ES2344343T3 - Procedimiento para la realizacion de una herramienta para una maquina motorizada. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la realización de una herramienta (501) para una máquina motorizada (102), comprendiendo la herramienta un cuerpo que tiene un extremo de trabajo conformado (502) y un extremo de percusión (503), poseyendo la herramienta medios de amortiguación de las vibraciones alrededor del cuerpo de la herramienta, poseyendo el extremo de trabajo conformado una punta y poseyendo el extremo de percusión una punta, estando caracterizado dicho procedimiento por las siguientes etapas: a) determinar una posición antinodo estimada (601) de vibración de la herramienta en utilización cuando la punta del extremo de trabajo conformada está acharnelada y la punta del extremo de percusión se encuentra libre para vibrar; y b) situar un elemento de amortiguación de las vibraciones (701) alrededor del cuerpo de la herramienta para recubrir la posición antinodo determinada en la etapa a).
Description
Procedimiento para la realización de una
herramienta para una máquina motorizada.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para la realización de una herramienta para una
máquina motorizada, poseyendo la herramienta medios de amortiguación
de las vibraciones para reducir las vibraciones y ruidos indeseables
experimentados por el operario de la máquina motorizada. Un
procedimiento de este tipo es conocido por el documento
GB-A-2 035 184.
Un tipo de máquina motorizada tiene un
dispositivo de impulsión previsto para impulsar operativamente una
herramienta. Un ejemplo de dicha máquina motorizada es un martillo
para rotura de pavimentos. De manera típica, se inserta una
herramienta en el dispositivo de accionamiento y éste acciona la
herramienta en forma de percusión y/o de forma rotativa; funcionando
la herramienta de manera que transfiere la energía impartida a la
misma desde el dispositivo de accionamiento al medio contra el que
trabaja la herramienta.
Con las máquinas motorizadas se asocian ruidos y
vibraciones. Estos efectos son indeseables, en especial para los
operarios de dichas máquinas motorizadas y presentan riesgos para la
salud. Por ejemplo, los niveles elevados de ruido pueden provocar
pérdida auditiva inducida por el ruido. Son medidas prácticas que se
puedan tomar para reducir los efectos del ruido en el operario, el
dotar a éste de protectores auditivos y dotarle asimismo de un
dispositivo de accionamiento equipado de medios silenciadores.
Los operarios de las máquinas motorizadas están
sometidos particularmente al riesgo del síndrome de vibración de
brazo y mano, una situación que puede afectar la circulación, los
nervios sensoriales y motrices y que puede provocar problemas
músculo-esqueléticos. Las medidas prácticas para
reducir los efectos de la vibración sobre el operario producidas por
máquinas motorizadas existentes consisten en asegurar que la máquina
motorizada funciona de acuerdo con las instrucciones del
fabricante.
Si bien los medios para proteger al operario de
una máquina motorizada contra ruidos y vibraciones potencialmente
dañinos son útiles, es deseable en la tecnología de las máquinas
motorizadas reducir en primer lugar las vibraciones y ruidos que
proceden de la máquina motorizada.
De acuerdo con un primer aspecto de la presente
invención se da a conocer un procedimiento, según la reivindicación
independiente 1, para la realización de una herramienta para una
máquina motorizada, comprendiendo dicha herramienta un cuerpo que
tiene un extremo de trabajo conformado y un extremo de percusión,
teniendo la herramienta medios de amortiguación de las vibraciones
alrededor del cuerpo de la herramienta, poseyendo el extremo de
trabajo conformado una punta y el extremo de percusión tiene una
punta, caracterizándose dicho procedimiento por las siguientes
etapas: a) determinar una posición estimada antinodo de vibración de
la herramienta que se utiliza cuando la punta del extremo de trabajo
conformado es articulada y la punta del extremo de percusión es
libre para vibrar; y b) colocar un elemento amortiguador de
vibraciones alrededor del cuerpo de la herramienta para recubrir la
posición antinodo determinada en la etapa a).
