Los clientes a menudo nos envían primero dos números: el peso del equipo y la aceleración máxima de choque. Estos son suficientes para estimar la fuerza de choque, pero no para seleccionar un aislador de vibraciones.

Por ejemplo, 5 g nos indica la aceleración máxima, pero 5 g / 11 ms proporciona información mucho más útil. Los 11 ms adicionales describen la duración del pulso de choque, que puede afectar significativamente el desplazamiento del aislador y la respuesta del equipo.

Es por eso que la selección de aisladores de choque en HOAN comienza con el cálculo de la carga, pero no termina ahí.

Fórmula básica de carga de choque

Se puede hacer una estimación simple usando:

F = m × a

Cuando la aceleración se da en g:

F = m × G × 9.81

Donde:

·F = fuerza inercial estimada (N)

·m = masa del equipo (kg)

·G = aceleración máxima de choque (g)

·9.81 = aceleración gravitacional (m/s²)

Para una unidad de 40 kg expuesta a un choque de 5 g:

F = 40 × 5 × 9.81 = 1,962 N

La fuerza inercial máxima estimada es de aproximadamente 1.96 kN.

Si cuatro aisladores soportan el equipo por igual, la fuerza teórica es de aproximadamente 490.5 N por aislador.

Sin embargo, en una instalación real, rara vez asumimos una distribución de carga perfecta sin verificar el diseño de montaje y el centro de gravedad.

Por qué 5 g / 11 ms es más útil que solo 5 g

La aceleración máxima describe solo una parte de un evento de choque.

Considere:

5 g / 11 ms

Aquí, 5 g es la aceleración máxima y 11 ms es la duración del pulso. Cambie la duración manteniendo el mismo g máximo y la respuesta dinámica puede cambiar también.

Este es un problema común en las consultas de los clientes. Podemos recibir el peso del equipo y un valor como 5 g, pero aún necesitamos la duración del pulso y la dirección del choque antes de reducir el modelo de aislador.

Para muchos aisladores de vibraciones HOAN, 30 g / 11 ms es una condición de verificación de choque comúnmente utilizada. Proporciona una referencia útil durante las pruebas del producto, aunque la condición aplicable aún depende del modelo y la aplicación individual.

5 g / 11 ms vs. 30 g / 11 ms

Para el mismo equipo de 40 kg:

Aumentar la aceleración máxima de 5 g a 30 g aumenta la estimación simple de la fuerza inercial en un factor de seis.

Eso no significa que un aislador deba seleccionarse simplemente con seis veces la capacidad de carga. Su respuesta dinámica aún debe considerarse.

Qué comprueba HOAN después del cálculo

Una vez estimada la carga de choque básica, nuestros ingenieros normalmente analizan la instalación real.

La distribución de carga es lo primero. Un centro de gravedad descentrado puede colocar considerablemente más carga en uno o dos soportes que el promedio teórico.

El recorrido disponible también es crítico. Un aislador más blando puede reducir la aceleración transmitida pero permitir un mayor movimiento. Si ese movimiento excede el espacio libre disponible, el equipo puede entrar en contacto con estructuras circundantes o ejercer tensión adicional en cables y conectores.

La dirección de montaje también es importante. La compresión, el cizallamiento y otras direcciones de carga pueden producir respuestas diferentes del mismo aislador.

En la práctica, estos factores pueden eliminar un candidato incluso cuando su capacidad de carga nominal parece adecuada.

La forma del pulso de choque también importa

Los perfiles comunes de prueba de choque incluyen pulsos de media seno, diente de sierra de pico terminal y trapezoidales.

Por lo tanto, una especificación debe incluir la forma de onda cuando se conoce, en lugar de dar solo un valor de g máximo.

Qué buscamos a 30 g / 11 ms

Para aplicaciones evaluadas en torno a 30 g / 11 ms, seleccionar el aislador con la mayor capacidad de carga no es necesariamente el enfoque correcto.

