Motor De Vapor

Diseño y manufactura asistidos por computadora

Tarea 2: Motor de vapor

Anaya López José Gerardo

4/02/2015

Motores de Aire y de Vapor

Introducción

Los motores de aire o hidráulicos producen movimiento giratorio continuo, y aunque se asemejan a los motores eléctricos, pero tienen aplicaciones más limitadas. Esto se debe a la necesidad de una fuente hidráulica (caldera) o de aire comprimido. Tales dispositivos de inducción se usan principalmente dentro de las máquinas, como en el equipo de construcción y los aviones, donde se puede obtener un fluido hidráulico de alta presión.

La máquina de vapor es un motor de combustión externa que transforma la energía térmica en energía mecánica.

Funcionamiento

Con el vapor de agua o el aire comprimido que proviene de una caldera o fuente de aire comprimido, se produce una expansión de volumen en un cilindro. Este a su vez empuja un pistón, el cual actica un mecanismo biela-manivela. El movimiento lineal alternativo del pistón (sube y baja) se transforma en un movimiento de rotación. Este movimiento se puede utilizar para diversas cosas.

Desventajas

La principal desventaja de este tipo de motor es su baja eficacia, por tal motivo en la generación de energía se prefiere utilizar turbinas de vapor en lugar de máquinas de vapor.

Partes

Las partes principales se pueden resumir en: Un cilindro tapado por un extremo en cuyo interior se mueve un émbolo provisto de un vástago que se articula con una manivela, unida ésta por el eje a un volante de inercia. A continuación se enuncia una lista de partes principales del motor de vapor con una breve descripción de su forma, material y function.

• El cilindro y el émbolo están construidos con el mismo material, preferentemente con bronce o latón, que son aleaciones de metales (cobre, estaño y zinc, principalmente) que reúnen cualidades óptimas para las condiciones a las que someten estas piezas: soportan muy bien los golpes de fuego o calor, no se oxidan en contacto con el aire o el agua, son de fácil mecanizado, con mínimo coeficiente de rozamiento, etc.

• El cilindro es realmente una pieza prismática (sencillamente un paralelepípedo) taladrada a lo largo de su eje principal. Cuenta en una de sus caras con dos orificios, uno para la entrada y salida de vapor y otro para insertar un eje mediante el cual gira u oscila el cilindro sobre su soporte.

• El émbolo es una pieza cilíndrica con el mismo diámetro que el taladro del cilindro, de forma que se desplaza en el interior de éste ajustadamente. En la cara plana exterior del émbolo se inserta una varilla o vástago, que cuenta en su extremo libre con un orificio. Este conjunto émbolo-vástago lo denominaremos pistón, que se asemeja a la biela de los motores de explosión, con la diferencia de que el pistón de la máquina de vapor oscilante no tiene articulación entre el propio émbolo y su vástago, sino que es una unión fija.

• La manivela o cigüeñal es el elemento que permite transformar el movimiento de vaivén del pistón en giro. Consta de las siguientes piezas: un brazo excéntrico respecto al eje del cigüeñal que se inserta en el orificio del vástago del pistón, el propio cuerpo del cigüeñal y su eje.

• El volante de inercia es el elemento que salva la irregularidad de la impulsión del pistón, es decir, permite que la máquina continúe girando en los puntos muertos que se producen en el conjunto pistón-cigüeñal. También tiene la función el volante de mantener una velocidad de giro relativamente constante, ya que la presión de vapor varía dentro del cilindro y por tanto sin este volante la máquina funcionaría a sacudidas.

• A continuación se muestra un diagram simplificado del motor de vapor.

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