Casi todos los productos, y en especial los componentes industriales (turbinas, motores, etc.), están constantemente sufriendo vibraciones mecánicas. Es muy importante, desde el punto de vista de la seguridad, predecir la vida útil de dichos productos a fin de conocer por adelantado el comportamiento de estos componentes frente a las vibraciones y calcular la vida útil (pruebas de fatiga).

El objetivo de la simulación de vibraciones es exponer a los productos y paquetes a las vibraciones que experimentarán durante su ciclo de vida (especialmente durante el transporte) y luego analizar su comportamiento frente a ellas con el objetivo de predecir daños a los productos finales y su packaging.

Además de los productos mecánicos, a lo largo del ciclo de distribución todo paquete sufre diferentes tipos de vibraciones durante su manejo y transporte. Con el fin de garantizar la entrega en perfecto estado de los productos, es necesario efectuar un análisis previo del comportamiento del packaging ante a las vibraciones. Se han estudiado procedimientos universales con este objetivo: procedimientos ISTA, ASTM, ISO, etc.

 

¿Qué es el análisis de vibraciones mecánicas?

 La vibración es la oscilación de un objeto respecto a un estado de equilibrio. Hay varios tipos de vibraciones: mecánicas con movimientos lineales, angulares o rotacionales; electromagnéticas, gravitacionales… No sólo estamos rodeados de ellas, sino que también estamos inmersos en ellas. La temperatura corporal es nada menos que una indicación del nivel de excitación de los electrones al vibrar. A continuación nos limitaremos a hablar sobre las vibraciones mecánicas lineales y angulares.

El análisis de vibraciones mecánicas es un proceso que comprende las siguientes fases:

1. Grabación de datos de vibración:

El primer paso en un análisis de vibraciones mecánicas es grabar las vibraciones para el proceso que deseamos analizar.

Un shock recorder es un dispositivo esencial que permite grabar los golpes, vibraciones y aceleraciones que suceden durante el transporte de un producto.

Recolectada mediante el uso de sensores de impacto para transportes y un giróscopo, esta información puede luego ser utilizada en el diseño y/u optimización del packaging que protege a los productos durante el transporte.

Un shock recorder es un sistema de monitoreo de vibraciones que, una vez instalado en un medio de transporte (camión, tren, barco, etc.), graba y almacena datos sobre los golpes, vibraciones y aceleraciones experimentados por la carga durante el transporte.

Descubre los principales parámetros de vibraciones durante el transporte

innRecord es el grabador de datos de Safe Load TT. Algunas de las características de innRecord son:

        Permite el registro de datos de aceleración y datos de aceleración en 3 ejes.

        Incluye un registrador de datos de impactos y vibraciones

        Puede grabar rutas según la fuerza y frecuencia de las vibraciones durante el transporte (PSD) en tres dimensiones, así como rotaciones en 2 ejes (cabeceo y alabeo).

Los datos grabados deben ser analizados para ser reproducidos en una mesa de vibración. InnRecord incluye un software de análisis de vibraciones. La información registrada por el shock recorder de Safe Load TT es almacenada es una tarjeta micro SD.

Luego, la información recolectada y posteriormente analizada puede ser reproducida con las familias de productos innDrop, innSlide, innWave e innShock, permitiendo simular las condiciones reales en las cuales se espera que la carga sea transportada.

2.Simulación

Los datos de vibración analizados pueden ser simulados en un equipo de vibraciones. Hay diferentes tipos de máquinas de vibración en el mercado. La siguiente sección detalla las diferentes máquinas y sus características.

Tipos de equipos de vibraciones en el mercado

Hay diferentes tipos de equipos de prueba de vibraciones en el mercado; las principales diferencias consisten en la tecnología utilizada, los tipos de vibraciones, la dirección de las vibraciones y la cantidad de vibraciones.

En lo que respecta a la tecnología utilizada, las máquinas de vibraciones pueden ser de los siguientes tipos:

 Vibración Electrodinámica: estas mesas vibratorias se caracterizan por tener:

  • Sistema electromagnético
  • Carrera corta
  • Muy alta aceleración
  • Muy altas frecuencias
  • Están especialmente diseñadas para componentes electrónicos. Pruebas de respuesta a las vibraciones y a la fatiga.

Vibrador Mecánico. Estas mesas vibratorias se caracterizan por tener:

  • Carrera constante
  • Bajas aceleraciones
  • Muy bajas frecuencias.

