Un dashpot es un dispositivo mecánico, un amortiguador que resiste el movimiento a través de una fricción viscosa . [1] La fuerza resultante es proporcional a la velocidad , pero actúa en la dirección opuesta, [2] ralentizando el movimiento y absorbiendo energía. Se usa comúnmente junto con un resorte (que actúa para resistir el desplazamiento). El símbolo del diagrama de proceso e instrumentación (P&ID) de un dashpot es .
Tipos
Los dos tipos más comunes de dashpots son lineales y giratorios.
Amortiguador lineal
Los dashpots lineales, o amortiguadores lineales, se utilizan para ejercer una fuerza opuesta a un movimiento de traslación. Generalmente se especifican por carrera (cantidad de desplazamiento lineal) y coeficiente de amortiguación (fuerza por velocidad).
Amortiguador giratorio
De manera similar, los amortiguadores giratorios tenderán a oponerse a cualquier par que se les aplique, en una cantidad proporcional a su velocidad de rotación. Sus coeficientes de amortiguación generalmente se especificarán por par por velocidad angular. Se pueden distinguir dos tipos de salpicaderos rotativos viscosos: [3]
- Dashpots de paletas que tienen un rango angular limitado pero proporcionan un par de amortiguación significativo. La fuerza de amortiguación es el resultado de una o varias paletas que se mueven a través de un fluido viscoso y lo dejan fluir a través de aberturas calibradas.
- Dashpots de rotación continua que no están limitados en su ángulo de rotación pero proporcionan un coeficiente de amortiguación más pequeño. Estos utilizan la fricción generada por las fuerzas de corte inducidas en el propio fluido viscoso por la diferencia de movimiento entre el rotor y el estator del amortiguador.
Amortiguador de corrientes de Foucault
Un tipo menos común de amortiguador es un amortiguador de corrientes parásitas , que utiliza un imán grande dentro de un tubo construido con un material no magnético pero conductor (como aluminio o cobre ). Como un amortiguador viscoso común, el amortiguador de corrientes parásitas produce una fuerza resistiva proporcional a la velocidad. [4] [5] [6] [7]
Operación unidireccional
Los dashpots utilizan con frecuencia un desvío mecánico unidireccional para permitir un movimiento rápido sin restricciones en una dirección y un movimiento lento usando el dashpot en la dirección opuesta. Esto permite, por ejemplo, que una puerta se abra rápidamente sin resistencia adicional, pero luego se cierre lentamente usando el salpicadero. Para los dashpots hidráulicos, este movimiento sin restricciones se logra mediante una válvula de retención unidireccional que permite que el fluido pase por alto la constricción del fluido del dashpot. Los dashpots rotativos no hidráulicos pueden usar un engranaje de trinquete para permitir el movimiento libre en una dirección.
Aplicaciones
Un amortiguador es un componente común en un muelle de puerta para evitar que se cierre de golpe. Un resorte aplica fuerza para cerrar la puerta, que el amortiguador compensa al forzar el flujo de fluido a través de un orificio, a menudo ajustable, entre los depósitos, lo que ralentiza el movimiento de la puerta.
Los productos electrónicos de consumo a menudo usan dashpots donde no es deseable que una puerta de acceso a medios o un panel de control se abra repentinamente cuando se suelta el pestillo de la puerta. El salpicadero proporciona un movimiento suave y constante hasta que la puerta de acceso se haya abierto por completo.
Los dashpots se utilizan comúnmente en amortiguadores y amortiguadores . El cilindro hidráulico de un amortiguador de automóvil es un amortiguador. También se utilizan en carburadores , donde el retorno de la palanca del acelerador se amortigua justo antes de que el acelerador se cierre completamente, luego se permite que se cierre completamente lentamente para reducir las emisiones. El pistón principal del carburador SU británico lleva una aguja escalonada. Esta aguja se mantiene en el orificio de flujo de combustible. El vacío del colector hace que este pistón se eleve permitiendo que entre más combustible en el flujo de aire. El amortiguador del SU tiene un pistón hidráulico fijo, que amortigua el pistón principal a medida que se mueve hacia arriba. Una válvula en el pistón desactiva la amortiguación cuando el pistón principal regresa.
