SEDE - HUAMACHUCO HUAMACHUCO
MECANISMOS DE RETORNO RAPIDO PRESENTACION En muchas operaciones industriales se requiere deslizar una herramienta para realizar un trabajo. Para automatizar estas operaciones se suele emplear un mecanismo que cuenta con una deslizadera en la que se fija la herramienta que realiza el trabajo. Hay ocasiones en las que, por la naturaleza de la operación, el trabajo se realiza solamente en un sentido del movimiento. En esto es toss ca caso soss re resu sultlta a es espe peci cial alme ment nte e út útilil ha hace cerr qu que e la he herra rrami mien enta ta vu vuel elva va rápidamente a la posición inicial para realizar una nueva pasada. s!, se busca un mecanismo cuyo eslabón final es una deslizadera de manera que "sta posea un movimiento de avance relativamente lento #cuando la herramienta traba tra baja ja$$ y un mo movi vimie mient nto o de re retr troc oces eso o re rela lativ tivam amen ente te rá rápi pido do #c #cua uand ndo o la herramienta no trabaja$. %no de los mecanismos más empleados es el que se muestra a continuación. &onducido por una manivela que se mueve con velocidad an'ular constante #'eneralmente por medio de un motor el"ctrico$, produce en la deslizadera un movimiento lento de avance #hacia la izquierda$ y rápido de retroceso #hacia la derecha$. &omo la velocidad an'ular de la manivela es constante, el tiempo de avan av ance ce es pr prop opor orci cion onal al al án án'u 'ulo lo de ma mani nivvel ela a de dedi dica cado do al av avan ance ce,, e i'ualmente con el retroceso. (e %sa %san n Esp Especi ecialm alment ente e En )á )áqui quinas nas*He *Herra rramie mienta nta,, En +as ue (o (olo lo (e -ealiza Pequea /elocidad El 0esplazamiento 0e 1rabajo, Pero En El ue 2nteresa, ue %na /ez ue +a )áquina 1erminado %na Pasada, /uelva l Punto 0e Partida En El )enor 1iempo 1iempo Posible. Estos mecanismos se emplean en máquinas herramientas que tienen una carrera lenta de corte y una carrera rápida de retorno para una velocidad an'ular constante de la manivela motriz. E3isten varios tipos de mecanismos de retorno rápido que se describen a continuación. +os mecanismos se usan para realizar operaciones repetitivas tales como empujar piezas a lo lar'o de una l!nea de montaje, sujetar piezas juntas mientras se sueldan o para doblar cajas de cartón en una máquina de embalaje automatizada. En esta clase de aplicaciones resulta a menudo.
MECANISMOS DE RETORNO RETORNO RAPIDO DEFINICION
En in'enier!a mecánica un mecanismo de retorno rápido es un mecanismo utilizado en herramientas de maquinado para realizar cortes sobre una pieza. (e compone de un sistema de en'ranajes acoplado a un mecanismo de biela * manivela, en el cual se encuentra la parte que realiza el corte. +os mecanismos de retorno rápido son aquellos en los que el tiempo invertido en la carrera de ida es dif ife erente al invertid ido o en la carrera de vuelta. +a diferencia de tiempos entre la carrera de ida y la de retorno es debido a que, suponiendo la velocidad an'ular del eslabón de entrada constante, el eslabón de entrada debe recorrer un án'ulo mayor durante la carrera de ida que durante la del retorno. +os tiempos invertidos en las carreras de ida y de retorno. (erán proporcionales a los án'ulos 'irados por el eslabón de entrada durante esas carreras. TIPOS DE MECANISMOS DE RETORNO RAPIDO 1.MECANISMO DE WHITWORTH
El mecanismo de retorno rápido de 4hit5orth convierte el movimiento rotatorio en movimiento alternativo, pero a diferencia de la manivela y deslizador, el delantero de movimiento alternativo es a un ritmo diferente a la atrasada stro6e. En la parte inferior de la unidad brazo, la tasa solo se mueve a trav"s de pocos 'rados a barrer el brazo de izquierda a derecha, pero se necesita el resto de la revolución para que el mecanismo del brazo vuelva.
Aplicaciones del mecanismo de whitworth El mecanismo de retorno rápido de 4hit5orth se utiliza en la industria para realizar operaciones repetitivas como alimentar esas en una l!nea de ensamble y corte orte de mate materi rial al 78, 78, 9, :;. :;. En esta estass apli aplica caci cion ones es a menu menudo do resu resultlta a conveniente utilizar motores el"ctricos de velocidad constante, sin embar'o, pueden utilizarse servomotores para mejorar el comportamiento dinámico del mecanismo como se plantea en este trabajo.