De acuerdo con un segundo aspecto de la
invención, se prevé un procedimiento en el que la herramienta es
modelada adicionalmente como larguero o barra uniforme, que tiene
sección uniforme y carga uniformemente distribuida.
De acuerdo con un tercer aspecto de la presente
invención, se prevé un procedimiento en el que la etapa a) determina
una posición antinodo estimada de una forma modal a partir de las
tres primeras modalidades de forma harmónicas de vibración de la
herramienta en uso.
La invención se describirá a continuación, a
título de ejemplo, solamente haciendo referencia a los dibujos
adjuntos, en los cuales:
La figura 1 muestra un operario utilizando una
máquina motorizada;
La figura 2 muestra componentes de la máquina
motorizada de la figura 1 en disposición separada;
La figura 3 muestra diferentes herramientas
adaptadas para su utilización en combinación con diferentes
dispositivos de accionamiento;
La figura 4 muestra la acción de una herramienta
y dispositivo de accionamiento de una máquina motorizada;
La figura 5 muestra condiciones modelo para una
herramienta motorizada;
La figura 6 muestra posiciones antinodo
estimadas a lo largo de una herramienta motorizada;
La figura 7 muestra una primera disposición de
medios amortiguadores de vibración de la herramienta de la figura
6;
La figura 8 muestra una segunda disposición de
medios amortiguadores de vibración para la herramienta de la figura
6;
La figura 9 muestra una tercera disposición de
medios amortiguadores de la vibración para la herramienta de la
figura 6;
La figura 10 muestra ecuaciones para el cálculo
de un conjunto comparativo de posiciones antinodo estimadas a lo
largo de una herramienta motorizada;
La figura 11 es una representación esquemática
del equipo de pruebas en laboratorio para probar las vibraciones de
una herramienta en uso;
La figura 12 muestra un operador utilizando una
herramienta motorizada que tiene medios amortiguadores de
vibración.
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Figura
1
La figura 1 muestra un operador (101) que
trabaja manualmente con una máquina motorizada. En este caso, el
término "máquina motorizada" es utilizado para hacer referencia
a una máquina que comprende un dispositivo de accionamiento y una
herramienta configurada para su impulsión por el dispositivo de
accionamiento, de forma combinada. El término "máquina
motorizada" incluye máquinas soportadas manualmente, máquinas
portátiles o máquinas soportadas funcionando con medios neumáticos,
hidráulicos, mecánicos, eléctricos o batería, que producen
operativamente un movimiento alternativo para transferir energía a
una herramienta, en combinación con la misma. En este caso, el
término "herramienta" se utiliza para hacer referencia a una
herramienta para una máquina motorizada y el término "herramienta
motorizada" es utilizado para hacer referencia de manera general
a una herramienta en uso.
La máquina motorizada (102) comprende un
dispositivo de accionamiento (103) y una herramienta (104). En este
ejemplo, el dispositivo de accionamiento (103) es un dispositivo de
accionamiento neumático y la herramienta (104) es una herramienta de
cavado. Al utilizar la máquina motorizada (102) para el cavado del
suelo (105), el operador (101) sujeta con ambas manos las asas (106)
del dispositivo de accionamiento (103) mientras dirige la
herramienta (104) hacia dentro del suelo (105). Durante la
utilización se emite ruido indeseable desde la máquina motorizada
(102) y se transfieren vibraciones indeseadas desde la máquina
motorizada (102) al operario (101) a través de las asas (106). El
nivel y naturaleza de la vibración y ruidos indeseables
experimentados por el operario varían de acuerdo con muchos factores
incluyendo el estado de la máquina motorizada, la masa corporal del
operario y la relación de cambio físico entre la máquina motorizada
y el medio sobre el cual se trabaja durante la operación de trabajo
de este último.
