Criterio para seleccionar el muelle elastomérico reforzado

A continuación, se detallan los puntos a seguir para seleccionar el muelle elastomérico reforzado para la aislación de vibraciones.

1 – Cálculo de carga de la aplicación por muelle

La carga de la aplicación está relacionada con el peso de la máquina y el peso de la carga con la que trabajará la máquina. Por tanto, considerando un centro de gravedad equidistante para un reparto equitativo de los pesos, el rango de cargas de cada muelle de caucho reforzado se calcula de la siguiente forma:

Carga\quad mínima = \frac{Peso\quad de\quad máquina\quad descargada}{nº\quad de\quad muelles}

Carga\quad máxima=\frac{(Peso\quad de\quad máquina\quad descargada+carga\quad máxima)}{(nº\quad de\quad muelles)}

Es recomendable un ajuste de la fuerza calculada al alza para posibles sobrecargas o errores de cálculo.

2 – Seleccionar el muelle que cobra el rango de fuerzas

Con los valores de carga de la aplicación obtenidos, es recomendable seleccionar un muelle de caucho reforzado cuyo rango de cargas esté centrado.

Los muelles elastoméricos reforzados pueden trabajar hasta 27,5% de compresión de su altura estática, pero es recomendable seleccionarlo a una deflexión para la carga máxima del 25% o inferior, incrementando así la vida del producto, así como su estabilidad.

Si los requisitos de carga son cumplimentados por más de una referencia, seleccionar la que menos frecuencia natural posea, ya que aportará mayor porcentaje de aislamiento.

3 – Verificar los parámetros de diseño

Verificar que el muelle de caucho tejido seleccionado cumple con los requisitos de carrera de la aplicación (nunca exceder la carrera recomendada) y que haya espacio suficiente para el diámetro máximo que vaya a adquirir el muelle durante la compresión.

4 – Verificar porcentaje de aislación

Verificar que el porcentaje de aislación de la transmisión sea suficiente. Para ello, utilizar el valor de la frecuencia natural a la altura de trabajo y la siguiente formula:

\%Aislación= 100 - \left[\frac{1}{\left(\frac{f_e}{f_n}\right)^2-1}\right]

Donde: f_e = \text{Frecuencia de excitación [Hz]}, \quad f_n = \text{Frecuencia natural [Hz]}

En el siguiente gráfico se muestra la transmisibilidad o la aislación que se obtiene del ratio de las frecuencias.

La aislación solo se obtendrá si la frecuencia de excitación es al menos 1,4 mayor que la frecuencia natural:

f_e > \sqrt{2} \cdot f_n

El valor de la frecuencia natural propia se indica en cada ficha técnica a diferentes niveles de compresión. El cálculo en un sistema sin amortiguación se realiza empleando la siguiente formula:

f_n = 0.5 \cdot \sqrt{\frac{K}{L}}

Donde: K = \text{Rigidez [kN/m]}, \quad L = \text{Carga [kN]}

La rigidez, definida como la cantidad de fuerza requerida para comprimir 1 pulgada el muelle, es igual a la pendiente de la curva carga-desplazamiento a cada carga. Dado que la curva del muelle de caucho reforzado no es lineal (así como el resorte metálico si lo es), la rigidez varía con la deflexión.

K = \frac{\text{Carga}}{\text{Deflexión}}