Evita golpes al sistema

En el control de movimiento, a menudo es necesario (o necesario) detener suavemente una carga en movimiento. Los parachoques de goma, los resortes de compresión o los parachoques pueden hacer esto al absorber energía. Los topes y resortes almacenan energía, se comprimen y liberan, creando un rebote. Un amortiguador es un cilindro lleno de fluido con una abertura a través de la cual el fluido puede escapar en un flujo controlado. Cualquier fuerza que actúe sobre el pistón en el cilindro encontrará una alta resistencia del fluido al comienzo de la carrera y luego mucha menos resistencia a medida que el pistón se retrae. Sin embargo, ninguno de los tres elementos disipó la energía de manera uniforme. El efecto de una carga en movimiento sobre la resistencia crea una fuerza máxima que se transmite a los elementos móviles de la máquina oa la carga misma. Para disipar la energía uniformemente,

Este gráfico muestra una gráfica de fuerza versus carrera cuando la misma carga moviéndose a la misma velocidad golpea un tope de goma, un resorte, un tope y un amortiguador. En cada caso, la energía cinética a absorber es la misma, pero se disipa a diferentes velocidades. La tasa de desaceleración lineal es la combinación más eficiente de fuerza, espacio y tiempo que se puede usar para detener un objeto en movimiento. La tasa ideal es una curva casi cuadrada donde una fuerza constante resiste la carga hasta que se detiene.

El amortiguador desacelera linealmente la carga

El amortiguador convierte la energía cinética de la carga en calor y la disipa a la atmósfera. Dejan de mover cargas sin rebotar y generan descargas potencialmente dañinas para el equipo.

En su forma más general, el amortiguador consta de un cilindro de doble pared con un espacio entre las paredes interior y exterior concéntricas, un pistón, algún retorno mecánico para el pistón y una placa de montaje. El retorno del pistón suele ser un resorte, que se puede montar externamente alrededor del vástago del pistón o dentro del cilindro. Se perfora una serie de orificios en la pared interna del cilindro a intervalos exponenciales. La razón del espaciado exponencial proviene de la ecuación de energía cinética: KE=1/2 mv2.

El cilindro está lleno de líquido;Todo el aire es expulsado del fluido, ya que las burbujas de aire pueden provocar una acción esponjosa o errática, lo que reduce la eficacia del amortiguador. Cuando la carga en movimiento entra en contacto con el vástago del pistón, mueve el pistón hacia adentro, forzando el fluido a través del orificio en la pared interior del cilindro. El fluido es forzado a través del pasaje de retorno y hacia el espacio detrás de la cabeza del pistón. Cuando el pistón se retrae, cierra el orificio detrás de él, lo que reduce el área de medición efectiva y mantiene una fuerza de desaceleración uniforme a medida que la carga pierde energía.

La presión del fluido en el amortiguador es constante, proporcionando una resistencia constante a la carga. Cuando la energía cinética de la carga se acerca a cero, la carga se desacelera hasta detenerse. No hay rebote porque los amortiguadores no almacenan energía. Para volver a su posición extendida, deben ocurrir varios eventos. Primero, se debe quitar la carga del pistón. Luego, el resorte empuja el pistón hacia afuera, abriendo una válvula de retención que permite que el fluido fluya desde detrás del pistón hacia el espacio donde se retrae el pistón.

Los amortiguadores pequeños con orificios de menos de 3 pulgadas tienen una válvula de retención de bola para controlar el flujo de fluido. Los modelos más grandes usan válvulas de retención de anillo de pistón.

Amortiguadores fijos y ajustables

Hay dos tipos básicos de amortiguadores: amortiguadores con orificios fijos y amortiguadores con orificios ajustables. Orificios de perforación fijos, a veces llamados no ajustables, a lo largo de la pared interior del cañón a una distancia determinada por el fabricante. Aunque generalmente son menos costosos, están diseñados para el rango de carga de una aplicación específica y no se pueden cambiar para cumplir con los requisitos de otras aplicaciones. Son más económicos en aplicaciones de alto volumen donde los parámetros de operación precisos no cambian significativamente con el tiempo.

Los amortiguadores de orificio ajustable pueden manejar una variedad de cargas: 30 veces más que los amortiguadores no ajustables. Se ajustan moviendo un dial en el exterior del amortiguador. Esto mueve un anillo alrededor del orificio para controlar el tamaño de la abertura.