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Figura
2
El dispositivo de accionamiento (103) y la
herramienta (104) que son componentes de la máquina motorizada (102)
se han mostrado en una disposición separada en la figura 2. Se
apreciará de esta figura que la herramienta (104) comprende un
cuerpo (201) que tiene un extremo de trabajo conformado (202) y un
extremo de percusión (203). La herramienta (104) tiene un
dispositivo (204) de sujeción de la herramienta, en este ejemplo en
forma de un anillo de retención de la herramienta que se extiende
alrededor del cuerpo (201).
En el extremo del dispositivo de accionamiento
(103) opuesto a las asas (106), se encuentra una abertura (205) para
la inserción de la herramienta. Para conectar la herramienta (104)
al dispositivo de accionamiento (103), el extremo de percusión (203)
de la herramienta (104) es insertado en la abertura (205) de
inserción de las herramientas del dispositivo de accionamiento
(103). El dispositivo de accionamiento (103) comprende medios para
la retención de la herramienta (no mostrados) configurados para
cooperar con el dispositivo de retención de la herramienta (204)
para mantener la herramienta (104) en posición dentro del
dispositivo de accionamiento (103).
\newpage
Figura
3
Los dispositivos de accionamiento están
diseñados de manera típica para permitir la utilización con los
mismos de herramientas para diferentes utilizaciones de forma
intercambiable. Se ha mostrado en la figura 3 una serie de
diferentes herramientas a título de ejemplo, adecuadas para su
utilización en combinación con diferentes dispositivos de
accionamiento. Las herramientas mostradas son una herramienta
tarmac® de corte (301), una herramienta de barra de mina (302), una
herramienta pesada roturadora (303), una herramienta con buril de
cavado (304), una herramienta de buril estrecha (305) y una
herramienta de pala (306). Las herramientas (301) y (302) tienen la
misma forma en sección transversal del cuerpo y disposición de
retención de la herramienta, las herramientas (303) y (304) tienen
la misma segunda forma en sección transversal diferente del cuerpo y
dispositivo de retención de la herramienta y las herramientas (305)
y (306) tienen la tercera sección transversal distinta del cuerpo y
dispositivo de retención de la herramienta.
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Figura
4
La figura 4 es un esquema que muestra la acción
de una herramienta motorizada (401) y dispositivo de accionamiento
(402). Durante el funcionamiento, el extremo del golpeo (403) de la
herramienta motorizada (401) es accionado en forma de percusión,
provocando que la herramienta motorizada (401) se desplace hacia
arriba y hacia abajo y/o que gire en las direcciones indicadas de
manera general por las flechas dobles (404) y (405)
respectivamente.
Durante su utilización, se imparte energía a la
herramienta (401) a partir del dispositivo de impulsión (402). La
energía impartida por la acción del dispositivo de accionamiento
(402) trasladada en dirección axial a lo largo de la herramienta
(401), indicada por la flecha (404), se ha representado en (406)
como una onda longitudinal. Esta energía es transmitida a lo largo
de la herramienta (401) hacia el extremo de trabajo conformado (407)
de la misma. En su funcionamiento, con el extremo de trabajo
conformado (407) de la herramienta (40) impactando contra el medio a
trabajar (408), las modalidades dominantes de vibración de la
herramienta (401) son a flexión; representada en (409) como una onda
transversal.
Si bien el transporte de energía desde el
dispositivo de accionamiento a la herramienta de una máquina
motorizada es una función principal en la máquina motorizada, es
deseable reducir el ruido y la vibración transmitidos desde la
máquina motorizada al operario de la misma, a efectos de reducir el
riesgo de daños producidos por ruido y vibración. Por esta razón, es
deseable reducir los efectos del ruido y de la vibración de la
energía reflejada desde el extremo de trabajo conformado (407) de la
herramienta motorizada (401).
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Figura
5
La presente invención se refiere a una técnica
para reducir el ruido y la vibración indeseables transmitidos desde
una máquina motorizada. Se da a conocer un procedimiento para
conseguir una herramienta que tenga amortiguación de las
vibraciones. En este caso, el término "amortiguación de las
vibraciones" es utilizado para hacer referencia a amortiguación
de vibraciones y ruidos. La presente invención utiliza un enfoque
que se centra en los ruidos y vibraciones indeseables que proceden
del componente de la herramienta, en vez del componente del
dispositivo de impulsión de la máquina motorizada.