MECANISMOS DE RETORNO RETORNO RAPIDO DEFINICION
En in'enier!a mecánica un mecanismo de retorno rápido es un mecanismo utilizado en herramientas de maquinado para realizar cortes sobre una pieza. (e compone de un sistema de en'ranajes acoplado a un mecanismo de biela * manivela, en el cual se encuentra la parte que realiza el corte. +os mecanismos de retorno rápido son aquellos en los que el tiempo invertido en la carrera de ida es dif ife erente al invertid ido o en la carrera de vuelta. +a diferencia de tiempos entre la carrera de ida y la de retorno es debido a que, suponiendo la velocidad an'ular del eslabón de entrada constante, el eslabón de entrada debe recorrer un án'ulo mayor durante la carrera de ida que durante la del retorno. +os tiempos invertidos en las carreras de ida y de retorno. (erán proporcionales a los án'ulos 'irados por el eslabón de entrada durante esas carreras. TIPOS DE MECANISMOS DE RETORNO RAPIDO 1.MECANISMO DE WHITWORTH
El mecanismo de retorno rápido de 4hit5orth convierte el movimiento rotatorio en movimiento alternativo, pero a diferencia de la manivela y deslizador, el delantero de movimiento alternativo es a un ritmo diferente a la atrasada stro6e. En la parte inferior de la unidad brazo, la tasa solo se mueve a trav"s de pocos 'rados a barrer el brazo de izquierda a derecha, pero se necesita el resto de la revolución para que el mecanismo del brazo vuelva.
Aplicaciones del mecanismo de whitworth El mecanismo de retorno rápido de 4hit5orth se utiliza en la industria para realizar operaciones repetitivas como alimentar esas en una l!nea de ensamble y corte orte de mate materi rial al 78, 78, 9, :;. :;. En esta estass apli aplica caci cion ones es a menu menudo do resu resultlta a conveniente utilizar motores el"ctricos de velocidad constante, sin embar'o, pueden utilizarse servomotores para mejorar el comportamiento dinámico del mecanismo como se plantea en este trabajo.
avance, se'uida de por una carrera de retorno rápida. El mecanismo analizado corresponde a un alimentador continuo de partes para el marcado laser de anillos a 'asolina 'asolina como se muestra muestra en las fi'uras.
En operaciones repetitivas e3iste por lo común una parte del ciclo en la que el mecanismo se somete a una car'a, llamada carrera de avance o de trabajo, y una una part parte e del del ciclo iclo es cono conoci cida da como como carr carrer era a de reto retorn rno o en la que que el mecanismo no efectúa trabajo sino que se limita a devolverse para repetir la operación.
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%na medida de lo apropiado de un mecanismo desde el punto de vista, conocido con el nombre de razón del tiempo de avance al tiempo de retorno, se define mediante la fórmula=
%n mecanismo para el cual el valor de es 'rande, resulta más conveniente para esta clase de operaciones repetitivas que aquellos que se caracterizan por valores pequeos de . +os mecanismo son valores de superiores a la unidad se conocen como retorno rápido. Para un mecanismo de corredera* manivela, se mide el án'ulo alfa #>$ que se recorre durante la carrera de avance, y el án'ulo restante de la manivela se considera como ?, de la carrera de retorno@ y si el periodo del motor es A, entonces=
1iempo de carrera de avance=
1iempo de carrera de retorno= 0espejando con respecto a la primera fórmula tenemos= 2.Mecanismo de Peaucellier
El mecanismo de Peaucellier, ideado en 8BC: por el capitán de in'enieros del ej"rcito franc"s &harles
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&uando +ord Delvin contempló el mecanismo, se dice que comentó que era la cosa más bonita que no hab!a visto nunca .
En realidad, el sistema hace que si un punto 0 describe una curva, otro punto del mecanismo, el &, describe su curva inversa respecto a un punto , con una constante de inversión i'ual a a9*b9, siendo a,b las lon'itudes de los dos tipos de barras utilizadas en la construcción del mecanismo. continuación se procede al análisis 'eom"trico del mecanismo .
