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Los materiales de amortiguación son esenciales en mecánica y construcción. Se utilizan para absorber impactos y vibraciones y para mejorar el funcionamiento de máquinas y sistemas. Debido a sus propiedades únicas, se pueden utilizar en diversas aplicaciones mecánicas y técnicas. Este artículo describe diferentes tipos de materiales de amortiguación y elásticos, así como su aplicación en mecánica y construcción. Este artículo trata sobre diferentes tipos de materiales de amortiguación, cómo se utilizan en aplicaciones mecánicas y qué propiedades específicas tienen.
En mecánica se pueden utilizar materiales de amortiguación como amortiguadores de vibraciones para reducir la vibración, los golpes y/o el ruido generado por sistemas mecánicos como motores, transmisiones y otros componentes. Reduciendo las emisiones de vibración y ruido de los sistemas mecánicos se mejoran el rendimiento general del sistema, la fiabilidad y la seguridad. Amortiguando eficazmente su sistema, optimiza las propiedades de su aplicación y reduce el riesgo de daños o fallos. Dado que el uso de materiales amortiguadores minimiza la tensión del material causada por las vibraciones, aumentan significativamente la vida útil de un sistema mecánico.
Existen diferentes tipos de materiales amortiguadores que se pueden utilizar de manera eficiente en mecánica y construcción, como poliuretanos, elastómeros y espumas. Cada material tiene sus propias propiedades específicas que deben tenerse en cuenta para la aplicación respectiva y las posibles soluciones. La elección del material de amortiguación depende de los requisitos específicos del sistema, como la frecuencia de la vibración o la intensidad del golpe.
La goma de poliuretano tiene buenas propiedades de amortiguación de vibraciones. Tiene una excelente resistencia mecánica y, en combinación con su alta resistencia a la abrasión, es particularmente duradera. Dado que el caucho de poliuretano tiene propiedades pronunciadas de amortiguación de vibraciones, amortigua eficazmente los impactos y absorbe la energía resultante. También tiene una excelente resistencia al aceite y es principalmente adecuado para su uso en entornos secos y sin productos químicos. Dependiendo del área de aplicación, se pueden utilizar tipos de caucho de poliuretano especialmente resistentes al calor, antiestáticos o resistentes a la abrasión.
| Designación | Unidad | Goma de poliuretano | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Estándar | Vulkollan® | Resistente a la abrasión | Caucho de poliuretano cerámico | Resistente al calor | Brazo de rebote | Muy suave | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Dureza | Shore A | 95 | 90 | 70 | 50 | 30 | 92 | 68 | 90 | 70 | 95 | 90 | 70 | 50 | 90 | 70 | 15 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gravedad específica | g/cm³ | 1.13 | 1.13 | 1.20 | 1.20 | 1.20 | 1.26 | 1.20 | 1.13 | 1.13 | 1.2 | 1.15 | 1.13 | 1.03 | 1.02 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Resistencia a la tensión | MPa | 44 | 27 | 56 | 47 | 27 | 45.5 | 60 | 44.6 | 31.3 | 42 | 26 | 53 | 45 | 44.6 | 11.8 | 0.6 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Alargamiento | % | 380 | 470 | 720 | 520 | 600 | 690 | 650 | 530 | 650 | 360 | 440 | 680 | 490 | 530 | 250 | 445 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Estabilidad térmica de hasta | °C | 70 | 80 (a corto plazo 120) | 70 | 70 | 120 | 70 | 80 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Resistencia a bajas temperaturas de hasta | °C | -40 | -20 | -20 | -20 | -40 | -20 | -20 | -20 | -40 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Los elastómeros se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones mecánicas. Los elastómeros utilizados comúnmente en aplicaciones industriales incluyen:
Los elastómeros son muy versátiles y se pueden utilizar en diferentes diseños para una amplia variedad de aplicaciones. Los elastómeros generalmente tienen un efecto de amortiguación pronunciado y, por lo tanto, pueden soportar incluso fuertes vibraciones y golpes. Dependiendo del tipo de caucho utilizado, el material tiene propiedades particularmente químicas y resistentes a la temperatura y puede utilizarse en aplicaciones donde se requiere un alto nivel de absorción de impactos.