En una máquina motorizada, la herramienta es un
medio para la transferencia de energía desde el dispositivo de
accionamiento. La energía es transportada en forma de onda mecánica;
la propia herramienta no crea ni disipa energía. No obstante, se
puede disipar energía de una onda a través del límite existente
entre la herramienta y el medio ambiente inmediato. Por ejemplo, el
ruido procedente de una herramienta motorizada es provocado por
oscilaciones que disminuyen dentro de la herramienta. Por esta
razón, un incremento de la disminución de las oscilaciones se
traduce en una reducción del ruido.
Es conocido que ondas de gran amplitud tiene
lugar a frecuencias resonantes y que la cantidad de energía
transportada por las ondas harmónicas es proporcional a la amplitud
de la onda. La disipación de energía transportada por la onda reduce
la amplitud de la onda y cambia la forma de la misma. Es preferible
que exista un nodo cerca de cada extremo de la herramienta
motorizada.
Los materiales viscoelásticos, tales como
algunas gomas y plásticos poseen una estructura molecular capaz de
almacenar energía de esfuerzos cuando se deforman y luego disipar la
energía almacenada con rapidez. Por lo tanto, los materiales
viscoelásticos son utilizados frecuentemente en la amortiguación de
vibraciones. Dado que dichos materiales disipan la energía solamente
cuando tiene lugar una distorsión, se deduce que el área óptima para
el posicionado de los medios de amortiguación de vibración es el
antinodo de una onda.
No obstante, es un problema complejo determinar
dónde tienen lugar los antinodos a lo largo de una herramienta
motorizada. La presente invención da a conocer un modelo para
determinar posiciones antinodo anticipadas a lo largo de una
herramienta cuando ésta su utiliza, prácticamente aplicable a
herramientas de diferentes formas. Desde este punto, los términos
"posición del antinodo" y "posición del nodo" se utilizan
para hacer referencia a una posición estimada de un antinodo y un
nodo respectivamente de vibración de una herramienta cuando ésta se
utiliza.
La figura 5 muestra una herramienta (501) que
tiene un extremo de trabajo conformado (502) y un extremo de
percusión (503). En este ejemplo, el sistema de trabajo (502) de la
herramienta (501) es un buril estrecho.
La presente invención utiliza modelado para las
herramientas. Una herramienta es modelada de manera que tenga
condiciones de acharnelamiento de la zona límite libre; con la punta
del extremo de trabajo conformada modelada como charnela y la punta
del extremo de percusión modelada como zona límite libre, con
libertad para vibrar. Haciendo referencia a la figura 4, estas
condiciones se derivan del factor de libertad del extremo de
percusión de una herramienta motorizada cuando no recibe impacto por
el dispositivo de impulsión y una aproximación del extremo de
trabajo conformado de la herramienta motorizada que se encuentra
entre condiciones de zona límite libre y fija. Estas condiciones de
la zona límite son representativas de las condiciones de trabajo de
la vida real, que varían, por ejemplo, con la forma en la que la
herramienta está retenida dentro del dispositivo de impulsión, la
profundidad de una herramienta motorizada en el medio en el que
trabaja y las características del propio medio en el que se
trabaja.
trabaja.
Las modalidades de forma de los primeros cuatro
harmónicos para un larguero o barra con sección uniforme y carga
distribuida uniformemente en condiciones de zona límite
libre-acharnelada se muestran según los numerales
(504, 505, 506 y 507), respectivamente. Se puede apreciar que para
cada modalidad de forma existe un nodo en el extremo acharnelado. A
lo largo de cada modalidad de forma (504, 505, 506, 507) se muestran
coeficientes a partir de los cuales se puede determinar cada
posición de nodo que tiene lugar a lo largo de la modalidad de forma
si la longitud del larguero es conocida. Relacionando esto con la
herramienta (501), la medición de longitud es tomada como la
longitud completa de la herramienta, es decir, la distancia entre la
punta del extremo de trabajo conformado (502) y la punta del extremo
de percusión (503).