El sistema está formado por F barras, se'ún muestra la fi'ura@ dos de ellas, la y la G son de lon'itud a y están articuladas a un punto fijo que será el polo de la transformación inversa. +as cuatro barras forman un rombo articulado &G0 unido en y G a las dos barras anteriores. l aplicar el teorema del seno al trián'ulo &, se tiene
Asenα = bsenα (1) llamando ddI a las lon'itudes &, 0, se puede escribir
d= a cosα
+ b cosβ pág. 8
d'= a cosα
- b cosβ
0e donde
dd' = a2 cos2α – b2cos2β = a2-b2 – a2 senα2 + b2senβ2 ue, teniendo en cuenta #8$ proporciona la relación de inversión
dd' = a2-b2
Es bien sabido que la relación de inversión transforma circunferencias que pasan por el polo en rectas perpendiculares a la recta que une centro y polo, y que a su vez, las rectas que no pasan por el polo se transforman en circunferencias que s! lo hacen #circunferencias que no pasan por el polo se transforman en otras que tampoco lo hacen$. Por ejemplo, si 0 describe un arco de circunferencia de radio - #en trazo discontinuo en la fi'ura$, entonces
dd' = 2R cosγ 0onde
γ
es el án'ulo polar desde OO', la coordenada 3 c se'ún dicho eje
de & será
Xc= d cos γ = a2-b2 /R ue, al ser constante indica que & se mueve sobre la recta indicada en trazo discontinuo en la fi'ura.
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.Mecanismo de !u"o Escoces
El yu'o escoc"s, es un mecanismo para convertir el movimiento lineal de un control deslizante en el movimiento de rotación o viceversa. El pistón, por otra parte, está directamente acoplado a un deslizamiento con una ranura para que realice un alfiler en la parte 'iratoria. +a forma del movimiento del pistón es una onda senoidal pura en el tiempo, a una constante dada la velocidad de rotación
4. Mecanismo de bielamani!ela El mecanismo de biela * manivela es un mecanismo que transforma un movimiento circular en un movimiento de traslación, o viceversa. Ejemplos de utilización podemos encontrarlos en las anti'uas locomotoras de vapor máquinas de coser y, más actualmente, en el motor de combustión interna de un automóvil, en el cual el movimiento lineal del pistón producido por la e3plosión de la 'asolina se trasmite a la biela y se convierte en movimiento circular en el ci'Jeal. mbos sistemas #biela*manivela y e3c"ntrica*biela$ permiten convertir el movimiento "iratorio contin#o de un eje en uno lineal alternati!o en el pie de pág. 12
la
biela.
1ambi"n
permite
el
proceso
contrario=
transformar
un
movimiento lineal alternati!o del pie de biela en uno en "iratorio continuo en el eje al que está conectada la e3c"ntrica o la manivela #aunque para esto tienen que introducirse li'eras modificaciones que permitan aumentar la inercia de 'iro$. Este mecanismo es el punto de partida de los sistemas que aprovechan el movimiento 'iratorio de un eje o de un árbol para obtener movimientos lineales alternativos o an'ulares@ pero tambi"n es imprescindible para lo contrario= producir 'iros a partir de movimientos lineales alternativos u oscilantes. En la realidad no se usan mecanismos que empleen solamente la manivela #o la e3c"ntrica$ y la biela, pues la utilidad práctica e3i'e aadirle al'ún operador más como la palanca o el "mbolo, siendo estas aadiduras las que permiten funcionar correctamente a máquinas tan cotidianas como= motor de automóvil, limpiaparabrisas, rueda de afilar, máquina de coser, compresor de pistón, sierras automáticas.
El sistema biela*manivela emplea, básicamente, una manivela, un soporte y una biela cuya cabeza se conecta con el eje pág. 14
e3c"ntrico de la manivela #empuadura$.
Para el sistema e3c"ntrica*biela se sustituye la manivela por una e3c"ntrica, conectando la biela al eje e3c"ntrico y siendo el resto del mecanismo semejante al anterior
.
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Este sistema es totalmente reversible, pues se puede imprimir un movimiento lineal alternativo al pie de biela y obtener uno 'iratorio en el eje de la manivela. la hora de disear estos mecanismos tenemos que tener en cuenta que=
+a lon'itud del brazo de la manivela determina el movimiento del pie de la biela #carrera $, por tanto, hemos de disear la manivela con lon'itud mucho más corta que la biela .
