Tipos de Mecanismos

Transmisión Directa

Árboles y ejes (para llevar a cabo el movimiento circular de una pieza):

• Árbol: Capaz de transmitir el movimiento y el par del motor.
• Eje: Las piezas giran sobre él, pero él mismo no se mueve.
• Palier: Árbol que transmite el movimiento desde el diferencial hasta las ruedas motrices.

Los árboles, además de soportar torsión, también soportan flexión y cizallamiento.

Acoplamientos

Para unir aquellos que están alineados directamente sin modificar la velocidad ni el momento, como una bomba de agua o un motor eléctrico.

• Acoplamiento rígido: Árboles o ejes se unen con piezas metálicas rígidas que se fijan mediante tornillos.
• Acoplamiento flexible: La unión se lleva a cabo mediante una junta elástica de goma o caucho, que permite absorber vibraciones.
• Acoplamiento móvil: Se utiliza cuando la separación entre árboles o ejes debe ser variable.
• Cardán o junta universal: Cuando hay un momento torsor entre dos elementos rotatorios, cuyos ejes no están alineados y se cortan, se utiliza esta junta. Se usa en automóviles y camiones. Ángulo máximo de 45 grados. No modifica la velocidad ni el momento.

Limitadores de Par

Para efectuar transmisiones directas de un árbol a otro, pero limitando el momento torsor o par entre uno y otro.

• Disco de fricción: Entre el árbol y la polea, rueda dentada, etc. Se puede ajustar la presión entre ellos. La unión patina.
• Pasador cizallable: Entre el árbol y la rueda; está calibrado para soportar un determinado esfuerzo de cizallamiento.

Mecanismos Articulados

Mecanismo de Cuatro Barras Articuladas

Cuatro barras unidas entre sí con articulaciones. Si giran completamente se llaman manivelas, si sólo oscilan, balancines. Se usan en la suspensión de coches.

Mecanismo de Biela-Manivela

Transforma el movimiento circular en movimiento rectilíneo o viceversa, pero el movimiento rectilíneo es alternativo. La manivela, también llamada cigüeñal, lleva acoplado en un extremo una pieza llamada biela, y en el otro extremo se fija el pistón o émbolo que se desliza dentro de una guía o cilindro.

Cuando se encuentra en la posición más alejada del centro de giro del cigüeñal se dice que está en PMS (Punto Muerto Superior), invierte el movimiento y empieza a retroceder. Cuando se encuentra en la posición más cercana del centro de giro se dice que se encuentra en el PMI (Punto Muerto Inferior), para de retroceder y avanza. La distancia entre PMI y PMS se llama carrera. Se utiliza en motores de explosión.

Mecanismo de Biela Infinita o Yugo Escocés

Transforma el movimiento circular en rectilíneo o viceversa. La función de biela la hace un móvil que se desplaza dentro del eslabón del que obtenemos los efectos. Se encuentra en máquinas de vapor antiguas.

Transmisión Mediante Elementos Flexibles

Para transmitir el movimiento de un eje a otro que se encuentra a cierta distancia.

Transmisión por Correa

Dos poleas unidas mediante un elemento flexible llamado correa. La correa más utilizada es la trapecial.

Transmisión por Cadena

Entre ruedas dentadas mediante una cadena. Se elimina la posibilidad de que se produzca un deslizamiento entre los dos elementos, y se puede usar en distancias largas. La velocidad no puede ser elevada. Los factores a considerar son: distancia, precisión en la transmisión, cuerpo y tipo de mantenimiento.

Transmisión Mediante Engranajes

Mecanismos de transmisión de movimiento circular mediante ruedas dentadas. Actúan una sobre la otra a través de las ruedas que se intercalan, de manera que una empuja a la otra. La rueda que está conectada al par se llama motriz, la que es empujada se llama conducida. La pequeña se llama piñón y la grande, corona.

Tipos de Engranajes

• Engranajes rectos: Movimiento rotatorio entre ejes paralelos situados a poca distancia. Los dientes están paralelos a los ejes, para velocidades de giro bajas y esfuerzos relativamente pequeños.
• Engranajes helicoidales: Movimiento giratorio entre ejes paralelos. También permiten movimiento entre ejes perpendiculares que se cruzan o se cortan. Tienen contacto con más de un diente a la vez, por lo tanto pueden transmitir más esfuerzo. Permiten mayor velocidad y son más silenciosos.
• Engranajes cónicos: Movimiento entre dos ejes que se cortan. Los más usuales son los que tienen los dientes rectos. La sección de los dientes es mayor a medida que aumenta el diámetro del cono.
• Engranajes interiores: Los dientes están en el interior. Los ejes están en el mismo lado y giran en el mismo sentido.
• Piñón cremallera: Barra prismática con dientes, la cremallera, que engrana con una rueda dentada o piñón. Si el piñón gira, la cremallera se mueve lateralmente en un sentido u otro según el sentido de giro. También al revés, mover la cremallera para mover el piñón.
• Tornillo sin fin: Acoplamiento entre una rosca y un engranaje, cuyos ejes se cruzan a 90 grados. La rosca se llama tornillo sin fin. Permiten grandes relaciones de transformación. Presentan un gran desgaste por rozamiento. Se suelen fabricar de cobre o latón para evitarlo. Envían el movimiento hacia un sentido, y actúan como medida de seguridad para mantenerlo parado.

Mecanismos de Regulación y Mecanismos Intermitentes

Reguladores

Regulan alguna variable de la máquina con algún efecto físico.

