Primera semana

PRIMERA SEMANA-Investigación de mecanismos

TIPOS DE MECANISMOS

GRUPO 1. MECANISMOS QUE SE UTILIZAN PARA MODIFICAR LA FUERZA DE ENTRADA:

-BALANCÍN 
-POLEA SIMPLE 
-POLEA MÓVIL O COMPUESTA 
-POLIPASTO. -MANIVELA-TORNO  

El balancín es una palanca que oscila alrededor de un eje (eje de balancines), que se encuentra colocado entre las válvulas y las varillas de los balancines, tiene como función empujar las válvulas de admisión y escape para que se abran en el momento adecuado, facilitando la sincronización de los tiempos en un motor de combustión interna.

Una polea es una máquina simple, un dispositivo mecánico de tracción, que sirve para transmitir una fuerza. Consiste en una rueda con un canal en su periferia, por el cual pasa una cuerda que gira sobre un eje central.

La polea móvil es una polea de gancho conectada a una cuerda que tiene uno de sus extremos anclado a un punto fijo y el otro (extremo móvil) conectado a un mecanismo de tracción. Debido a que es un mecanismo que tiene ganancia mecánica (empleando pequeñas potencias se pueden vencer resistencias mayores), se emplea para reducir el esfuerzo necesario para la elevación o el movimiento de cargas.

El sistema biela-manivela está constituido por un elemento giratorio denominado manivela, conectado a una barra rígida llamada biela, de modo que cuando gira la manivela, la biela está forzada a avanzar y retroceder sucesivamente. Este mecanismo transforma el movimiento circular en movimiento rectilíneo alternativo.

Polipasto es la combinación de poleas fijas y móviles recorridas por una sola  cuerda que tiene uno de sus extremos anclados a un punto fijo, se emplea en la elevación o movimiento de cargas siempre que queramos realizar un esfuerzo menor que el que tendríamos que hacer levantando a pulso el objeto.

GRUPO 2. MECANISMOS QUE SE UTILIZAN PARA MODIFICAR LA VELOCIDAD:

 -RUEDAS DE FRICCIÓN

-SISTEMA DE POLEAS

-ENGRANAJES (RUEDAS DENTADAS).

-SISTEMAS DE ENGRANAJES CON CADENA.

-TORNILLO SIN FIN-RUEDA DENTADA

2. Mecanismos de transformación: son aquellos en los que el elemento motriz y el conducido tienen distinto tipo de movimiento. Transforman la velocidad de entrada en otra diferente de salida o transforman el movimiento de entrada en otro diferente de salida. Por ejemplo, un tornillo-tuerca, el tornillo gira y la tuerca se desplaza lineal o el sistema de poleas donde la velocidad de entrada se transforma en otra diferente de salida.

   De Cambio de Velocidad

 Estos mecanismos se usan para convertir una velocidad de entrada en otra diferente de salida.
- Ruedas de Fricción: El movimiento se transmite de una rueda a otra mediante fricción =rozamiento. 

- Poleas de Transmisión o Sistema de Poleas: son dos o más poleas unidas que se transmite de unas a otras el movimiento circular por medio de una correa de transmisión. Si son más de 2 poleas se llaman Tren de Poleas:

En el caso de arriba si la polea 1 gira a la derecha todas las demás también giran a la derecha. ¿Qué tendríamos que hacer si queremos cambiar el giro de la polea de salida?

 Simplemente se debe de cruzar la correa de transmisión.

 - Sistema de Poleas de Conos Invertidos o Caja de Velocidades: están formadas por varias poleas de diferente diámetro montadas sobre el mismo eje, al que permanecen unidas mediante un sistema de fijación fijo. Estas poleas se unen a otro eje mediante la correa de transmisión, pero el eje de salida tendrá las mismas poleas, pero invertidas. Veamos un ejemplo de aplicación en un taladro de columna:

El motor siempre girará a la misma velocidad, pero la broca girará a una u otra velocidad dependiendo donde coloquemos la correa de transmisión. Solo hay que calcular el sistema de polea simple que una la correa de transmisión en la posición que este.

Uno de los problemas de los sistemas de poleas es que la correa de transmisión puede patinar y se pierde transmisión, o incluso podría romperse y el sistema dejaría de funcionar. La solución a estos problemas la tenemos usando los engranajes.

 - Engranajes: son mecanismos formados por varias ruedas dentadas unidas. No necesitan correa de transmisión.
 El de la derecha será un engranaje simple y el de la izquierda un tren de engranajes.
 

 - Sistema de Engranajes con Cadena: son dos ruedas o más ruedas dentadas unidas por una cadena de eslabones. Estos mecanismos se calculan exactamente igual que los engranajes anteriores. La ventaja de estos mecanismos es que podemos tener las ruedas dentadas separadas gracias a la cadena.

 - Tornillo sin fin-rueda dentada: Es un tornillo sin fin unido a una rueda dentada. Es un mecanismo gran reductor de velocidad ya que por cada vuelta que da el tornillo la rueda gira un solo diente. NO es reversible, el motor siempre tiene que ir en el tornillo sin fin. Si lo ponemos en la rueda dentada el mecanismo se trabaría y no gira.

Grupo 3

Mecanismos que se utilizan para modificar el movimiento:

-Tornillo-Tuerca

Un tornillo es un dispositivo que se utiliza para la sujeción de un objeto. Cuenta con un cuerpo alargado y enroscado que se introduce en la superficie y con una cabeza que dispone de ranuras para que pueda emplearse una herramienta y así realizar la fuerza correspondiente para su fijación.

