Mecanismos Y Maquinas

Introducción

MECANISMOS Y MÁQUINAS

Se llama mecanismo a un conjunto de elementos rígidos, móviles unos respecto de otros, unidos entre sí mediante diferentes tipos de uniones (llamadas pares cinemáticas, como pernos, uniones de contacto, pasadores, etc.), cuyo propósito es la transmisión de movimientos y fuerzas.

Y llamamos máquina a un conjunto de piezas o elementos móviles y no móviles, que por efecto de sus uniones son capaces de transformar la energía. Para distinguirlo de un mecanismo podríamos añadir que su finalidad no es sólo transmitir movimientos y fuerzas sino también realizar trabajos mecánicos que ayuden al hombre a realizar una determinada tarea.

Y nosotros llamaremos operadores mecánicos a cada uno de los elementos o mecanismos básicos que forman parte de un mecanismo o máquina.

Obviamente el elemento más importante de una máquina es el que produce o genera el movimiento, el motor, pero también hay otros operadores importantes en una máquina ya que modifican (transmiten o transforman) adecuadamente el movimiento inicial para conseguir un determinado movimiento o efecto final.

Desde la antigüedad se utilizan operadores mecánicos básicos como las conocidas cinco máquinas elementales (llamadas las cinco grandes): El plano inclinado, la cuña, la rueda, el tornillo y la palanca.

Además de estos operadores, estudiaremos otros muchos que desempeñan funciones diversas y que convendrá clasificar adecuadamente: Eje, polea, polipasto, torno, manivela, volante, cigüeñal, biela, pistón, ruedas de fricción, transmisión por poleas y correa, engranajes, trinquete, transmisión por cadena, cremallera, tornillo sin fin, leva, rueda excéntrica, colisa deslizante, junta cardan, volante de inercia, resorte, cojinete, rodamiento, guía, pasador,...

Y en cuanto al tipo de movimiento, éste puede ser:

Movimiento Lineal

(A su vez puede ser continuo o alternativo)

Movimiento Giratorio o circular

Piñón-cremallera

Un mecanismo piñón-cremallera está formado por una rueda dentada (piñón) que engrana con una barra también dentada. Es un mecanismo que transforma el movimiento circular del piñón en rectilíneo de la cremallera o viceversa.

Este mecanismo tiene múltiples aplicaciones como la dirección de un automóvil (para transmitir el giro del volante a las ruedas delanteras), la apertura de puertas automáticas de supermercados o garajes y para dar movimiento, por ejemplo, a carros de máquinas, bandeja de un lector de CD, eje principal de una taladradora,

La relación entre la velocidad de giro del piñón (N) y la velocidad lineal de la cremallera (V) depende de dos factores: el número de dientes del piñón (Z) y el número de dientes por centímetro de la cremallera (n).

Por cada vuelta completa del piñón, la cremallera se desplazará avanzando tantos dientes como tenga el piñón. Por tanto se desplazará una distancia:

d=z/n (cm/vuelta)

y la velocidad del desplazamiento será:

V=N•d (cm/minuto)

Si la velocidad de giro del piñón (N) se da en revoluciones por minuto (rpm), la velocidad lineal de la cremallera (V) resultará en centímetros por minuto (cm/minuto).

Cruz de Malta

La cruz de Malta, también conocida como rueda de Ginebra. Es un mecanismo que transforma el movimiento circular en un movimiento rotatorio intermitente.

Mecanismo de rueda de Ginebra: nótese que solo gira mientras está en contacto con el pivote, creando 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 tiene también un bloque circular que bloquea la posición de la rueda conducida mientras la motriz gira.

En la disposición más típica, la rueda motriz tiene cuatro carriles, por lo que la rueda conducida avanza un paso de 90° por cada giro de la rueda motriz. Si tiene n raíles, avanza 360/n° por cada rotación completa.

Una aplicación de la rueda de Ginebra son los proyectores de cine. La película no corre continuamente en el proyector, sino que avanza fotograma a fotograma, permaneciendo frente a la lente 1/24 de segundo. Este movimiento intermitente se consigue utilizando la rueda de Ginebra. (Los proyectores modernos pueden usar un mecanismo controlado electrónicamente o un motor paso a paso, que permite el bobinado rápido de la película.) Los primeros usos de la rueda de Ginebra en proyectores de cine se remontan a 1896, en los aparatos de Oskar Messter y Max Gliewe, y el teatrógrafo de Robert William Paul. Los proyectores anteriores, incluyendo el de Thomas Armat, comercializado por Edison como Vitas copio, usaban un mecanismo rítmico, inventado por Georges Demenÿ en 1893, para conseguir el transporte intermitente de la película.

La rueda de ginebra también ha sido usada en relojes mecánicos, no solo como elementos motrices, sino también como limitadores de la tensión del muelle, para que opere en un rango donde su elasticidad tenga un comportamiento lineal. Si uno de los carriles de la rueda se cierra, el número de vueltas que la rueda motriz puede dar es limitado. En los relojes, la rueda motriz es la que enrolla el muelle, y la rueda de Ginebra con cuatro carriles abiertos y uno cerrada es la que previene el sobre-bobinado del muelle. Este sistema, llamada paro de Ginebra, fue invención de los relojeros del siglo XVII o XVIII.

Otras aplicaciones incluye el cambio de plumas en plotteres, dispositivos de muestreo automático, tablas de clasificación y líneas de ensamblaje, cargadores para máquinas CNC, y similares. El reloj de anillo de acero usa un mecanismo de Ginebra que produce movimientos intermitentes en uno de sus anillos.

Rueda libre

En algunos modelos

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