependiendo del fluido utilizado dentro del vaso. En general, un proyecto recreativo y entretenido ya que se logra comprender a fondo como trabajan las vibraciones dentro de un sistema, como también todos los factores que esto conlleva. Imagen 2. Ensambles de aluminio AGRADECIMIENTOS A nuestros catedráticos quienes fueron de gran apoyo para la realización de este proyecto: Juan Antonio Paz González, Mauricio Leonel Paz González, Benjamín González Vizcarra. A el Ing. Israel de los Santos por facilitarnos el uso del taller metal-mecanico. Imagen 3. Medidas de cubos Imagen 4. Estructura del banco de vibraciones REFERENCIAS [1] Rao, S. (2011). “Vibraciones mecánicas”. México: Pearson, [2] White, G. (2010). “Introducción al análisis de vibraciones”. España: Azima. [3] Beer, P., Johnston, R. Cornwell, P. y Self, B. (2013). “Mecánica vectorial para ingenieros”. México: Mc Graw Hill.