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Balanceo de maquinas reciprocantes

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Gabriel Belca

on 25 October 2013

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Transcript of Balanceo de maquinas reciprocantes

Balanceo de maquinas reciprocantes
En una máquina reciprocante las fuerzas no son constantes. La presión delgas en el cilindro, así como las fuerzas de inercia varían durante el ciclo. Elresultado neto es la transmisión de fuerzas periódicas o fuerzas desacudimiento a la estructura sobre la cual esta montado el motor, con elconsecuente ruido, vibración y tensiones nocivas.

La presente práctica tiene por objetivo estudiar la magnitud y variación de lasfuerzas de sacudimiento en un mecanismo biela manivela monocilíndrico, asícomo las formas de disminuirlas o lo que es lo mismo vamos a estudiar elbalanceo de este eslabonamiento por la importancia que tiene, ya que nosolo se lo usa en motores, sino en varios equipos como agitadores,tamizadores, etc.

Se utiliza un modelo dinámicamente equivalente de la biela, reemplazando la masa de la biela concentrada en su centro de gravedad por un eslabón con dos masas concentradas, una en el bulón de biela y otra en el bulón del pistón. Para hacer esta substitución debemos establecer tres requisitos de equivalencia dinámica. 

1.- La masa del modelo debe ser igual a la del cuerpo original. m3a + m3b = m3 2.- El centro de gravedad debe estar en la misma localización que el del cuerpo original rn3a ( la ) = rn3b ( lb ) 3.- El momento de inercia debe ser igual al del cuerpo original rn3a ( la )2 + rn3b ( lb )= IG3 Resolviendo las dos primeras ecuaciones y puesto que la + lb = 1 obtenemos: m3a : = m3*lb/l m3b:= m3*la/l 

Modelo estáticamente equivalente de la manivela
Es posible crear un modelo similar de la masa concentrada de la manivela,  para lo cual se modela un elemento con masa concentrada en A y que tenga el mismo desbalance rotacional que el elemento original.
m2 rG2 = m2a.r por lo tanto: 
m2a = m2*rg2/r El resultado es que se obtiene un modelo dinámico compuesto de una masa giratoria que generara fuerza centrifuga e igual a: ma= m2a + m3a Y una masa reciprocante, que produce una fuerza inercial igual a: mb = m3b+ m4

CÓMO BALANCEAR COMPLETAMENTE UN MOTOR MONOCILÍNDRICO: 
Un motor monocilindrico se lo puede considerar como un dispositivo uniplanar por lo tanto para su equilibrio estático, es necesario equilibrar la manivela. Para ello se necesita una masa de equilibrio de cierto radio a 180 grados de la masa concentrada en un punto al otro extremo de este. Cuyo producto (m*r) es igual al producto de la masa en el otro extremo y su radio. m equi * r equi = - mA * rA 
Para eliminar por completo esta fuerza
de sacudimiento en desequilibrio se requerirá la introducción de otras masas alternativas que oscilen a 180 grados fuera de fase con el pistón. Esto se puede llevar a cabo añadiendo un segundo pistón y un cilindro, dispuestos apropiadamente.
En el motor monocilindrico no existe forma alguna de eliminar por completo el desequilibrio alternativo con un solo contrapeso rotatorio, pero la fuerza de sacudimiento se reducirá aumentando un contrapeso como se indicó anteriormente.

Teóricamente el equilibrio completo de un motor de un solo-cilindro se ha concluido que no se pudiera equilibrar completamente por un solo peso girando; que es verdad si se mantienen las proporciones prácticas en el plan. Se muestran medios teóricos de obtener el equilibrio completo, dónde la biela está extendida para que el centro de gravedad de la biela y pistón esté en el PM del cigüeñal. El peso al PM del cigüeñal podría ser equilibrado por un solo contrapeso en el cigüeñal. Note que el centro de gravedad de las partes se localizaría al centro de la presión del cigüeñal.  
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