Se pueden controlar grandes fuerzas y altas velocidades mediante dashpots. Por ejemplo, se utilizan para detener las catapultas de vapor en las cubiertas de los portaaviones .
Se puede hacer que los relés tengan un retraso prolongado utilizando un pistón lleno de líquido que se deja escapar lentamente. La aparamenta eléctrica puede usar dashpots en su mecanismo de detección de sobrecorriente para reducir la velocidad de reacción a eventos breves, haciéndolos menos sensibles a los disparos falsos durante los transitorios mientras siguen siendo sensibles a las sobrecargas sostenidas. Otro uso es para retrasar el cierre o la apertura de un circuito eléctrico. Un temporizador de salpicadero de este tipo podría utilizarse, por ejemplo, para la iluminación temporizada de escaleras.
Los mecanismos anti-bloqueo en los motores de combustión interna tienen como objetivo evitar el bloqueo del motor a bajas revoluciones. Los mecanismos anti-bloqueo utilizan dashpots para detener el movimiento final de cierre del acelerador.
Viscoelasticidad
Los dashpots se utilizan como modelos de materiales que exhiben un comportamiento viscoelástico , como el tejido muscular. Los modelos de viscoelasticidad de Maxwell y Kelvin-Voigt utilizan resortes y dashpots en circuitos en serie y en paralelo, respectivamente. Los modelos que contienen dashpots añaden un elemento viscoso dependiente del tiempo al comportamiento de los sólidos, lo que permite modelar comportamientos complejos como el deslizamiento y la relajación de tensiones.
Ver también
Referencias
- ^ Diccionario de inglés de Oxford . Prensa de la Universidad de Oxford .
tablero de instrumentos , n . un dispositivo para producir un descenso gradual en una pieza de mecanismo o para evitar vibraciones o movimientos bruscos, que consiste en un cilindro o cámara que contiene líquido en el que se mueve un pistón; un amortiguador hidráulico.
- ^ Mark H. Holmes (2009). Introducción a los fundamentos de la matemática aplicada . Saltador. pag. 329.
la fuerza de resistencia es proporcional a la velocidad
- ^ "Tipos de Dashpot" . www.kinetrol.com . Consultado el 5 de agosto de 2020 .
- ^ Mike Plissi. "Actualización sobre experimentos de amortiguación de corrientes parásitas" (PDF) . Observatorio de ondas gravitacionales con interferómetro láser ( LIGO ). Archivado desde el original (pdf) el 25 de julio de 2010 . Consultado el 29 de mayo de 2010 .
Un imán que se mueve dentro de un tubo conductor no magnético tiene su movimiento retardado. La fuerza de retardo es proporcional a la velocidad del amortiguamiento viscoso magnético.
- ^ Sodano; Bae; En hombre; Belvin (junio de 2006). "Concepto y modelo mejorados del amortiguador de corrientes de Foucault" (PDF) . Transacciones de la Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos . 128 : 294-302. Archivado desde el original (pdf) el 28 de julio de 2010.
Este proceso de generación y disipación de corrientes parásitas hace que el sistema funcione como un amortiguador viscoso.
- ^ Starin; Neumeister (19 a 21 de septiembre de 2001). "Modelado y simulación de amortiguación de corrientes de Foucault". Actas del 9º Simposio Europeo de Mecanismos Espaciales y Tribología . 480 : 321–326. Código Bibliográfico : 2001ESASP.480..321S . ISBN 92-9092-761-5.
Una de las principales ventajas de los ECD es su linealidad.
- ^ Henry A. Sodano (5 de mayo de 2005). "Desarrollo de nuevos amortiguadores de corrientes de Foucault para la supresión de vibraciones estructurales" (pdf) . Instituto Politécnico de Virginia y Universidad Estatal . Consultado el 26 de septiembre de 2020 .
Esta fuerza de amortiguación se puede describir como una fuerza viscosa debido a la dependencia de la velocidad del conductor.
enlaces externos
- Julius O. Smith III (18 de mayo de 2013). "Dashpot" . Procesamiento físico de señales de audio . CCRMA , Universidad de Stanford . Consultado el 18 de febrero de 2014 .