Sistema de pruebas de vibración
Nos especializamos en el desarrollo y fabricación de sistemas de prueba de vibración electromagnética que reproducen con precisión las condiciones dinámicas del mundo real. Nuestros equipos abarcan un amplio rango de capacidades, desde 500 N hasta 400 kN, con frecuencias de operación entre 1 y 10 000 Hz, adaptándose a los diversos requerimientos de prueba. Gracias a su fiabilidad y versatilidad, son muy utilizados en sectores como la automotriz, la industria aeroespacial, la electrónica y las energías renovables, garantizando la resistencia, durabilidad y rendimiento de los productos a lo largo de toda su vida útil.
La vibración es el movimiento repetitivo que un componente genera cuando se aleja de su posición de reposo, puede ocasionar problemas en aplicaciones reales. Las vibraciones excesivas o descontroladas pueden causar desgaste prematuro, fallos funcionales, paradas inesperadas e incluso daños graves en los equipos.
Las pruebas de vibración permiten simular las condiciones reales de uso de los productos para evaluar su resistencia. Ayudan a detectar fallas de diseño, asegurar la solidez de la estructura y garantizar la durabilidad bajo condiciones exigentes.
Los vibradores electrodinámicos crean fuerzas de vibración controladas mediante la interacción de campos electromagnéticos. En su interior, un circuito magnético fijo compuesto por un polo central, un yugo cilíndrico y un entrehierro diseñado con precisión, genera un campo magnético estable y concentrado cuando la bobina de excitación recibe corriente continua. Esto permite producir movimientos vibratorios precisos y repetibles dentro del sistema de prueba.
El conjunto móvil, o armadura, se mantiene alineado mediante un sistema de suspensión. Al aplicar corriente alterna a la bobina, esta interactúa con el campo magnético, generando fuerzas que hacen oscilar la armadura y la mesa. Así, la energía eléctrica se transforma en movimiento mecánico preciso, permitiendo simular perfiles de vibración de manera controlada. La fuerza generada sigue la relación F = B × L × I, dependiendo del flujo magnético, la longitud del conductor y la corriente aplicada.
F – Fuerza electromagnética (N): La fuerza que se produce en la bobina cuando interactúa con el campo magnético.
B – Densidad de flujo magnético (T): Qué tan intenso es el campo magnético dentro del espacio entre los polos del imán.
I – Corriente en la bobina (A): La cantidad de corriente eléctrica que circula por los hilos de la bobina.
L – Longitud efectiva del conductor (m): La parte del conductor que realmente participa en la interacción con el campo magnético.
Un sistema de vibración electrodinámico funciona como un circuito de retroalimentación cerrado que combina varios elementos: un agitador electrodinámico, un amplificador de potencia, un sistema de refrigeración, un controlador de vibración y sensores como acelerómetros.
Cuando el sistema está en funcionamiento, el controlador envía una señal de excitación de baja potencia, cuidadosamente ajustada. El amplificador aumenta esta señal y la transmite a la bobina del agitador, provocando un movimiento controlado del conjunto móvil. Mientras tanto, los acelerómetros registran las vibraciones en tiempo real y envían los datos de vuelta al controlador. Esto permite ajustar constantemente la señal de excitación, manteniendo la vibración dentro del rango deseado. Para asegurar un funcionamiento estable y evitar el sobrecalentamiento, el sistema incluye un método de refrigeración ya sea por aire o por agua que elimina el calor generado durante periodos prolongados de operación.
- Condiciones de la prueba
Define claramente lo que esperas del ensayo: niveles de aceleración, velocidad, desplazamiento máximo, rango de frecuencias y dirección de la vibración. Estos parámetros son clave para asegurarte de que el sistema pueda cumplir con sus objetivos. - Tipo de prueba
Determina qué tipo de simulación necesitas: vibración sinusoidal, aleatoria, de impacto o una combinación de condiciones ambientales. Esto permite que el equipo se configure de manera adecuada a sus estándares específicos. - Información de la muestra
Proporciona detalles sobre el peso, tamaño y centro de gravedad del objeto a probar. Con esta información, podrás elegir un sistema capaz de manejar la carga de forma segura y ofrecer resultados precisos y confiables.
- Paso 1: Preparar el equipo - Elige una mesa deslizante y un expansor de cabezal que se ajusten al tamaño de tu muestra y a la dirección de la vibración que desea aplicar. Los catálogos de especificaciones pueden ayudarle a conocer el peso de estos accesorios.
- Paso 2: Estimar la masa del conjunto móvil - Selecciona una masa aproximada del elemento móvil (la armadura) que servirá como referencia para los cálculos.
- Paso 3: Calcular la fuerza de excitación - La fuerza requerida se obtiene con la siguiente fórmula:
F = (m1 m2 m3 … mx) × a
Donde:
F = fuerza de excitación (en newtons, N)
m1 = masa de la armadura (kg)
m2 = masa de la mesa auxiliar o expansor (kg)
m3 = masa de la muestra (kg)
mx = otras masas involucradas (accesorios, pernos, etc.) (kg)
a = aceleración máxima que requiere la prueba (m/s²)
Imaginemos que tenemos una muestra de prueba de 20 kg con dimensiones de 280 × 280 mm, y que el equipo que se usará pesa 10 kg. La prueba se realizará únicamente en la dirección vertical (eje Z), aplicando una aceleración máxima de 15 g.
Para este ejemplo, utilizaremos como referencia el sistema de vibración TS10-240, cuyo elemento móvil (la armadura) tiene una masa aproximada de 10 kg.
Datos de cálculo:
- m1 – Masa de la armadura: 10 kg
- m2 – Masa del expansor de cabezal: 10 kg
- m3 – Masa de la muestra: 20 kg
- mx – Masas adicionales (accesorios, pernos, etc.): 10 kg
- a – Aceleración máxima deseada: 15 g, que equivale a 15 × 9.8 = 147 m/s²
Cálculo:
Cálculo de la fuerza de excitación (F) = (m1 m2 m3 mx) × a = (10 10 20 10) × 147 = 7350 N
Esto significa que, para cumplir con las condiciones de la prueba, se necesita un sistema capaz de generar al menos 7350 N de fuerza de excitación.
Como las muestras y los accesorios pueden tener comportamientos propios ante distintas frecuencias, es recomendable considerar un 20 % adicional al calcular la fuerza necesaria. Esto ayuda a garantizar que el sistema pueda manejar las pruebas de forma confiable y segura.
En este ejemplo:
- La fuerza calculada fue de 7350 N.
- Aplicando un factor de seguridad de 1.2: N × 1.2 = 8820 N
Como el sistema TS10-240 puede generar una fuerza sinusoidal nominal de 10 000 N, este equipo es más que suficiente para realizar la prueba de manera segura y confiable.
En este caso, el sistema de vibración TS10-240 cumple con los requisitos de fuerza, ofreciendo además un margen de seguridad adecuado. Si la fuerza total calculada, incluyendo el margen adicional, hubiera excedido la capacidad del equipo, habría que considerar un modelo más potente y repetir los cálculos para asegurarse de que se adapta a la prueba. Este procedimiento se repite hasta garantizar que todas las condiciones de ensayo se cumplan de manera segura y confiable.
Señal de salida LED con iluminación lateral y panel acrílico transparente/espejado, JELBEX
ft-emergencylight.com.ar