Para determinar las posiciones antinodo de cada
modalidad de forma, se determinan en primer lugar las posiciones del
nodo estimadas, multiplicando el coeficiente relevante por la medida
de longitud de la herramienta. A continuación, el punto medio de la
distancia entre dos posiciones de nodo consecutivas a lo largo de la
forma modal se determina y cada una de ellas es considerada una
posición antinodo para dicha modalidad de forma.
Por ejemplo, para una herramienta que tiene una
longitud de 0,8 m, existe un primer nodo (508) en la punta del
extremo de trabajo conformado y otras dos posiciones de nodo,
segunda posición de nodo (509) y tercera posición de nodo (510). La
segunda y tercera posiciones de nodo (509, 510) son determinadas
multiplicando el primer coeficiente de nodo (511) y el segundo
coeficiente de nodo (512), respectivamente, por la medida de la
longitud. Para este ejemplo, la segunda posición de nodo (509) tiene
lugar a 0,3568 m (0,308 x 0,8 m) a partir del primer nodo y la
tercera posición de nodo (510) tiene lugar a 0,6824 m (0,853 x 0,8
m) desde el primer nodo (508). Para hallar las dos posiciones
antinodo, los puntos medios entre posiciones de nodo consecutivas,
de la misma modalidad de forma, son determinadas. Para este ejemplo,
la primera y segunda posiciones antinodo estimadas tienen lugar a
0,1784 m y 0,5196 m desde el primer nodo (508) respectivamente.
Este proceso para la determinación de la
posición antinodo puede ser simplificado con la visualización de
coeficientes antinodo de las modalidades de forma mostradas en (504,
505, 506 y 507), permitiendo una deducción más directa de las
posiciones antinodo.
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Figura
6
La figura 6 muestra las posiciones antinodo a lo
largo de la herramienta (501) derivadas de la primera y tercera
modalidades de forma harmónicas, mostradas en (504, 505 y 506) de la
figura 5; determinadas tal como se ha descrito con referencia a la
figura 5. De las seis posiciones antinodo indicadas a lo largo de la
herramienta (501), la posición (601) se deduce del primer harmónico
(frecuencia fundamental) de modalidad de forma, las posiciones (602)
y (603) se deducen de la modalidad de forma del segundo harmónico y
las posiciones (604, 605 y 606) se deducen de la modalidad de forma
del tercer harmónico.
Se ha descubierto que la energía transportada en
relación con cada modalidad de vibración harmónica disminuye
sucesivamente con cada uno de los harmónicos más elevados. En la
práctica, si bien puede ser útil determinar posiciones antinodo a lo
largo de modalidades de forma para el cuarto y quinto harmónicos, la
amortiguación de vibración de, como mínimo, uno de los primeros tres
harmónicos ofrece notables ventajas.
Las posiciones antinodo determinadas indican
posiciones potenciales óptimas en las que aplicar medios de
amortiguación de vibración a la herramienta. Al seleccionar una o
varias posiciones antinodo, se lleva a cabo la evaluación de la
practicabilidad de posicionar un elemento de amortiguación de
vibración en cada posición de antinodo. Por ejemplo, las posiciones
antinodo (602) y (604) se encuentran próximas a la parte extrema de
trabajo conformada (502) y la posición antinodo (606) se encuentra
próxima al dispositivo (607) de retención de la herramienta, dejando
las posiciones antinodo (601, 603 y 605) como candidatos
preferentes.
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Figura
7
La figura 7 muestra un primer medio de
amortiguación de las vibraciones para la herramienta (501). Un
primer, segundo y tercer elementos de amortiguación de vibraciones
(701, 702, 703), respectivamente, están situados para recubrir un
antinodo, siendo cada elemento de amortiguación de la vibración
individual con respecto a una posición antinodo estimada. Tal como
se ha mostrado, los elementos de amortiguación de vibración (701,
702, 703) están dispuestos alrededor del cuerpo de la herramienta
(501) con una posición antinodo (601, 605, 603) central con respecto
a la misma.
