Dispositivos De Entrada De Un Mecanismo

DISPOSITIVOS DE ENTRADA DE UN MECANISMO.

La mecánica del solido es una de las ramas de la física que, entre otras, contiene tres subramas principales: cinemática, que está relacionada con el estudio del movimiento relativo, y en la que aparecen solo magnitudes de longitud y tiempo; estática, que es el estudio de las fuerzas y los momentos, independiente del movimiento; y cinética, que está relacionada con la acción de las fuerzas en los cuerpos. A la unión de la cinemática y la cinética se le denomina dinámica.

Un mecanismo es un dispositivo mecánico cuyo propósito es transferir movimiento y acciones (fuerzas y momentos) desde una fuente de potencia (entrada) a una salida. Un mecanismo consta de eslabones o barras, que están conectadas mediante pares cinemáticos para formar cadenas abiertas o cerradas.

Con respecto a la movilidad de los mecanismos, estos exhiben una gran cantidad de movimientos tales, que todos los eslabones se mueven en planos paralelos. En la figura 1 se aprecia una plataforma ajustable en altura, en la que se usan dos mecanismos idénticos en los lados opuestos de la plataforma. Sin embargo, el movimiento de estos mecanismos es estrictamente en un plano vertical, por lo que se considera mecanismo plano.

El movimiento plano de un sólido rígido consta de rotación alrededor de un eje perpendicular al plano del movimiento y traslación, donde todos los puntos del solido se mueven a lo largo de rectas paralelas o trayectoria curvilíneas planas y todas las líneas ligadas al solido permanecen paralelas a su orientación original.

Los mecanismos espaciales permiten movimientos en tres dimensiones. Para ellos, y dependiendo de las restricciones impuestas por los pares cinemáticos entre eslabones, son posibles combinaciones de rotaciones alrededor de tres ejes no paralelos y traslaciones a lo largo de tres direcciones diferentes.

Es de gran de importancia conocer, que se han hecho numerosos intentos de clasificar los mecanismos, atendiendo a diferentes puntos de vista, lo que ha dado lugar a una gran cantidad de clasificaciones en tipos, que a su vez se subdividían en subtipos.

Posiblemente, los dos criterios fundamentales para la clasificación de los mecanismos sean: tipología o estructura (naturaleza de los elementos que los componen, así como el tipo de pares) y función (objetivo del mecanismo).

Las clasificaciones más completas combinan ambos criterios y en este trabajo vamos a exponer una que utiliza como criterio básico la estructural, subdividiendo los grupos resultantes según las funciones que pueden desempeñar. Con esta base los mecanismos se clasifican en los siguientes tipos:

1. Mecanismos de levas: Son compactos y relativamente fáciles de diseñar (figura 2).

Entran en juego cuando al elemento de salida se le exigen funciones tales como:

• Una ley de movimiento compleja, difícil de obtener con mecanismos de barras.

• Una detención del elemento de salida con movimiento continuo del elemento de entrada.

• Generación de un ciclo del elemento de salida para n ciclos del elemento de entrada.

2. Mecanismos de engranajes: Trabajan nos solo en forma de pareja de ruedas dentadas, sino también en combinaciones más complejas denominadas trenes de engranajes (figura 4). Sus principales funciones son:

• Transmisión de potencia entre dos ejes.

• Reductores o multiplicadores de velocidad.

• Cajas de cambio.

3. Mecanismos de tornillo: Muy utilizados como elementos de máquina. Algunas de las aplicaciones más comunes se dan máquina herramienta, tornillos de banco para sujeción de piezas, gatos y tornillos de prensa (figura 4). Funciones que realizan:

• Conversión del movimiento giratorio en lineal de traslación.

• Elemento de unión o bloqueo.

• Transmisión de potencia (fuerza y movimiento).

4. Mecanismos con elementos flexibles: Hay dos tipos de elementos flexibles, por un lado los elementos de transmisión de potencia: correas (figura 5), cadenas y cables, y por otro los resortes.

Los primeros tienen las siguientes funciones:

• Trasmisión de potencia entre dos ejes, sobre todo en aquellos casos en que la distancia entre ambos es grande, siendo inviable la utilización de engranes.

• Elementos de trasmisión en variadores de velocidad.

Los resortes, en sus diversos tipos tienen como aplicaciones las siguientes:

• Elementos de cierre en determinados mecanismos.

• Absorbedores de energía o de cargas de choque, como en las suspensiones de vehículos.

5. Mecanismos con elementos fluidos: Que son de tipos hidráulicos y neumáticos y que tienen como aplicaciones: En el caso de los hidráulicos:

• Como actuadores en aquellos casos en que las fuerzas a emplear sean muy grandes, como suele pasar en las maquinarias de obras civiles (figura 6).

• Como multiplicadores de fuerzas.

En el caso de los neumáticos:

• Para la automatización del funcionamiento de maquinas.

6. Mecanismos de barras: Constituye el grupo más amplio y con mayor numero de aplicaciones. También se les llama eslabonamientos.

Después de ver como se clasifican los mecanismos según el criterio estructural, debemos saber cuáles son los diferentes dispositivos que ayudan al accionamiento de estos.

A menos que sea operado manualmente, un mecanismo requerirá algún tipo de impulsador para generar movimiento y energía. Si el diseño requiere un movimiento de entrada rotatorio continuo, tal como un eslabonamiento de Grashof, una corredera-manivela o una leva seguidor, entonces un motor o máquina es la elección lógica. Los motores están disponibles en una amplia variedad de tipos. La fuente de energía más común para un motor es la electricidad, pero el aire comprimido y el fluido hidráulico presurizado también se utilizan para accionar motores neumáticos e hidráulicos. Los motores a diesel o gasolina son otra posibilidad. Si el movimiento de entrada es de traslación, como es común en movimiento en tierra, entonces en general se requiere un cilindro hidráulico o neumático.

Actuadores Neumáticos e Hidráulicos: Donde los actuadores neumáticos los podemos dividir en cilindros neumáticos y motores neumáticos. Y los actuadores hidráulicos también los podemos dividir en cilindros hidráulicos y motores hidráulicos. Estas dos divisiones son muy similares pero una de las grandes diferencia es el fluido que utilizan para desempeñar su trabajo, ya que en los neumáticos utilizamos aire y en los hidráulicos aceites.

En la utilización

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