Vibradores
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Acerca de los Vibradores
Los vibradores industriales se utilizan para iniciar y mantener un flujo de material controlado desde los equipos de almacenamiento y alimentación —tolvas, búnkeres, silos y canaletas de transferencia— donde el flujo gravitacional por sí solo es insuficiente para superar la fricción, la cohesión o la formación de bóvedas.
La fuerza vibratoria requerida depende de la masa activa de material en contacto con la superficie vibrada, la resistencia al flujo del material (expresada como una fracción de la aceleración gravitacional) y la geometría de la salida. Los materiales más difíciles de fluir —finos húmedos, terrones grandes, áridos de bordes afilados— requieren mayores fuerzas de excitación y pueden necesitar múltiples vibradores para lograr un flujo uniforme en toda el área de salida.
Los vibradores eléctricos funcionan haciendo girar masas excéntricas a la frecuencia de alimentación (50 o 60 Hz). La fuerza centrífuga generada es proporcional a la masa excéntrica y al cuadrado de la velocidad de rotación. Esto hace que la selección de la frecuencia sea importante: a 50 Hz, los vibradores producen mayor fuerza a menor potencia; a 60 Hz, la mayor frecuencia es adecuada para aplicaciones que requieren una respuesta de flujo más rápida.
El espesor de la pared determina la flexibilidad estructural del equipo: las paredes más delgadas se flexionan más, transmitiendo la energía de vibración de manera más eficiente a la masa de material. Las secciones de pared más gruesas requieren una mayor fuerza de excitación para lograr una activación equivalente del material. El tamaño de la salida afecta a la cantidad de material que puede formar bóvedas activamente: las salidas pequeñas con materiales finos cohesivos presentan el mayor riesgo de formación de bóvedas y normalmente requieren la mayor relación fuerza-masa.
Preguntas Más Frecuentes
La fuerza se calcula a partir de la masa activa de material (volumen × densidad × relación de aplicación), el factor de resistencia al flujo del material (factor g, aumentado para condiciones difíciles) y los factores de corrección por espesor de pared, tamaño de la salida y ciclo de servicio. El resultado es la fuerza centrífuga mínima que el vibrador debe producir para iniciar y mantener el flujo.
La formación de bóvedas se produce cuando las partículas de material se entrelazan o se cohesionan a través de la abertura de salida, formando un arco que impide el flujo. Es más común con materiales finos, húmedos o pegajosos en aplicaciones de salida pequeña. La condición húmeda/pegajosa y las salidas pequeñas son los principales factores de riesgo: la calculadora detecta estos casos y aumenta la fuerza recomendada en consecuencia.
Se recomiendan dos vibradores cuando la fuerza total calculada supera los 8 kN. A este nivel, un solo vibrador tendría que ser excesivamente grande, creando concentraciones de tensión estructural. Dos unidades montadas simétricamente distribuyen la carga y proporcionan una excitación más uniforme en las paredes del equipo.
La velocidad del vibrador está directamente ligada a la frecuencia de alimentación: a 50 Hz, la masa excéntrica gira a 3000 rpm (2 polos); a 60 Hz, a 3600 rpm. Una mayor frecuencia aumenta la fuerza para la misma masa excéntrica, pero también incrementa las tasas de desgaste de los rodamientos. 50 Hz es estándar en Europa y la mayor parte de Asia; 60 Hz en América y partes de Japón.
Los vibradores deben montarse en las paredes laterales de la tolva, por encima de la zona de salida, en un ángulo que dirija la energía de vibración hacia la masa de material. Las placas de montaje deben reforzarse para evitar la fisuración por fatiga debida a la carga cíclica continua. Deben utilizarse soportes antivibratorios entre la estructura de la tolva y la obra metálica de soporte para evitar que la vibración se transmita al bastidor del transportador.
Los vibradores eléctricos requieren una inspección y lubricación periódicas de los rodamientos, comprobaciones del par de apriete de los pernos de la masa excéntrica e inspección visual de fisuras alrededor de la placa de montaje. Los intervalos de sustitución de los rodamientos dependen del servicio: normalmente de 8000 a 12 000 horas en servicio medio. Los vibradores en entornos húmedos o polvorientos requieren una inspección más frecuente de los sellos del eje y de la integridad de la caja de bornes.