Sistemas De Generacion

4.1. – INTRODUCCION.

Es necesario determinar las fuerzas y momentos que actúan en los eslabones individuales de una máquina para:

Determinar la resistencia de los componentes

Determinar el Torque y la potencia necesaria del motor

Determinar el tamaño del volante para minimizar el tamaño del motor

Determinar las fuerzas de sacudimiento para poder balancear los elementos y seleccionar el aislamiento más adecuado con respecto al piso.

El análisis de las fuerzas dinámicas se centra en la aplicación de las tres leyes de movimiento de Newton especialmente la segunda ley, definida como:

como:

∑ F =m⋅a

∑ T =I G⋅α

Estas ecuaciones aplicadas a cada eslabón conducen a la resolución de un sistema de ecuaciones simultáneas lineales.

4.2 ECUACIÓNES DEL MOVIMIENTO.

En física, una ecuación de movimiento es la formulación matemática que define la evolución temporal de un sistema físico en el espacio. Esta ecuación relaciona la derivada temporal de una o varias variables que caracterizan el estado físico del sistema, con otras magnitudes físicas que provocan el cambio en el sistema.

En la dinámica del punto material, la ecuación de movimiento determina la posición futura de un objeto o partícula móvil en función de otras variables como, su velocidad, su aceleración, su masa y cuantas variables le puedan afectar en su movimiento junto con las condiciones iniciales. En otras áreas de la física como la mecánica de los medios continuos o la teoría de campos se habla de ecuación de movimiento en general para describir las ecuaciones de evolución o variación temporal del sistema.

Sistemas discretos.

Artículos principales: Dinámica del punto material y Mecánica del sólido rígido.

Un sistema discreto de partículas o de sólidos rígidos tiene un número finito de grados de libertad. Los ejemplos clásicos de ecuación del movimiento más conocidos son:

1. La segunda ley de Newton que se usa en mecánica newtoniana:

2. Las ecuaciones de Euler-Lagrange que aparecen en mecánica lagrangiana:

3. Las ecuaciones de Hamilton que aparecen en mecánica hamiltoniana:

4.3 ANALISIS DE FUERZAS DE UN ESLABON EN ROTACION.

4.4 ANALISIS DE FUERZAS EN LOS ALABES DE UN ROTOR.

4.5 ANALISIS DE FUERZAS DE UN MECANISMO DE YUGO ESCOCES

Por yugo escocés se entiende un mecanismo que permite transformar un movimiento rectilíneo alternativo (de una guía) en un movimiento de rotación (de una manivela y su árbol). También puede funcionar al revés cambiando la rotación de un árbol y una manivela en un movimiento alternativo rectilíneo.

Una aplicación típica es en motores de combustión interna y neumáticos o en compresores alternativos.

ANÁLISIS DEL MOVIMIENTO

Si el árbol de salida (o entrada) se mueve a velocidad constante el movimiento la guía de entrada (o salida) tiene un movimiento sinusoidal puro.

VENTAJAS

*Comparándolo con un mecanismo de biela-manivela el mecanismo de yugo escocés tiene algunas ventajas:

*Menos piezas móviles

*Funcionamiento más suave (en el sentido de aceleraciones más pequeñas)

*En aplicaciones en motores y compresores de pistón puede eliminarse el bulón. Además, la fuerza lateral debida al ángulo que forma la biela no existe. (Hay que tener en cuenta pero la fuerza de reacción de la guía contra la manivela).

DESVENTAJAS

Posible desgaste en el ojal colís de la guía y el cojinete correspondiente, por culpa del movimiento alternativo y las altas presiones que complican la lubricación.

Pérdida de calor en el P.M.S. (Menos velocidad, más tiempo de combustión, mayor facilidad para que el calor de combustión pase a las paredes de la cámara de combustión)

APLICACIONES

Una aplicación seudoestática (a velocidad muy pequeña) del mecanismo de yugo escocés es en actuadores (servomotores) para válvulas de control (o regulación) de alta presión en oleoductos y gasoductos.

Ha sido aplicado en motores de combustión interna (como los motores Bourke y SyTech ). También en motores de vapor y aire caliente. En motores neumáticos (de aire comprimido) para mover cabrestantes el sistema ha demostrado un funcionamiento satisfactorio desde hace muchos años.

Algunos experimentos documentan que en ciclos de combustión a volumen constante (Otto, Bourke y similares) el mecanismo de yugo escocés no funciona bien por culpa de las pérdidas de calor asociadas a los tiempos más largos en la zona del PMS. Sí que iría bien en motores de inyección estratificada (motores diésel).

4.6 ANALISIS DE FUERZAS EN LOS ESLABONES DE UN MECANISMO DE CUATRO BARRAS

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