Carrera=2 veces el radio de la manivela
•
Para
que
el
sistema funcione adecuadamente se deben emplear bielas cuya lon'itud sea, al menos, K veces el radio de 'iro de la manivela a la que está acoplada. •
&uando tenemos que transformar movimiento 'iratorio en alternativo, el eje de la manivela es el elemento motriz y el pie de biela se conecta al elemento resistente #potencia útil$. Esto hace que la fuerza aplicada al eje pág. 18
se reduzca en proporción inversa a la lon'itud de la manivela, por lo que c#anto ma$or sea la mani!ela menor ser% la &#er'a (#e aparece en
s# emp#)ad#ra y consecuentemente en el pie de la biela. •
+as cabezas de las bielas deben de estar centradas en la empuadura sobre la que 'iran, por lo que puede ser necesario aumentar su anchura #colocación de un casquillo$.
*C+mo &abricar el mecanismo bielamani!ela, Este mecanismo se puede construir en el taller de tecnolo'!a usando los si'uientes materiales=
&artón, para las poleas.
/arilla roscada )K.
1uercas y arandelas )K.
&asquillo metálico.
+istón de madera 8B3L mm.
Palito de barbacoa.
&ontrachapado de : mm.
&ontrachapado de 8M mm.
1inte para madera. El resultado se puede observar en las si'uientes imá'enes=
Descripci+n de las pie'as del mecanismo+a biela y el pistón están fabricadas con contrachapado de : mm y los orificios han sido realizados utilizando una broca de : mm.
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l fabricar la biela hemos tenido en cuenta que su lon'itud debe de ser al menos K veces el radio de 'iro de la manivela a la que esta acoplada. El pistón tambi"n se ha construido con contrachapado de : mm y su lon'itud depende del proyecto donde se quiera utilizar . +a 'u!a se ha construido utilizando contrachapado de : mm. el resultado se puede observar en la fi'ura. Para el soporte de la 'u!a se puede utilizar listón de pino.
+a E3c"ntrica la hemos fabricado utilizando cartón, para el eje varilla roscada )K, para el soporte listón de pino y para la manivela contrachapado de N mm.
APICACIONES DE /N CON0/NTO 1IEA MANI2EA +as aplicaciones del conjunto biela manivela es variado a continuación daremos a conocer al'unas aplicaciones
Sta3er
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El accionamiento el"ctrico del mecanismo puede ser mediante moto variador o controlado con inversor. El movimiento de empuje es completamente mecánico y está 'enerado por un mecanismo bielamani!ela que actúa sobre la rotación del cuadrilátero articulado que soporta la varilla de empuje, produciendo un avance de tipo sinusoidal con arranque y detención lentos y sin choques, ideal para no perjudicar la estabilidad de los recipientes. %n cilindro neumático, accionado por un muelle neumático, que cumple la función de amorti'uador durante la bajada del vásta'o, levanta la cabeza de la carrera de retorno. El stac6er tiene un sistema de re'ulación en altura para un mejor uso de acuerdo con el art!culo que se ha de car'ar. +a modificación de la carrera se realiza cambiando la lon'itud de la biela de empuje.
2ERIICACION DE AMORTI5/ADORES 0os tipos de máquinas diferentes, se'ún el sistema de arrastre del vásta'o del amorti'uador. El movimiento se realiza mediante un mecanismo biela
mani!ela movido por un motor el"ctrico o el movimiento lo transmite un servo cilindro hidráulico con una válvula proporcional, trabajando en lazo cerrado un P20.En ambos casos, el cuerpo del amorti'uador descansa en un soporte donde se transmite la fuerza a una c"lula de car'a e3tensa m"trica. +a seal de desplazamiento proporcional a la carrera del vásta'o del amorti'uador, la emite un captador de desplazamiento asociado al cilindro hidráulico o un enco'er asociado al 'iro del mecanismo biela*manivela. mbas máquinas pueden utilizarse para verificación en l!nea de producción, comparando los valores le!dos de fuerza*desplazamiento con valores previamente prefijados. demás es posible llevar una estad!stica de la producción con los valores de aceptados, rechazados, medias, recorridas, etc.