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Figura
8
Una segunda disposición de un medio de
amortiguación de vibraciones se ha mostrado en la figura 8. De
acuerdo con esta disposición, dos elementos de amortiguación de
vibraciones (801, 802) están dispuestos de manera que recubren las
tres posiciones antinodo (601, 603, 605). En este ejemplo, el
elemento de amortiguación (801) es individual con respecto a la
posición antinodo (603). Debido a la proximidad de los antinodos
(601) y (605), el elemento de amortiguación (802) está situado
convenientemente para recubrir ambas posiciones antinodo (601, 605).
De acuerdo con esta disposición, el elemento de amortiguación (802)
es más largo que el elemento de amortiguación (801) y se prolonga
más allá de las posiciones antinodo (601, 605).
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Figura
9
Una tercera disposición del elemento de
amortiguación de vibraciones se ha mostrado en la figura 9. De
acuerdo con esta disposición, un único elemento de amortiguación de
vibraciones (901) está dispuesto para recubrir las tres posiciones
antinodo (601, 603, 605). En el ejemplo mostrado, el elemento de
amortiguación (901) es suficientemente largo para prolongarse más
allá de las posiciones antinodo externas (601, 603).
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Figura
10
Tal como se ha descrito en lo anterior, se
dispone un modelo para determinar posiciones antinodo estimadas a lo
largo de la herramienta motorizada. La ecuación (1001), mostrada en
la figura 10, es una fórmula para el cálculo de las frecuencias
naturales de un larguero o barra de sección uniforme y con carga
uniformemente distribuida. La ecuación (1002), mostrada también en
la figura 10, es una fórmula para calcular una longitud de onda de
una onda determinada. En la utilización de la ecuación (1001) para
calcular las frecuencias naturales de una herramienta, se requieren
simplificaciones de la forma de la misma. No obstante, estas
fórmulas (1001, 1002) pueden proporcionar un segundo juego de
resultados de comparación de posiciones antinodo a lo largo de una
herramienta; utilizables con el objetivo de com-
paración con los resultados para determinar posiciones antinodo, tal como se han descrito con respecto a la figura 5.
paración con los resultados para determinar posiciones antinodo, tal como se han descrito con respecto a la figura 5.
La ecuación (1001) es la siguiente. Multiplicar
el módulo de Young (E) por el momento de inercia del área de la
sección transversal y del larguero (I). Dividir el resultado de esta
multiplicación por la densidad en masa del material del larguero
(p), a continuación dividir por el área de la sección transversal
del larguero (S) y a continuación dividir por la longitud del
larguero (I) elevado a la cuarta potencia (4). Sacar la raíz
cuadrada del resultado de estas tres divisiones y el resultado se
designa como primer resultado del cálculo. A continuación dividir el
coeficiente A de la modalidad de forma del harmónico relevante
mostrado en la figura 5 u otro diagrama por dos (2) y dividir a
continuación por pi (\sim3,142). El resultado se designa como
segundo resultado de cálculo. A continuación multiplicar el primer
resultado de cálculo por el segundo resultado de cálculo para
hallar la frecuencia natural (fn) del harmónico relevante.
El resultado de frecuencia determinado
utilizando la ecuación (1001) es utilizable en la ecuación (1002)
para encontrar la longitud de onda. La ecuación (1002) es la
siguiente. La longitud de onda (\lambda) es igual a la velocidad
de la onda (c) dividida por la frecuencia (f). Para determinar los
antinodos de la onda, dividir la longitud de onda resultante que se
ha hallado en la ecuación (1002) por cuatro (\textdollar). El
resultado proporciona una primera posición antinodo a partir de un
nodo de la onda. A continuación, multiplicar el resultado de
posición del primer antinodo por tres (3) para determinar una
segunda posición de antinodo a partir del mismo nodo.