• Regulador centrífugo o de Watt: Se usaba en máquinas de vapor para regular el acceso de vapor al cilindro. La velocidad de giro del mecanismo aumenta o disminuye la fuerza centrífuga, por lo tanto hace subir o bajar las bolas conectadas a la válvula de la tubería de transporte. Si la máquina gira rápido, las bolas suben, cierran la tubería y disminuye la velocidad de giro.

Mecanismos Intermitentes

• Cruz de Malta: Manivela que gira y rueda conducida. Cuando la manivela da una vuelta, la parte conducida avanza y se detiene. Se utilizaba en relojes antiguos.
• Trinquetes: Permiten a un árbol transmitir movimiento circular sólo en un sentido. La carraca de trinquete es una variante que funciona con una rueda dentada y un trinquete. Su aplicación más importante es el piñón de la rueda trasera de las bicicletas.

Trenes de Mecanismos

Combinación de mecanismos de manera que el elemento impulsado por un mecanismo impulsa el siguiente. Se usan para mantener una velocidad constante, cambiar el sentido de giro o trabajar a una velocidad diferente.

Cajas de Cambios y Reductores

Para obtener diferentes relaciones de momento-velocidad entre la entrada y la salida de una transmisión. Se usan en automóviles y otras máquinas.

• Cajas de cambios: Utilizan poleas o engranajes. En el caso de las poleas, el árbol motriz y el árbol conducido tienen las mismas poleas pero invertidas, lo que se llama cono de poleas. Si cambiamos la correa, obtenemos diferentes relaciones.
• Reductores: Reducen la velocidad angular de manera notable y, consecuentemente, aumentan el par entre dos árboles o ejes. Utilizan engranajes o tornillos sin fin colocados dentro de una caja con lubricante.

Embragues

Permiten conectar y desconectar a voluntad o automáticamente un dispositivo, normalmente un árbol conductor o motriz, con otro que es conducido. Se usan entre el motor y la caja de cambios.

• Embragues de fricción: Transmiten el movimiento a través de una superficie que, por fuerzas de fricción, conecta el dispositivo motriz con el conducido. Pueden ser de disco o cónicos. Los más usados suelen ser los embragues de disco (en vehículos), donde un conjunto de muelles mantienen el disco, que está conectado al eje conducido, apretado entre dos superficies conectadas al árbol motriz. En los embragues cónicos se utilizan dos ruedas de forma cónica que se acoplan, y mediante un desplazamiento lateral de una de las partes se puede acoplar o desacoplar la transmisión.
• Embragues de dientes: La conexión se hace a través de ruedas dentadas encaradas frontalmente. Se usan en máquinas en las que la potencia e inercia son pequeñas.
• Embrague hidráulico: La transmisión del movimiento se hace a través de un líquido, normalmente aceite. Dentro de un cárter lleno de aceite hay una rueda de turbina conectada al árbol motriz o conductor y otra rueda conectada al árbol conducido. La turbina actúa como bomba que impulsa aceite hacia las palas. A partir de una cierta velocidad, se genera un momento lo suficientemente grande en las palas para transmitir el movimiento.
• Embragues centrífugos: Habituales en ciclomotores y otras máquinas. El árbol lleva unas masas conectadas y retenidas con muelles. Al aumentar la velocidad, las masas vencen la resistencia de los muelles y se acopla la transmisión.

Frenos

Permiten desacelerar y, por tanto, reducir hasta detener un mecanismo o máquina. Absorben la energía cinética de la máquina y la transforman en térmica.

Frenos Mecánicos

Dispositivos de fricción.

• Frenos de cinta: Una cinta recubierta interiormente por un material resistente al desgaste abraza exteriormente la rueda en movimiento que se pretende detener. Por fricción, crea un momento de frenado y reduce hasta detener, si es necesario, el movimiento de la rueda. Se utilizaba antiguamente, pero ahora ha quedado desplazado por sistemas de tambor y de disco.
• Frenos de zapatas o de tambor: Dos piezas llamadas zapatas, recubiertas de Ferodo, son accionadas por una leva.
• Frenos de disco: El árbol o elemento que debe frenar lleva un disco solidario sobre el que ejercen una fuerte presión dos pastillas recubiertas de Ferodo. Las pastillas se accionan normalmente a través de un émbolo hidráulico.
• Frenos eléctricos: Cuando se trata de frenar sin llegar a la parada grandes cargas durante un tiempo prolongado, como en autocares, la utilización de frenos de disco supondría un calentamiento peligroso. Utilizan un disco metálico.

Inversor de Giro

Mecanismos que permiten que un motor funcione en dos sentidos. En motores de explosión, se puede invertir el giro mediante sistemas mecánicos, como la inserción de un engranaje en medio de la transmisión a través de trenes planetarios.

La Neumática

Es el conjunto de técnicas basadas en la utilización del aire comprimido como fluido transmisor de energía para el accionamiento de máquinas y mecanismos.

Ventajas de la Neumática

• No es peligroso.
• El aire se encuentra fácilmente.
• Es un fluido limpio.
• Se almacena con facilidad.
• Se desplaza rápidamente por el interior de las conducciones.
• Es un sistema sencillo y económico.

Circuito Neumático

Conjunto de elementos dispuestos de tal manera que, mediante aire comprimido, realizan un trabajo o ejecutan una serie de acciones destinadas al accionamiento de máquinas o mecanismos.

Etiquetas: cadenas, correas, engranajes, mecanismos, Movimiento, Transmisión