Controla la tasa de desaceleración controlando la cantidad de fluido forzado a través del orificio. El dial se gira 90° o 180° y se calibra en una escala de 1 a 10. En general, cuanto mayor sea el número, mayor será la resistencia al impacto. Por lo general, los ajustes se realizan observando la absorción de energía en diferentes configuraciones. La resistencia constante a la carga debe ser evidente durante todo el recorrido del amortiguador.

Diseño de orificio

El diseño del orificio es fundamental para el funcionamiento del amortiguador. Perforar un orificio circular en la pared interna del cilindro permitirá que el fluido fluya hacia el exterior del cilindro, pero causará una caída de presión o un cambio en la viscosidad del fluido debido a cambios en la temperatura del fluido. Un simple orificio crea un flujo laminar, que es menos eficiente en la disipación de energía y, a menudo, no se puede controlar con precisión.

A medida que el amortiguador se somete a ciclos cada vez más frecuentes, si hay mucho flujo laminar a través del orificio, la temperatura de funcionamiento aumentará. Los cambios resultantes en la viscosidad del fluido requerirán un reajuste constante del amortiguador. El orificio del filo de la navaja es muy corto en comparación con el grosor de la pared del cilindro interior. Estos producen un flujo no laminar, son insensibles a los cambios en la viscosidad del fluido y son fáciles de controlar.

Elige un amortiguador

Al elegir un amortiguador, el factor más importante a considerar es el tipo de carga que desea detener. Las cargas básicas que se encuentran en las aplicaciones de amortiguadores incluyen: inercia pura, caída libre, rotación y cargas sujetas a propulsión adicional. El peso de la carga y la velocidad son los siguientes dos factores más importantes para dimensionar un amortiguador. Los impactos potenciales al equipo, la cantidad de impactos por unidad de tiempo y las condiciones ambientales también deben tenerse en cuenta para seleccionar correctamente un amortiguador.

Las condiciones de aplicación incluyen temperaturas extremas, aceleración de la carga, fuerza de propulsión máxima aplicada a la carga y limitaciones de tiempo impuestas al equipo. Las limitaciones de tiempo incluirán tiempos de ciclo mínimos y máximos y el tiempo que tarda el amortiguador en volver a la posición extendida entre golpes. La tasa de ciclo es otra consideración importante. Si el amortiguador tiene que soportar demasiados impactos en un tiempo determinado, se sobrecalentará, lo que provocará un rendimiento deficiente y una falla prematura. Los ciclos rápidos pueden calentar el fluido, lo que reduce su capacidad para disipar energía.

Como medida de seguridad, la mayoría de los fabricantes recomiendan que los amortiguadores tengan un tamaño del 70 % al 80 % de su capacidad. Porque la cantidad de impacto que puede soportar el amortiguador es inversamente proporcional a su longitud de carrera;Duplicar la longitud de la carrera reducirá a la mitad el efecto de la carga.

Instalar

El amortiguador debe estar firmemente atornillado a la estructura de montaje no doblada. Se requiere algún tipo de tope externo para proporcionar un punto de anclaje firme y evitar que el pistón del amortiguador toque fondo al final de su carrera de desaceleración. El montaje se puede lograr taladrando y asegurando con un anillo elástico de montaje, la parte trasera en un orificio ciego taladrado y roscado y asegurando con una contratuerca o con su propia brida de montaje.

solicitud

Los amortiguadores se pueden utilizar en muchos lugares. Las aplicaciones incluyen funciones lineales, así como movimientos de rotación, caída libre, rodadura y deslizamiento. No importa si la acción es accionada mecánica, hidráulica o neumáticamente. Un caso común de amortiguadores es la maquinaria automatizada de alto ciclo que utiliza movimiento rotatorio. Para hacer esto, el amortiguador debe colocarse cerca del punto de pivote para proporcionar más espacio para el área de trabajo. Sin embargo, esta ubicación expone el amortiguador a condiciones de alto peso efectivo debido a la baja velocidad del amortiguador. La mayor parte de la energía cinética involucrada proviene de la propulsión y no de la inercia. Para tales aplicaciones, especifique amortiguadores diseñados para operar en el rango de velocidad de 1/4 a 2 pies/seg.

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