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Figura
11
Con el objetivo de determinar los efectos de la
amortiguación de vibraciones sobre las emisiones de vibraciones y
ruido de una herramienta motorizada es útil llevar a cabo pruebas de
vibración comparativas de una herramienta motorizada que tiene
medios de amortiguación de vibración y una herramienta motorizada
similar que no tiene ninguna amortiguación de vibraciones. Se
muestra en la figura 11 un esquema del aparato (1101) para comprobar
en un laboratorio los efectos de los medios de amortiguación de
vibraciones aplicados a una herramienta motorizada, tal como se ha
descrito en lo anterior. El aparato (1101) está dispuesto para
permitir la simulación de condiciones modeladas de zona límite para
la herramienta objeto de pruebas. Cada una de las herramientas, por
ejemplo, la herramienta (1102), es comprobada de acuerdo con un
procedimiento de magnitud de vibración en el que el extremo de
percusión de la herramienta es objeto de impacto y se toman lecturas
de un acelerómetro (1103) montado en el cuerpo de la misma con
lecturas tomadas a partir de diferentes posiciones a lo largo de la
herramienta.
\global\parskip1.000000\baselineskip
Figura
12
La figura 12 muestra un operador (1201)
utilizando manualmente una máquina motorizada (1202) que comprende
un dispositivo de accionamiento (1203) y una herramienta (1204) que
tiene medios de amortiguación de las vibraciones situados para
recubrir una posición antinodo estimada determinada, tal como se ha
descrito con referencia a la figura 5. En este ejemplo, los medios
de amortiguación de vibraciones comprenden un único elemento (1205)
de amortiguación de vibraciones. En el ejemplo mostrado, el
dispositivo de accionamiento (1203) es un dispositivo de
accionamiento neumático y la herramienta (1204) es una pala de
cavado adecuada para trabajar sobre el suelo (1206). El operario
(1201) sujeta el asa (1207) del dispositivo de accionamiento (1203)
con ambas manos, dirigiendo la herramienta (1204) al suelo (1206).
El elemento (1205) de amortiguación de vibraciones funciona
reduciendo las vibraciones transferidas desde la máquina motorizada
(1202) al operario (1201). Esta función hace más cómoda de utilizar
para el operario la máquina motorizada y reduce vibraciones y ruido
potencialmente peligrosos.
Preferentemente, los medios de amortiguación de
vibración están construidos mediante materiales diferentes a la
herramienta. En este ejemplo, la herramienta (1204) es una
herramienta de acero forjada y mecanizada con una longitud de 0,62 m
y el elemento de amortiguación de vibración (1205) es un tubo
moldeado de polipropileno con una longitud de 0,03 m y grosor de
0,002 m. Para una herramienta que tiene aproximadamente esta
longitud, las dimensiones prácticas del elemento de amortiguación de
vibraciones se encuentran en un rango aproximado entre 0,02 m y 0,04
m en cuanto a longitud y entre 0,001 m y 0,003 m en grosor.
Un elemento de amortiguación de vibraciones se
puede montar en una herramienta por diferentes métodos, por ejemplo,
mediante un procedimiento de adherencia o un procedimiento en el que
el elemento de amortiguación de vibraciones es forzado mecánicamente
sobre la herramienta. Particularmente aplicable para elementos de
amortiguación de vibraciones en forma de anillo es un método de
retracción durante el cual el diámetro del elemento de amortiguación
de vibraciones es retraído desde un diámetro inicialmente mayor que
el del cuerpo de la herramienta hasta establecer contacto entre el
elemento de amortiguación de las vibraciones y la herramienta. Para
conseguir una amortiguación efectiva debe existir buen contacto
entre el elemento de amortiguación de las vibraciones y la
herramienta sobre la que está localizada. Si el material
seleccionado no es autoadhesivo con respecto a la herramienta, se
pueden utilizar adhesivos tales como epoxi entre el elemento de
amortiguación de las vibraciones y la herramienta. Preferentemente,
un elemento de amortiguación de las vibraciones es fabricado a
partir de una composición de material que tenga elevada resistencia
a la abrasión para reducir su desgaste. Un elemento de amortiguación
de las vibraciones puede tener salientes internos y/o externos para
adaptarse a diferentes formas del cuerpo de la herramienta.