Durante una revisión de ingeniería, HOAN generalmente verifica si:

· la carga estática está dentro del rango de trabajo adecuado;

·hay suficiente recorrido disponible durante el choque;

· la aceleración transmitida sigue siendo aceptable;

· la orientación del montaje cambia la respuesta efectiva;

· el equipo tiene suficiente espacio libre circundante;

·los choques repetidos podrían afectar la disposición del montaje.

Esto es particularmente relevante para los aisladores de cable de acero. Su rendimiento ante el choque depende no solo de la capacidad de carga, sino también de la deformación y la disipación de energía a través de la estructura del cable de acero.

Un soporte muy rígido puede restringir el movimiento pero transmitir más aceleración. Un soporte más blando puede proporcionar una mejor atenuación pero requerir más recorrido.

La elección correcta debe equilibrar ambos.

Estándares de prueba de choque

Diferentes aplicaciones pueden hacer referencia a diferentes estándares de prueba de choque.

MIL-STD-810H Método 516.8 cubre los métodos de prueba de choque mecánico y se cita ampliamente al definir entornos de choque para equipos.

Para equipos eléctricos y electrónicos instalados en vehículos de carretera, ISO 16750-3 aborda las cargas mecánicas, incluidas las vibraciones y los choques.

Estos estándares ayudan a definir las condiciones de prueba, pero no deben reemplazar los datos de la aplicación. El requisito de choque apropiado aún depende de dónde y cómo se instalará el equipo.

Información necesaria para la selección de aisladores de choque

Para una revisión preliminar de ingeniería de HOAN, la información más útil incluye:

· Peso y dimensiones del equipo

· Centro de gravedad, si está disponible

· Número y ubicación de los aisladores

· Aceleración máxima de choque (g)

· Duración del pulso (ms)

· Forma de onda del pulso

·Dirección del choque

· Desplazamiento disponible

·Orientación del montaje

· Entorno operativo

· Dibujo de instalación o archivo STEP

Un dibujo es particularmente útil cuando el centro de gravedad o los puntos de montaje no son simétricos.

De la carga de choque al aislador correcto

La fórmula F = m × a proporciona una primera estimación útil, pero no puede identificar el aislador de vibraciones correcto por sí sola.

En el trabajo práctico de selección de HOAN, se revisan conjuntamente el g máximo, la duración del pulso, la distribución de carga, el recorrido disponible y la dirección de montaje.

Esto evita dos problemas comunes: elegir un aislador que sea demasiado rígido y transmita una aceleración excesiva, o elegir uno que sea demasiado blando y permita más movimiento del que la instalación puede acomodar.

Preguntas frecuentes

¿Es 30 g / 11 ms lo mismo que 30 g?

No. 30 g describe la aceleración máxima, mientras que 11 ms describe la duración del pulso. Ambos son importantes al evaluar la respuesta al choque.

¿Se usa 30 g / 11 ms para todos los aisladores HOAN?

No. Es una condición de verificación de choque comúnmente utilizada para muchos aisladores de vibraciones HOAN, pero las condiciones de prueba reales y el rendimiento dependen del modelo y la aplicación.

¿El peso del equipo y el g máximo pueden determinar el modelo del aislador?

Proporcionan una estimación de carga inicial. También se deben revisar la duración del pulso, la dirección de montaje, el centro de gravedad, el movimiento permitido y el diseño de la instalación.

¿Es una mayor capacidad de carga mejor para el aislamiento de choques?

No necesariamente. Un aislador de mayor capacidad puede ser más rígido y podría transmitir más aceleración al equipo protegido.

¿Necesita ayuda para seleccionar un aislador de vibraciones?

Envíe a HOAN el peso de su equipo, la aceleración de choque, la duración del pulso, el dibujo de montaje y el desplazamiento disponible. Estos parámetros permiten a nuestros ingenieros reducir los modelos de aisladores adecuados antes de las pruebas de prototipo o la validación final.