| Designación | Unidad | Caucho de nitrilo (NBR) | Caucho de cloropreno (CR) | Goma de etileno (EPDM) | Caucho de butilo (IIR) | Caucho fluorado (FPM) | Goma de silicona (SI) | Caucho duro (Hanenaito®) | Caucho natural (NR) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Estándar | Versión de alta resistencia | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Dureza | Shore A | 70 | 50 | 65 | 65 | 65 | 80 | 60 | 70 | 50 | 50 | 57 | 32 | 45 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gravedad específica | g/cm³ | 1.60 | 1.30 | 1.60 | 1.20 | 1.50 | 1.80 | 1.90 | 1.20 | 1.20 | 1.30 | 1.20 | 0.90 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Resistencia a la tensión | MPa | 12.7 | 4.4 | 13.3 | 12.8 | 7.5 | 12.5 | 10.8 | 7.4 | 8.8 | 7.8 | 8.3 | 10.3 | 16.1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Alargamiento | % | 370 | 400 | 460 | 490 | 380 | 330 | 270 | 300 | 330 | 400 | 810 | 840 | 730 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Máx. Temperatura de funcionamiento | °C | 90 | 99 | 100 | 120 | 120 | 230 | 200 | 200 | 60 | 70 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Temperatura para uso continuo | °C | 80 | 80 | 80 | 80 | 210 | 150 | 150 | 30 | 70 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Resistencia a bajas temperaturas de hasta | °C | -10 | -35 | -40 | -30 | -10 | -70 | -50 | 10 | 0 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Las espumas son capaces de amortiguar las vibraciones de forma eficaz absorbiendo la energía de la vibración a través de una multitud de poros individuales. Son muy flexibles y también se pueden instalar en superficies irregulares o curvas. Tienen buena elasticidad y, debido a su porosidad y bajo peso, se pueden utilizar de diversas maneras para minimizar las vibraciones y amortiguar el sonido. Otra ventaja de la espuma es el amplio rango de frecuencias en el que puede absorber vibraciones.
Los amortiguadores se utilizan en mecánica para reducir o amortiguar el movimiento de un objeto o sistema. También pueden evitar retrasos que pueden causar vibraciones y oscilaciones en los sistemas mecánicos. Los amortiguadores se utilizan a menudo en sistemas mecánicos para absorber los impactos y amortiguar la velocidad de los objetos en movimiento, cuando cambian de dirección o se encuentran con un impacto. A menudo se utilizan para amortiguar sistemas hidráulicos (por ejemplo, aceite), lo que permite un diseño compacto y características de funcionamiento robustas.
En esta hoja de datos, MISUMI muestra un ejemplo de aplicación para “absorbedores de impactos en mecánica”.
Las características de amortiguación son un factor importante a la hora de seleccionar el amortiguador adecuado para una aplicación. Esta característica describe el comportamiento del amortiguador en función de la velocidad y la desviación del objeto en movimiento.
Existen diferentes tipos de características de amortiguación que se determinan por el tamaño, número y alineación de las aberturas entre la cámara de presión y el acumulador de presión dentro del amortiguador.
| Estructura | Ejecución por fuerza prefabricada | Descripción | ||
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| Una abertura | Diseño S Tipo A Tipo B Tipo L |
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Un diseño de orificio único tiene las mismas propiedades de resistencia que un diseño ranurado con espacio entre el pistón y el cilindro, un diseño de tubería única con una abertura en el pistón, o un diseño de tubería doble y una sola abertura. Un pistón con una abertura funciona en un cilindro lleno de aceite. Dado que la superficie de apertura es la misma durante todo el recorrido, la resistencia es mayor inmediatamente después de un impacto y luego disminuye uniformemente durante el resto del recorrido. |
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| Múltiples aberturas irregulares | Velocidad media | |
En este diseño de tubo doble, el pistón recorre el tubo interior. Este tubo interno tiene varias aberturas en la dirección de elevación y no solo se puede absorber energía constante, sino también energía de diferentes fuentes. Diseñado para la absorción de energía cinética durante la primera mitad de la carrera y la regulación de la velocidad durante la segunda mitad. Por lo tanto, es adecuado para la absorción de energía en relación con los cilindros neumáticos. |  |
| Múltiples aberturas | Alta velocidad Diseño en H |
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En este diseño de tubo doble, el pistón recorre el tubo interior. Tiene varias aberturas en la dirección de elevación. Dado que las aberturas se hacen lentamente más pequeñas a una velocidad de elevación decreciente, la resistencia permanece relativamente constante, incluso si es ligeramente ondulada. |  |
Al seleccionar el amortiguador adecuado para una aplicación, deben tenerse en cuenta otros factores además de las características de amortiguación para lograr un efecto de amortiguación óptimo. Para determinar el amortiguador correcto para su aplicación, deben realizarse los siguientes cálculos y pruebas:
La elección del amortiguador depende del tipo de aplicación. Por ejemplo, las aplicaciones de alta velocidad requieren amortiguadores con una mayor capacidad de amortiguación.
Se deben considerar la temperatura y las condiciones ambientales para lograr un rendimiento óptimo. La cuidadosa selección e instalación de amortiguadores puede ayudar a prolongar la vida útil de los sistemas mecánicos y minimizar el ruido y la vibración.