-Piñon

Es un mecanismo compuesto por un piñon o rueda dentada de dientes rectos, que engrana con una barra dentada denominada cremallera de forma que, cuando el piñón gira, la barra dentada se desplaza longitudnalmente.

-Biela

Objeto que permite la transformación de un movimiento de rotación en un movimiento de vaivén o viceversa.

-Cigüeñal

es un eje compuesto por codos y contrapesos, cuyo comportamiento se basa en el mecanismo de biela-manivela.

-Excéntrica 

Pieza circular de una máquina, cuyo eje de rotación no ocupa el centro geométrico y que está destinada a transformar un movimiento de rotación en uno de otra clase, especialmente rectilíneo.

-Leva

Órgano capaz de transformar un movimiento rotativo uniforme en otro de tipo distinto: rectilíneo alternativo o bien oscilatorio.







-Trinquete

El trinquete es un dispositivo que permite el giro en un sentido y que lo impide en el sentido contrario.

Grupo 4

-Los frenos se utilizan para regular el movimiento:


Frenos de disco 
Este tipo de freno adoptado en la mayoría de los vehículos de turismo, tiene la ventaja sobre el freno de tambor de que su acción se frenado es más enérgica, obteniendo, por tanto, un menor tiempo de frenado que se traduce en una menor distancia de parada. Ello es debido a que elementos de fricción van montados al aire, al disponer de una mejor refrigeración, la absorción de energía y transformación en calor se puede realizar más rápidamente.

Frenos de cinta

Un freno de cinta es un freno primario o secundario, que consta de una banda de material de fricción que aprieta concéntricamente alrededor de una pieza cilíndrica del equipamiento impidiendo o dificultando su rotación (de efecto estático, si impide el movimiento, o dinámico, si lo ralentiza). Esta aplicación es común en cabestrantes, tambores y sierras de cadena y es también utilizado para algunos frenos de bicicleta.

      

Frenos de tambor

Este tipo de freno está constituido por un tambor, que es el elemento móvil, montado sobre el buje de la rueda por medio de unos tornillos o espárragos y tuercas, del cual recibe movimiento, y un plato de freno, elemento fijo sujeto al puente o la mangueta. En este plato van instalados los elementos de fricción, llamados ferodos, y los mecanismos de accionamiento para el desplazamiento de las zapatas.

-Mecanismos para acoplar o desacoplar ejes:
Embrague de fricción

El embrague de fricción es un sistema que permite tanto transmitir como interrumpir la transmisión de una energía mecánica a su acción final de manera voluntaria. En un automóvil, por ejemplo, permite al conductor controlar la transmisión del par  motor desde el motor hacia las ruedas.

Embrague de dientes

Está constituido por un plato con muescas en forma de dientes. En el extremo del árbol conducido se monta otro plato, con las mismas estrías, que puede deslizar longitudinalmente a lo largo de su eje. Solamente transmite movimiento en un sentido. Para conectar o desconectar los árboles es necesario la parada o reducción significativa de la velocidad.

Junta Oldham

La junta Oldham está constituida por tres elementos que permiten la unión de dos ejes que pueden tener un cierto error en el alineamiento. El movimiento se transmite gracias a la pieza central que se desplaza por los raíles que tienen los extremos de los ejes, cuando el eje motriz se mueve.

    

Junta Cardan

La junta cardan  es un componente mecánico, que permite unir dos ejes no coaxiales. Su objetivo es transmitir el movimiento de rotación desde un eje conductor a otro conducido a pesar de su no colinealidad.

    
-Mecanismos que acumulan energía:

Amortiguador. Es un dispositivo que absorbe energía, utilizado normalmente para disminuir las oscilaciones no deseadas de un movimiento periódico o para absorber energía proveniente de golpes o impactos.

Muelles

Un resorte o muelle de alambre de metal que funciona en un mecanismo que se comprime, se extiende, o gira cuando una fuerza igual o mayor se aplica. Un mecanismo de muelle puede ejercer presión, la fuerza de rotación o fuerza de tracción en una variedad de maneras. Muelles y resortes son unos de los elementos clásicos empleados en construcción y diseño y sirven para la acumulación y transformación de energías, aprovechando las características elásticas del material. Sin muelles y resortes, no importa qué diseño, ningún sistema mecánico o mecatrónico funcionaría.

-Mecanismos que usan de soporte

Cojinete

Un cojinete en ingeniería es la pieza o conjunto de ellas sobre las que se soporta y gira el árbol transmisor de momento giratorio de una máquina. De acuerdo con el tipo de contacto que exista entre las piezas (deslizamiento o rodadura), el cojinete puede ser un cojinete de deslizamiento o un rodamiento.

Rodamientos

El rodamiento es el cojinete que minimiza la fricción que se produce entre el eje y las piezas que están conectadas a él. Esta pieza está formada por un par de cilindros con-céntricos, separados por una corona de rodillos o bolas que giran de manera libre.

OTROS

La rueda de Ginebra: también conocida como cruz de Malta, es un mecanismo que convierte un movimiento circular continuo en un movimiento circular intermitente. Consiste en un engranaje donde la rueda motriz tiene un pivote que alcanza un carril de la rueda conducida y entonces avanza un paso. La rueda motriz dispone además de un bloque circular que le permite completar el giro manteniendo la rueda conducida bloqueada.