EMP/0ADOR DE 1OTEAS Ouncionamiento mecánico, asistido por un sistema electrónico, permitiendo cadencias hasta 8B ciclosminuto. )ovimientos de avance y de deslizamiento lateral suaves, efectuados por sistema bielamani!ela combinad con un sistema de variación de velocidad electrónico, permitiendo la alteración de la velocidad de los diferentes se'mentos durante el ciclo. 0eslizamiento de los movimientos sobre 'u!as y rodamientos lineales. pág. 24
ltura de elevación= hasta NMMmm. nchura del rodillo de empujar= hasta NNMMmm. Potencia instalada= L.N 64, :BM /... NMM /&, NM*FM Hz. MA6/INA EN2ASADORA
+a máquina envasadora )H:, es una maquina horizontal tubular, confeccionadora de bolsas de tres costuras tipo almohada y fondo fuelle, tanto en polietileno como en materiales laminados este tipo de máquinas horizontales son recomendadas para productos frá'iles o que deban ir acomodados en la bolsa, tambi"n permite trabajar con 'ran variedad de productos. &onsta de los si'uientes elementos. *
1racción del material de envoltura por medio de las mordazas de sellado,
dicho movimiento se recibe a trav"s de una biela mani!ela y las mordazas se encuentran montadas sobre rodamientos lineales. * (istema de foto centrado por medio de fibra óptica. * En caso de materiales laminados, mordazas construidas en acero indeformable, con temperatura constante controladas electrónicamente . * En caso de polietileno, mordazas de sellado por pulso controladas electrónicamente y refri'eradas por a'ua. * 1odos los elementos que se encuentran en contacto con el producto realizados en acero ino3idable. * &omando de la envasadora por intermedio de un P+&, marca llen Gradley. * )ovimiento principal de la envasadora realizado por un motor reductor libre de mantenimiento. * &orte neumático por cuchilla dentada. * &ubierta de acr!lico de se'uridad. +a máquina admite la incorporación de todo tipo de dosificadores para diferentes clases de productos. Velocidad máxima de envasadora: :M 'olpesmin. Medidas máx. De la bolsa almohada: 99M mm 3 :NM mm Medidas máx. En fondo cuadrado/fuelle: Oondo 8KMmm 3 CMmm de altura Potencia eléctrica instalada: :,N 64 onsumo de aire: NM litrosmin.
a7. 1iela
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(e trata de un elemento r!'ido y alar'ado que permite la unión articulada entre la manivela y el "mbolo. (e puede denominar biela a un elemento mecánico que sometido a esfuerzos de tracción, compresión y fle3ión, transmite el movimiento articulando a otras partes de la máquina. En un motor de combustión interna conectan el pistón al ci'Jeal. ctualmente las bielas son un elemento básico en los motores de combustión interna y en los compresores alternativos. (e disean con una forma espec!fica para conectarse entre las dos piezas, el pistón y el ci'Jeal. (u sección transversal o perfil puede tener forma de 89 I o :. Es una pieza de suma importancia, tanto para la transmisión de potencia, como para la transformación del movimiento. Material de #na biela- El material del que se fabrican es de una aleación de acero, titanio o aluminio con un tratamiento adecuado para obtener las elevadas caracter!sticas mecánicas que se precisan. . En la industria automotor todas se fabrican por forja, pero al'unos fabricantes de piezas las hacen mediante mecanizado. Es una especie de brazo que une al ci'Jeal con el pistón. 1ransmite el movimiento entre el ci'Jeal y pistón, su movimiento es muy similar a cuando pedaleamos en la bicicleta, Como se &abrican- (on forjadas. sea= a una temperatura muy elevada se le
da la forma y posteriormente se mecanizan las zonas que permiten el movimiento Condiciones- +as condiciones e3i'idas en la fabricación de las bielas para su
correcto funcionamiento destacan=
2'ualdad de peso para cada 'rupo de bielas de un mismo motor.
Paralelismo entre ejes de simetr!a.
Precisión en la lon'itud o distancia entre centros
b7. Partes de #na biela (e pueden distin'uir tres partes en una biela.
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a cabe'a
+a cabeza es la parte con el a'ujero de mayor diámetro, y se suele componer de dos mitades, una solidaria al cuerpo y una se'unda postiza denominada sombrerete, que se une a la primera mediante pernos. Entre estas dos mitades se aloja un casquillo, cojinete o rodamiento, que es el que abraza a la correspondiente muequilla ó muón en el ci'Jeal.
El Pie+a parte trasera de biela va en el eje del pistón, es la parte con el a'ujero de menor diámetro, y en la que se introduce el casquillo a presión, en el que lue'o se inserta el bulón, un cilindro o tubo metálico que une la biela con el pistón. pág. 30
El c#erpoEs la parte central, está sometido a esfuerzos de tracción*compresión en su eje lon'itudinal, y suele estar ali'erado, presentando por lo 'eneral una sección en forma de doble 1, y en al'unos casos de cruz. hb c7. Clases de bielas En función de la forma de la cabeza de biela, y como se une a ella el sombrerete, se pueden distin'uir=
1iela enteri'a=
Es aquella cuya cabeza de biela no es desmontable, no e3iste el sombrerete. En esos casos el conjunto ci'Jeal*bielas es indesmontable, o bien es desmontable porque el ci'Jeal se desmonta en las muequillas.
