Sistemas De Actuación Mecánica

SISTEMAS DE ACTUACION MECANICA

INTRODUCCION

Esta unidad abarca el tema relacionado con mecanismos, es decir, aquellos dispositivos que pueden considerarse como convertidores de movimiento, en tanto transforman el movimiento de una forma a otra. Por ejemplo, con un mecanismo, un movimiento lineal se puede convertir en un movimiento rotacional; un movimiento que se produce en una dirección en uno con otra dirección en ángulo recto respecto a la primera; un movimiento lineal alterno en uno rotacional, como en el motor de combustión interna, donde el movimiento alterno de los pistones se convierte en el del cigüeñal y éste, a su vez, los transfiere al eje de la transmisión.

Entre los elementos mecánicos se encuentran los mecanismos de barras articuladas, levas, engranes, cremalleras, cadenas, correas de transmisión, etc. En esta unidad se presentan las características básicas de algunos mecanismos.

Muchos de los efectos que antes se obtenían con el uso de mecanismos en la actualidad se logran mediante sistemas de microprocesadores. No obstante, los mecanismos todavía son útiles en los sistemas mecatrónicos. Por ejemplo, en el sistema mecatrónico de las cámaras fotográficas automáticas que ajusta la apertura para obtener una posición adecuada, se usa un mecanismo que ajusta el tamaño del diafragma.

Aunque los sistemas utilizan hoy día la electrónica de manera generalizada para el desarrollo de operaciones, los mecanismos aún se utilizan para llevar a cabo funciones como:

1. La amplificación de fuerzas, por ejemplo con el uso de palancas. La palanca es una máquina simple que tiene como función transmitir una fuerza y un desplazamiento. Está compuesta por una barra rígida que puede girar libremente alrededor de un punto de apoyo llamado fulcro.

Puede utilizarse para amplificar la fuerza mecánica que se aplica a un objeto, para incrementar su velocidad o la distancia recorrida, en respuesta a la aplicación de una fuerza.

Las palancas se dividen en tres géneros, también llamados órdenes o clases, dependiendo de la posición relativa de los puntos de aplicación de la potencia y de la resistencia con respecto al fulcro (punto de apoyo). El principio de la palanca es válido indistintamente del tipo que se trate, pero el efecto y la forma de uso de cada uno cambian considerablemente.

2. Cambio de velocidad; por ejemplo, mediante engranajes. Se denomina engranaje o ruedas dentadas al mecanismo utilizado para transmitir potencia de un componente a otro dentro de una máquina. Los engranajes están formados por dos ruedas dentadas, de las cuales la mayor se denomina corona' y la menor 'piñón'. Un engranaje sirve para transmitir movimiento circular mediante contacto de ruedas dentadas. Una de las aplicaciones más importantes de los engranajes es la transmisión del movimiento desde el eje de una fuente de energía, como puede ser un motor de combustión interna o un motor eléctrico, hasta otro eje situado a cierta distancia y que ha de realizar un trabajo. De manera que una de las ruedas está conectada por la fuente de energía y es conocido como engranaje motor y la otra está conectada al eje que debe recibir el movimiento del eje motor y que se denomina engranaje conducido.1 Si el sistema está compuesto de más de un par de ruedas dentadas, se denomina tren.

La principal ventaja que tienen las transmisiones por engranaje respecto de la transmisión por poleas es que no patinan como las poleas, con lo que se obtiene exactitud en la relación de transmisión.

3. Transferencia de rotación de un eje a otro; por ejemplo, una banda sincrónica. Usadas para los sistemas de transmisión de potencia que utilizan bandas dentadas, que se engranan con poleas dentadas o catarinas, también se les conoce como Gilmer o de tiempo.

4. Determinados tipos de movimientos; por ejemplo, los que se obtienen mediante un mecanismo de retorno rápido. (http://www.youtube.com/watch?NR=1&v=jtXkgyrOspM) Un mecanismo de retorno rápido son aquellos en los que el tiempo invertido en la carrera de ida es diferente al invertido en la carrera de vuelta. La diferencia de tiempos entre la carrera de ida y la de retorno es debido a que, suponiendo la velocidad angular del eslabón de entrada constante, el eslabón de entrada debe recorrer un ángulo mayor durante la carrera de ida que durante la de retorno. Los tiempos invertidos en las carreras de ida y de retorno serán proporcionales a los ángulos girados por el eslabón de entrada durante esas carreras.

En ingeniería mecánica un mecanismo de retorno rápido es un mecanismo utilizado en herramientas de maquinado para realizar cortes sobre una pieza.

Se compone de un sistema de engranajes acoplado a un mecanismo de biela - manivela, en el cual se encuentra la parte que realiza el corte (pistón).

TIPOS DE MOVIMIENTO

El movimiento de un cuerpo rígido puede ser muy complejo y su descripción resulta difícil. Sin embargo, el movimiento de un cuerpo rígido se puede considerar como la combinación de movimientos de traslación y rotación. Considerando tres dimensiones espaciales, el movimiento de traslación sería un movimiento que se divide en componentes que coinciden con uno o más de los tres ejes. Una rotación puede ser una rotación con componentes que giran alrededor de uno o más de los ejes.

Los movimientos complejos pueden ser una combinación de movimientos de traslación y de rotación. Por ejemplo, el movimiento con la mano para levantar un lápiz que está sobre la mesa. Para ello, debe orientar la mano a determinado ángulo de la mesa, girar la mano, separar los dedos y ponerlos en la posición adecuada para tomar el lápiz. Ésta es una secuencia de movimientos bastante complejos. Sin embargo, es posible separarlos en combinaciones de movimientos de traslación y rotación. Este tipo de análisis es útil cuando se trata del desplazamiento de una mano no humana, como las instrucciones que se dan a u robot para que realice un tarea. En este caso es necesario separar el movimiento en una combinación de movimientos de traslación y de rotación para diseñar mecanismos que ejecuten cada componente del movimiento total. Por ejemplo, entre la secuencia de señales de control que se envían a un mecanismo podrían figurar agrupamientos de señales con las cuales se instruye a la articulación 1 girar 20º y a la articulación 2 hacer una extensión de 4 mm para un movimiento de traslación.

Un aspecto

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