El procedimiento descrito de disponer una
herramienta para la máquina motorizada dotada de medios de
amortiguación de vibraciones es aplicable a herramientas con
diferentes diseños y dimensiones; por ejemplo, herramientas
realizadas según diferentes procedimientos incluyendo forja y/o
mecanización, herramientas que tienen extremos de trabajo con
diferentes conformaciones, herramientas que tienen diferentes formas
de cuerpo en sección transversal y/o diferentes composiciones del
material. Se comprenderá, no obstante, que el procedimiento descrito
de disponer una herramienta con medios de amortiguación de las
vibraciones comporta el modelado de la herramienta y la correlación
entre los resultados hallados por este método en comparación con
casos de la vida real es variable de acuerdo con la especificación
de herramientas individuales y su utilización.
Claims (11)
1. Procedimiento para la realización de una
herramienta (501) para una máquina motorizada (102), comprendiendo
la herramienta un cuerpo que tiene un extremo de trabajo conformado
(502) y un extremo de percusión (503), poseyendo la herramienta
medios de amortiguación de las vibraciones alrededor del cuerpo de
la herramienta, poseyendo el extremo de trabajo conformado una punta
y poseyendo el extremo de percusión una punta, estando
caracterizado dicho procedimiento por las siguientes
etapas:
a) determinar una posición antinodo estimada
(601) de vibración de la herramienta en utilización cuando la punta
del extremo de trabajo conformada está acharnelada y la punta del
extremo de percusión se encuentra libre para vibrar; y
b) situar un elemento de amortiguación de las
vibraciones (701) alrededor del cuerpo de la herramienta para
recubrir la posición antinodo determinada en la etapa a).
\vskip1.000000\baselineskip
2. Procedimiento, según la reivindicación 1, en
el que en la etapa a) la herramienta (501) es modelada en forma de
un larguero uniforme o barra que tiene una sección uniforme y carga
distribuida uniformemente.
3. Procedimiento, según la reivindicación 1 ó 2,
en el que en la etapa a) se determina una posición antinodo estimada
(601) de una modalidad de forma a partir de las formas de modalidad
de vibración de los tres primeros harmónicos de la herramienta
utilizada.
4. Procedimiento, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, que comprende además las siguientes
etapas:
c) determinar una serie de posiciones antinodo
estimadas (601, 603, 605) de acuerdo con la etapa a);
d) seleccionar una serie de posiciones antinodo
a partir de las posiciones antinodo determinadas en la etapa c) para
recubrir con un elemento de amortiguación de vibraciones (801);
y
e) situar un elemento de amortiguación de
vibraciones (801, 802) para que recubra cada una de las posiciones
antinodo seleccionadas.
\vskip1.000000\baselineskip
5. Procedimiento, según la reivindicación 4, en
el que dicho elemento de amortiguación de vibraciones (801, 802)
comprende un elemento de amortiguación de vibraciones (802) situado
para recubrir más de una posición antinodo estimada (601, 605).
6. Procedimiento, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que en la etapa b) dicho elemento
(701) de amortiguación de vibraciones es adherido, forzado
mecánicamente o fijado por retracción sobre dicha herramienta
(501).
7. Procedimiento, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que dicho elemento (701) de
amortiguación de vibraciones es un elemento de amortiguación de
vibraciones viscoelástico.
8. Procedimiento, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que dicho elemento de
amortiguación de vibraciones (701) tiene forma de tubo.
9. Procedimiento, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que dicho tubo (501) es fabricado
por un procedimiento que incluye forja.
10. Procedimiento, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que dicha herramienta (501) es
fabricada por un procedimiento que incluye mecanización.
11. Procedimiento, según las reivindicaciones 9
y 10, en el que dicha herramienta (501) es de acero forjado y
mecanizado.
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