1iela ali"erada= (i el án'ulo que forma el plano que divide las dos mitades de la cabeza de biela, no forma un án'ulo recto con el plano medio de la biela, que pasa por los ejes de pie y cabeza, sino que forma un án'ulo, entonces se dice que la biela es ali'erada Por lo 'eneral, las bielas de los motores alternativos de combustión interna se realizan en acero templado mediante forja, aunque hay motores de competición con bielas de titanio o aluminio, realizadas por operaciones de arranque de material.
d7. #ncionamiento de #na biela en #n motor de comb#sti+n interna
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0ia'rama de un motor de combustión interna. +a letra R seala la biela &uando el pistón se encuentra comprimiendo la mezcla 8MQ antes para lle'ar al punto muerto superior #P)($ la chispa se activa, provocando que la mezcla comience quemarse y cuando lle'ue al P)( esta fuerza e3plosiva que se está liberando se comprime. 0ebido a las fuerzas inerciales el mecanismo si'ue avanzando, al encontrarse a 8MQ despu"s del P)( es cuando se libera toda la fuerza. +os principales esfuerzos que sufre la biela son de fle3ión compuesta en el momento de la car'a má3ima al e3plotar la mezcla combustible #e3pansión del ciclo$, la compresión estar!a dada por la componente de la fuerza sobre el eje lon'itudinal de la biela, y la fle3ión por la componente transversal a la misma, y lo mismo con el par reactivo proporcionado por la car'a a trav"s del ci'Jeal al oponerse al movimiento. demás la biela sufre un esfuerzo de compresión nuevamente en la etapa de compresión de la mezcla. 0espu"s de observar los distintos tipos de análisis realizados a la biela se pueden notar dos puntos cr!ticos que ocurren en diferentes etapas del ciclo mecánico, el primero de ellos se aprecia durante la compresión, este tiene lu'ar en la parte media de la biela, el se'undo punto cr!tico se sitúa en la parte
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inferior de la biela y ocurre durante la e3pansión del ciclo. +os tornillos, por su parte, soportan solo un pequeo porcentaje de la car'a. &on un análisis similar en bielas de sección tipo 8 en lu'ar de I, se observa que los esfuerzos que aparecen son menores, esto es debido a que las bielas tipo H se fabrican en su mayor!a mecanizadas y con una sección constante, por lo que en la parte de la cabeza resulta sobredimensionada, disminuyendo las tensiones internas, se utilizan en motores de altas e3i'encias. (in embar'o en los automóviles de producción masiva se utilizan las bielas tipo 2 forjadas que resisten apropiadamente los esfuerzos que sufren en un uso normal, pero no son adecuadas para re'!menes más intensos. En la fi'ura si'uiente podemos apreciar cómo están distribuidas las bielas en un motor de cuatro tiempos.
#ncionamiento de las bielas en #n motor de 4 tiempos
Mani!ela= Es una palanca con un punto al eje de rotación y la otra en la cabeza de la biela. &uando la biela se mueve alternativamente, adelante y atrás, se consi'ue hacer 'irar la manivela 'racias al movimiento 'eneral de la biela. al rev"s, cuando 'ira la manivela, se consi'ue mover alternativamente adelante y atrás la biela y el "mbolo. pág. 36
En el )ecanismo podemos acceder a dos enlaces, en uno se nos muestra el mecanismo biela manivela y en el se'undo el conjunto anterior aplicado al pistón de un motor. &omo siempre, en los enlaces se nos describe el mecanismo y se nos dan sus caracter!sticas y utilidades.
