Diseño de un absorbedor de vibración dinámico amortiguado para una zaranda vibratoria

Universidad de Ingeniería y Tecnología

Diseño de un absorbedor de vibración dinámico amortiguado para una zaranda vibratoria

Docente

Juan Vega

Realizado por

Z., Celeste

R., Sebastian

S., Billy

L., Diego

C., Brandon

Curso

Dinámica

Barranco, Noviembre 2020

1. Problemática del proyecto

Las vibraciones son movimientos cotidianos que se pueden percibir de diferentes maneras, pero con característica de intervalos cortos. En la ingeniería civil las vibraciones pueden generar fallas en las estructuras, siendo esta la principal razón por la cual se desea eliminar cualquier tipo de ellas.

Estas vibraciones pueden ser generadas de manera natural y artificial. A pesar de que genera fallas, también ayuda en ciertos campos como en la mina a través de maquinarias como las zarandas con el fin de filtrar partículas de diferentes tamaños. En este campo se centrará el siguiente trabajo de modelado, análisis y diseño, sobre una cimentación y un sistema que soporta y aísla las vibraciones generadas por las máquinas sin producir falla en ellas.

1. Zaranda vibratoria

Es un equipo que facilita la separación y clasificación de materiales que suele ser usado en minería. Consta de un recipiente grande cuyo interior contiene diferentes cantidades de mallas inclinadas clasificadoras. Según León (2019), la inclinación recomendada va desde los -5° hasta los 20° y está relacionada con el rendimiento y la cantidad de mezcla con la que se puede trabajar. La mezcla ingresa a la zaranda en determinado lado y la vibración hace que la separación de materiales sea posible. Es importante hacer notar que el efecto vibratorio se desea aplicar sobre los materiales, mas no, sobre la máquina y su cimentación. Por eso, las zarandas siempre van colocadas sobre sistemas de amortiguación correctamente diseñados para suprimir todo efecto de este proceso.

1. Tipos de zarandas

Una de las formas de clasificar las zarandas es según su tipo de inclinación. Estas pueden ser de inclinación simple, doble, triple y múltiple, ya que, los diferentes tipos de zarandas están diseñados para cumplir los distintos requerimientos.

1. Zaranda seleccionada

En el presente caso de estudio se analizará la zaranda de modelo PVA 350120. La cual es una zaranda de tipo simple cuya ficha técnica se adjunta a continuación.

Imagen 1: Tabla de análisis de producto zaranda PVA 350120

Fuente: Peneiras Vibratórias Furlan

1. Cimentaciones

1. Características generales

La cimentación puede definirse en aquella parte de la edificación que está en contacto directo con el terreno y transmite las cargas de la estructura al suelo, incluyendo la masa de suelo que participa directamente con la estructura.

El objetivo principal de las cimentaciones es transmitir las cargas de una estructura a los estratos resistentes del subsuelo, de forma estable y con asentamientos totales y diferenciales que sean tolerables a dichas cargas.

1. Normativa

Existe una norma que regula el límite de vibraciones que puede tener un equipo dependiendo del motor y la potencia de este. A partir de la zaranda elegida, la norma ISO 10816- 3 recomienda lo siguiente:

Teniendo en cuenta que es un motor está en el rango del grupo 2, ya que tanto sus dimensiones están entre 160 mm a 315 mm como el motor es de baja potencia. Ahora analizando si la base es rígida o flexible la consideraremos flexible, ya que si al menos un 25% de los soportes son rígidos, se considera como tal. En cuanto a la velocidad, asumimos que la máquina puede operar indefinidamente. Así que el máximo de su velocidad debería de ser 4,5 mm/s. Sin embargo también consultamos con un experto en el área de maquinas mineras, Carlos Zamora, y nos recomendó hasta una velocidad de 6 mm/s. Según la imagen estaría dentro del rango operativo viable.

1. Propuesta

1. Entradas y salidas

El equipo seleccionado para este proyecto es una zaranda, la cual puede ser tomada como un sistema de un grado de libertad. A partir de esto, las entradas serían las perturbaciones provocadas principalmente por las cargas muertas, cargas externas, movimientos sísmicos y las fuerzas aplicadas al sistemas. Asimismo, las salidas dependen de la respuesta del sistema a las perturbaciones mencionadas anteriormente.

1. Modelo

Como propuesta del modelo de solución para la reducción de las vibraciones de la zaranda, optamos por hacer uso de un absorbedor de vibración dinámico amortiguado. Este es un dispositivo mecánico que tiene como función la reducción o eliminación de vibraciones emitidas por distintas máquinas. Por otro lado, estos dispositivos están compuestos por una masa extra anexada a la principal, la cual deberá estar protegida contra vibraciones. De este modo, el modelo se establece como un sistema de dos grados de libertad.

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