Son principalmente utilizados a nivel de laboratorio como agitadores mecánicos. Este tipo de equipo de vibraciones también es utilizado en ciertos estándares de testeo: ISTA, ASTM, TAPPI, ISO, MIL-STD, UN, DOT.

Vibración hidráulica: las máquinas hidráulicas de vibración ofrecen las mayores posibilidades en lo que respecta a las pruebas, y se caracterizan por tener:

  • Sistema de energía hidráulica
  • Carrera larga
  • Alta frecuencia (hasta 500 Hz)
  • Aceleraciones altas y bajas
  • Pueden testear altas cargas.
  • Otra diferencia entre las máquinas es la dirección de la vibración:

Vibración vertical:

La prueba de vibración vertical simula las vibraciones verticales experimentadas por la carga durante el transporte. Las vibraciones mecánicas sólo ocurren en direcciones verticales. Estas son las máquinas más comunes en el mercado.

Dentro del espectro de sistemas de vibración vertical, Safe Load TT ofrece una amplia gama de opciones: frecuencias que llegan hasta los 500 Hz y cargas de prueba de más de 1500kg.

  • Una de las características es la posibilidad de elegir entre dos tipos de carreras máximas: una de 75mm para simular todos los procedimientos estándar (ISTA, ISO, ASTM) y otra con una carrera de 200 mm.
  • Esta máquina, con una carrera más larga, ofrece la posibilidad de simular cualquier tipo de ensayo. Gracias al controlador de Real Vibrations, además de los procedimientos estándar, puede simular cualquier PSD de una ruta real de transporte registrada por un grabador de datos de vibraciones, ya sea innRecord (Safe Load TT) o cualquier otro grabador de vibraciones del mercado.
  • Los controladores de Real Vibrations ofrecen 3 tipos de interfaces de control  dependiendo del nivel del usuario final: modo simple, modo avanzado o modo científico, diseñado para centro de investigación y simulación.

  Vibración horizontal

Esta familia de mesas vibratorias sólo realiza movimientos vibratorios horizontales. Estas máquinas son una opción de equipo de ensayo de bajo costo para evaluar la integridad de sus diseños de packaging.

Normalmente, estas máquinas se basan en vibradores mecánicos. Este tipo de tecnología es más común en la simulación estructural para realizar vibraciones sísmicas.

Vibración multiaxial

Este es el equipo de vibraciones más completo del mercado. Estas máquinas pueden simular no sólo movimientos verticales sobre la carga, sino también otros movimientos de cabeceo y alabeo que suceden durante la distribución.

Durante las pruebas de vibración vertical sólo uno de los ejes se mueve, pero el sistema vertical + pitch & roll, además de ofrecer ese movimiento, genera otros que van más allá de una sola dirección durante el transporte. De esta manera se obtiene una vibración multiaxial, lo que permite simulaciones más realistas que antes no eran posibles.

Al hacer un análisis comparativo entre estos dos tipos de pruebas, podemos ver que la prueba de vibración vertical puede ser importante en las pruebas de rigidez de componentes electrónicos, mientras que la prueba de vibración + pitch & roll ofrece una simulación que es más cercana a la realidad del ciclo de distribución. 

La máquina multiaxial ofrecida por Safe Load TT es el Sistema de Vibración Vertical + Pitch & Roll. Esta tecnología patentada por Safe Load TT ofrece la posibilidad de efectuar vibraciones anulares de cabeceo y alabeo.

Los vibradores estándar de Safe Load TT ofrecen rotaciones de ±5⁰ y, como en todas sus máquinas, Safe Load TT ofrece la posibilidad de personalizar estos límites de rotación según las especificaciones del cliente. Al igual que las máquinas de vibración vertical, las máquinas P&R pueden simular PSDs para rutas de transporte registradas.

Lee más acerca de la Densidad espectral de potencia: qué es y cómo medirla

 

Cómo mejorar tu packaging por medio de la simulación de vibraciones

Gracias a la simulación de vibraciones puedes predecir los daños a tu packaging o productos. Optimizar tu packaging a través del uso de equipos de simulación te permite proteger la carga y obtener importantes ahorros. Es por esto que estamos dedicados a encontrar las máquinas de ensayo ideales para tu empresa, los productos que transportas y la ruta que siguen.

¿Quieres saber más sobre los parámetros de vibraciones y sobre cómo prevenir las vibraciones que afectan a tus productos durante el transporte? En Safe Load TT nuestra experiencia de más de dos décadas en el sector de la simulación de transporte y la industria del packaging están a tu servicio. Ponte en contacto con nosotros y hablemos sobre cómo podemos ayudarte.

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