Partes de la Mani!ela (e pueden distin'uir en una )anivela= El Pistón, +a Giela y el Eje. Elementos fundamentales. +os elementos fundamentales de una biela son el cabezal, que encaja al perno de la manivela del eje, el pie, que encaja al bulón y la caa, elemento de unión del sistema. +os tipos de bielas son muy variados, se'ún la función que realizan@ biela articulada #principal o maestra@ permite la articulación de bielas secundarias en los orificios de su cabezal$@ biela de coplamiento #)ecánica$Racoplamiento #encar'ada de conectar el pistón con el manubrio en las máquinas de vapor$ biela deslizante #cuyo cabezal está sustituido por un soporte curvo$, etc. E3iste un sistema que combina una biela, una manivela y una corredera, empleado en las máquinas de vapor y muy utilizado en el s.S2S, pero actualmente en desuso con la aparición de motores rotativos muy especializados
Tipos de Mani!ela 0e estructura r!'ida, articulada y doblemente articulada, por la forma de los rodamientos en los puntos de apoyo pueden ser Planos #Gujes$, -odamiento Esf"ricos o Golas y rodamientos cil!ndricos o rolletes
Constr#cci+n Por lo 'eneral, las manivelas de los motores alternativos de combustión interna se realizan en acero templado mediante forja, aunque hay aparatos que las poseen de madera y otros materiales alternativos. N. Mecanismos De 4 barras= pág. 38
%n mecanismo de cuatro barras es un mecanismo formado por tres barras móviles y una cuarta barra fija #por ejemplo, el suelo$, unidas mediante nudos articulados. +as barras móviles están unidas a la fija mediante pivotes. %sualmente las barras se numeran de la si'uiente manera= Garra 9. Garra que proporciona movimiento al mecanismo. Garra :. Garra superior. Garra K. Garra que recibe el movimiento. Garra 8. Garra ima'inaria que vincula la unión de revoluta de la barra 9 con la unión de revoluta de la barra K con el suelo. (on mecanismos de manivela*balanc!n que produce 9 posiciones del balanc!n con tiempos i'uales para las carreras de avance y de retorno. Este se llama mecanismo de retorno rápido y es un caso especial del caso 'eneral de retorno rápido. +a razón es por su estado de no retorno de posicionamiento del centro de la manivela 9 en la cuerda de G8 G9 e3tendida. Esto hace que la manivela describa án'ulos i'uales a 8BMT cuando impulsa al balanc!n de su e3tremo #posición de a'arrotamiento$ al otro. (i la manivela 'ira a velocidad an'ulas constante, como hace cuando es impulsada a 8BMT hacia adelante y hacia atrás tomara el mismo tiempo.
(i el centro de la manivela 9 se encuentra fuera de la cuerda G8 G9 prolon'ada, entonces describirá los án'ulos desi'uales entre las posiciones de a'arrotamiento
#definidas
como
colinealidad
de
la
manivela
y
el
acoplador$.Un'ulos desi'uales darán tiempos desi'uales, cuando la manivela 'ira a velocidad constante.
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#. MECANISMOS DE ; 1ARRAS$
Este mecanismo proporciona un retorno rápido cuando se conecta un motor de la velocidad cortante al eslabón 9. Este recorrerá el án'ulo > mientras el eslabón K recorre los primeros 8BMT de posición &8 a &9. +ue'o mientras el eslabón 9 completa su ciclo de ? 'rados, la etapa de salida completara otros 8BMT de &9 a &8. &omo el án'ulo ? es mayor que >, la carrera de avance durara más tiempo.
El án'ulo de transmisión en la junta entre el eslabón N y el eslabón F se optimizara si el pivote fijo F se coloca en la bisectriz perpendicular de la cuerda G8y G9, y si se desea una salida trasladante, la corredera #eslabón F$ se colocara en la l!nea SS y s oscilara entre G8 y G9.
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<. MECANISMOS DE =NEA RECTA- Es un mecanismo que puede realizar un movimiento rectil!neo c!clico e3isten dos tipos lo mecanismos de l!nea recta e3acta y los mecanismos de l!nea recta ine3acta. %. Mecanismos de l>nea recta de watt- inventado por Vames 4att #8C:F* 8B8L$ en 8CFL. Es un mecanismo de l!nea recta apro3imada, pero suficiente para los requisitos de la "poca en los que no e3ist!an herramientas capaces de producir rectitud con precisión. El mecanismo es de K barras y cuenta con dos balancines articulados a la barra fija de i'ual lon'itud #9* es i'ual a K*G$. El punto trazador está en el centro del acoplador (barra
AB).
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.Mecanismo de l>nea recta de Roberts- es un mecanismo de l!nea recta atribuido a -oberts #8CBL*8BFK$ que consiste en dos balancines de i'ual lon'itud #o9*a es i'ual a oK*b$ l articulados a la barra fija y un acoplador con un punto trazador que dista de las articulaciones la misma distancia #ap W bp W l$ formando el acoplador un trián'ulo isósceles. Este mecanismo
consi'ue
un
tramo
rectil!neo apro3imado entre
las
articulaciones a la barra fija #es decir, entre o9 y oK$.
