Diseño Práctico De Cimentaciones Sujetas a Vibración Producida Por Maquinaria

Por José Roberto Zetina Muñoz

La intencin de ste trabajo es mostrar al lector como disear una cimentacin de concreto reforzado pare maquinaria por medio de un procedimiento prctico.
Se considera que esta forma de diseo tendr utilidad debido a la poca Informacin existente sobre el tema, sirviendo tanto a los estudiantes de ingeniera como a los Ingenieros que requieran una gua para el diseo de este tipo de problemas.
Es importante destacar la importancia de realizar un diseo satisfactorio en este tipo de cimentaciones pues las fallas en stas, acarrean prdidas econmicas tales como dao a la maquinaria, interrupcin de la produccin, etc.
En el diseo se ha seguido un procedimiento prctico sin profundizar en la teora matemtica de vibraciones ni en le dinmica de cuerpos slidos, sino slo recurriendo a Diagramas, Figuras y Tablas que se apoyan en dichos estudios para estar en condiciones de dar una solucin aceptable al problema

• Idioma: Español
• Editorial: Palibrio
• Fecha de lanzamiento: 27 ago 2013
• ISBN: 9781463360948

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Copyright © 2013 por José Roberto Zetina Muñoz.

Foto de Portada por José Roberto Zetina Muñoz

Número de Control de la Biblioteca del Congreso de EE. UU.: 2013911637

ISBN: Tapa Blanda             978-1-4633-6093-1

ISBN: Libro Electrónico     978-1-4633-6094-8

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Las opiniones expresadas en este trabajo son exclusivas del autor y no reflejan necesariamente las opiniones del editor. La editorial se exime de cualquier responsabilidad derivada de las mismas.

Este Libro fue impreso en los Estados Unidos de América.

Fecha de revisión: 06/08/2013

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Diseño Práctico de Cimentaciones Sujetas a Vibración Producida por Maquinaria

José Roberto Zetina Muñoz

A mi mejor amiga y compañera, a mi esposa Lupín, por su paciencia, comprensión y cariño, por el mucho tiempo que le he robado para la realización de este trabajo.

A mis hijos Marisol y Josemaría y a mi yerno Gerardo.

Y por supuesto a mi nieta Lucía y mi futura nieta Isabel, que ya la esperamos con mucho amor.

ACLARACIONES

La intención de éste trabajo es mostrar al lector como diseñar una cimentación de concreto reforzado para maquinaria por medio de un procedimiento práctico.

Se considera que esta forma de diseño tendrá utilidad debido a la poca Información existente sobre el tema, sirviendo tanto a los estudiantes de ingeniería como a los Ingenieros que requieran una guía para el diseño de este tipo de problemas.

Es importante destacar la importancia de realizar un diseño satisfactorio en este tipo de cimentaciones pues las fallas en éstas, acarrean pérdidas económicas tales como daño a la maquinaria, interrupción de la producción, etc.

En el diseño se ha seguido un procedimiento práctico sin profundizar en la teoría matemática de vibraciones ni en le dinámica de cuerpos sólidos, sino sólo recurriendo a Diagramas, Figuras y Tablas que se apoyan en dichos estudios para estar en condiciones de dar una solución aceptable al problema.

Este trabajo está apoyado en su mayoría en el texto "Foundations For Reciprocants Machines" de K. Irish y W. P. Welker (lnglaterra, 1967).

El texto y gran parte de este trabajo ha sido readaptado, revisado y vuelto a analizar por el Ing. José Roberto Zetina Muñoz, basado en otros trabajos previos (ver Bibliografía).

México, D.F. Junio 2012

DEFINICIONES

A lo largo de este trabajo se usarán varios términos los cuales es necesario entender en su significado exacto.

VIBRACIONES.—Vibración es un estado continuo de oscilación el cual ocurre a intervalos o períodos constantes, es decir con una frecuencia regular.

CICLO.—Un ciclo describe una oscilación completa esto es, un modelo completo de amplitud de vibración descrita en cada ciclo.

FRECUENCIA.—La frecuencia (fx, fy, fz, fφ, fθ y fψ) es el número de ciclos repetidos en unidades de tiempo, y se expresa en ciclos por minuto (c.p.m.)

AMPLITUD.—La amplitud de vibración (Ax, Ay, Az, Aφ, Aθ y Aψ) describe la máxima extensión del movimiento producido, es decir, el máximo desplazamiento de la posición de reposo (ver Fig. 1 (a)). Este movimiento es a veces predominantemente vertical u horizontal, o puede ser descompuesto en estos vectores.

VIBRACIÓN LIBRE.-La vibración libre se inicia por una sola aplicación de una fuerza externa. Continúa a una frecuencia constante pero con una amplitud cada vez menor.

VIBRACIÓN FORZADA.—La vibración forzada es una vibración, la cual es mantenida constante por Ia aplicación de una fuente de energía externa.

Esta sustituye a la energía perdida dentro del sistema debido a la disminución de la amplitud de onda interna y es el tipo de vibración experimentada con la maquinaria industrial.

FRECUENCIA NATURAL.—Es la frecuencia con la cual un cuerpo vibra naturalmente cuando está sujeto a la aplicación de una fuerza externa. Un buen ejemplo es la vibración de una horquilla la cual, independientemente de la magnitud del soplo, dará la misma nota, esto es, vibrará a la misma Frecuencia.

FRECUENCIA DE FORZAMIENTO.—La frecuencia de forzamiento o frecuencia excitante es la frecuencia de la Fuerza la cual causa la excitación del sistema.

RESONANCIA.—Cuando un sistema es accionado por una tuerza externa cuya frecuencia coincide con la frecuencia natural del sistema, entonces teóricamente la amplitud de vibración aumentaría y continuaría incrementándose hasta el infinito. En la mayoría de los sistemas prácticos existe un grado de amortiguamiento de la amplitud de ondas internas y un máximo finito de máxima transmisibilidad se logra. El sistema maquina-cimentación puede sufrir daños a menos que se garantice una adecuada disminución de la amplitud de onda para guardar la transmisibilidad de la resonancia dentro de los límites permisibles.

RAZÓN DE FRECUENCIAS.—Es la relación entre la frecuencia de excitación y la frecuencia natural de la cimentación. La resonancia ocurre cuando la relación de frecuencias es uno.

ALTA Y BAJA FRECUENCIA.—Una cimentación con alta frecuencia natural es aquella cuya frecuencia natural es mayor que la frecuencia de excitación, es decir, que la relación de frecuencia es menor que la unidad. Una cimentación con