Me ca ni sm o de l& ne a rec 'a de c( e) *s (e +$
E s u n mecanismo de l!nea recta inventado por chebyshev #8B98* 8BLK$ capaz de 'enerar una trayectoria con un tramo apro3imadamente rectil!neo. El mecanismo de l!nea rec"a de c#eb$s#e% posee las s&&en"es proporc&ones *o2-o = 2ab *o2-a = *o-b = 2.ab $ p es el pn"o 0ed&o del se0en"o ab.
Me ca ni sm o de l& ne a rec 'a de Ho e, en s$
s n 0ecan&s0o de l!nea rec"a &n%en"ado por oe3ens 4e enera na "ra$ec"or&a con n "ra0o apro5&0ada0en"e rec"&l!neo.
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6as
proporc&ones
de
apro5&0ada0en"e AB =
es"e
0ecan&s0o
O-B =
2.
son
*O2-A
*O2-O=2 *O2-A
CARACTERISTICAS
En muchas operaciones industriales se requiere deslizar una herramienta para realizar un trabajo. Para automatizar estas operaciones se suele emplear un mecanismo que cuenta con una deslizadera en la que se fija la herramienta que realiza el trabajo. Hay ocasiones en las que, por la naturaleza de la operación, el trabajo se realiza solamente en un sentido del movimiento. En estos casos resulta especialmente útil hacer que la herramienta vuelva rápidamente a la posición inicial para realizar una nueva pasada. s!, se busca un mecanismo cuyo eslabón final es una deslizadera de manera que "sta posea un movimiento de avance relativamente lento #cuando la herramienta trabaja$ y un movimiento de retroceso relativamente rápido #cuando la herramienta no trabaja$. %no de los mecanismos más empleados es el que se muestra a continuación. &onducido por una manivela que se mueve con velocidad an'ular constante #'eneralmente por medio de un motor el"ctrico$, produce en la deslizadera un movimiento lento de avance #hacia la izquierda$ y rápido de retroceso #hacia pág. 48
la derecha$. &omo la velocidad an'ular de la manivela es constante, el tiempo de avance es proporcional al án'ulo de manivela dedicado al avance, e i'ualmente con el retroceso.
AP-ICACIONES
En muchas aplicaciones, los mecanismos se usan para realizar operaciones repetitivas tales como= empujar piezas a lo lar'o de una l!nea de montaje@ sujetar piezas juntas mientras se sueldan@ para doblar cajas de cartón en una máquina de embalaje automatizada@ en máquinas herramientas para producir una carrera lenta de recorte y una carrera rápida de retorno@ etc. -esulta a menudo conveniente usar un motor de velocidad constante, y esto es lo que llevó al análisis de la ley de Xrashof.
CEPIO DE CODOpág. 50
Es una máquina herramienta que se usa para maquinar una superficie plana que puede encontrarse en posición horizontal, vertical o en án'ulo. demás se emplea para maquinar superficies irre'ulares y especiales que ser!an dif!ciles producir en otras máquinas.
IMPIAPARA1RI?AS pág. 52
)ecanismos )anivela*Giela balanc!n.
Es un dispositivo utilizado para barrer la lluvia y basura del parabrisas de un veh!culo o medio de locomoción. +a 'ran mayor!a de los automóviles están provistos de limpiaparabrisas, a menudo en cumplimiento de disposiciones le'ales. E3isten limpiaparabrisas en automóviles, buses, tranv!as, automóviles, locomotoras, aviones y barcos. l'unos
automóviles
tienen
un
dispositivo parecido
para
limpiar
los focos delanteros.
MA6/INAS IMADORAS.
pág. 54
+a limadora mecánica es una máquina herramienta para el mecanizado de piezas por arranque de viruta, mediante el movimiento lineal alternativo de la herramienta o movimiento de corte. +a mesa que sujeta la pieza a mecanizar realiza un movimiento de avance transversal, que puede ser intermitente para realizar determinados trabajos, como la 'eneración de una superficie plana o de ranuras equidistantes. simismo, tambi"n es posible desplazar verticalmente la herramienta o la mesa, manual o automáticamente, para aumentar la profundidad de pasada.
+a limadora mecánica permite el mecanizado de piezas pequeas y medianas y, por su fácil manejo y bajo consumo ener'"tico, es preferible su uso al de otras máquinas herramienta para la 'eneración de superficies planas de menos de BMM mm de lon'itud.
pág. 56
