domingo, 20 de junio de 2010



ejercicio de clase(26/05/2010)... aplicacion de centros instantaneos

mariella belluso


Toda máquina compuesta es una combinación de mecanismos; y un mecanismo es una combinación de operadores cuya función es producir, transformar o controlar un movimiento.

Los mecanismos se construyen encadenando varios operadores mecánicos entre si, de tal forma que la salida de uno se convierte en la entrada del siguiente.

Por ejemplo, en el taladro de sobremesa se emplean varios mecanismos, analicemos dos de ellos directamente relacionados con los movimientos de la broca (giro y avance):

El primer mecanismo es el encargado de llevar el movimiento giratorio desde el eje conductor al conducido (desde el motor al eje que hace girar la broca). Para construirlo se han empleado diez poleas de diferentes diámetros, dos ejes y una correa, formando la denominada caja de velocidades.

Con este sistema se modifican las condiciones de velocidad del eje del motor adaptándolas a las que necesita la broca.

El segundo mecanismo es el encargado de desplazar la broca longitudinalmente (hacia arriba o hacia abajo). Este mecanismo consiste en un eje de avance que accionado por una palanca de control hace girar un piñón que a su vez engrana con una cremallera que se desplaza hacia arriba o hacia abajo según el sentido de giro del piñón (mecanismo cremallera-piñón). Vemos que con este sistema transformamos un movimiento circular en el extremo de la palanca de control en uno longitudinal de la broca.

Este mecanismo encadena los efectos de, al menos, cuatro operadores (algunos no se han representado para simplificar el gráfico): eje, palanca, piñón y cremallera.

mariella belluso
biela: Consiste en una barra rígida diseñada para establecer uniones articuladas en sus extremos. Permite la unión de dos operadores transformando el movimiento rotativo de uno (manivela, excéntrica , cigüeñal ...) en el lineal alternativo del otro (émbolo ...), o viceversa.

Desde el punto de vista técnico se distinguen tres partes básicas: cabeza, pie y cuerpo.

La cabeza de biela es el extremo que realiza el movimiento rotativo. Está unida mediante una articulación a un operador excéntrico (excéntrica , manivela, cigüeñal ...) dotado de movimiento giratorio.

El pie de biela es el extremo que realiza el movimiento alternativo . El hecho de que suela estar unida a otros elementos (normalmente un émbolo ) hace que también necesite de un sistema de unión articulado.

El cuerpo de biela es la parte que une la cabeza con el pie . Está sometida a esfuerzos de tracción y compresión y su forma depende de las características de la máquina a la que pertenezca.

Las bielas empleadas en aplicaciones industriales suelen fabricarse en acero forjado y la forma se adaptará a las características de funcionamiento. En las máquinas antiguas solía tomar forma de "S" o "C" y sección constante. En las actuales suele ser rectilínea con sección variable, dependiendo de los esfuerzos a realizar.

Desde el punto de vista tecnológico, una de las principales aplicaciones de la biela consiste en convertir un movimiento giratorio continuo en uno lineal alternativo, o viceversa. La amplitud del movimiento lineal alternativo depende de la excentricidad del operador al que esté unido. Este operador suele estar asociado siempre a una manivela (o también a una excéntrica o a un cigüeñal).

La biela se emplea en multitud de máquinas que precisan de la conversión entre movimiento giratorio continuo y lineal alternativo. Son ejemplos claros: trenes con máquina de vapor, motores de combustión interna (empleados en automóviles, motos o barcos); máquinas movidas mediante el pie (máquinas de coser, ruecas, piedras de afilar), bombas de agua...

Cuando varias manivelas se asocian sobre un único eje da lugar al cigüeñal.

En realidad este operador se comporta como una serie de palancas acopladas cobre el mismo eje o fulcro.

En el cigüeñal se distinguen cuatro partes básicas: eje, muñequilla, cuello y brazo.

El eje sirve de guía en el giro. Por él llega o se extrae el movimiento giratorio.
El cuello está alineado con el eje y permite guiar el giro al unirlo a soportes adecuados.

La muñequilla sirve de asiento a las cabezas de las bielas.

El brazo es la pieza de unión entre el cuello y la muñequilla . Su longitud determina la carrera de la biela.
La utilidad práctica del cigüeñal viene de la posibilidad de convertir un movimiento rotativo continuo en uno lineal alternativo, o viceversa. Para ello se ayuda de bielas (sistema biela-manivela sobre un cigüeñal).

Los cigüeñales son empleados en todo tipo de mecanismos que precisen movimientos alternativos sincronizados: motores de coches, juguetes en los que piernas y manos van sincronizados...

Cuando el cigüeñal consta de varias manivelas dispuestas en planos y sentidos diferentes, el movimiento alternativo de las diversas bielas estará sincronizado y la distancia recorrida por el pie de biela dependerá de la longitud del brazo de cada manivela.

manivela:Desde el punto de vista técnico es un eje acodado, conceptualmente derivado de la palanca y la rueda.

En ella se pueden distinguir tres partes principales: Eje, Brazo y Empuñadura.

El eje determina el centro de giro de la manivela.

El brazo determina la distancia entre eje y empuñadura. Es similar al brazo de una palanca.

La empuñadura es la parte adaptada para ser cogida con las manos (en el caso de los pedales esta se adapta a las características del pie).


Desde un punto de vista técnico la manivela y la excéntrica son la misma cosa. Esto se puede entender fácilmente si partimos de una rueda excéntrica a la que le quitamos todo el material excepto el radio que une los dos ejes.

Desde el punto de vista tecnológico la manivela se comporta como una palanca y por tanto cumplirá la ley de la palanca:

R x BR = P x BP
y puesto que BP >> BR , se tendrá que R >> P

[Nota: Vemos que cuando ejercemos una fuerza " P" sobre la empuñadura, aparece un par de fuerzas "R" en el eje. Como la distancia "BP" es mucho mayor que "BR" resulta que la fuerza que aparece en el eje será mayor que la ejercida en la empuñadura. Aquí se cumple el principio de la palanca].

Además de las utilidades propias de la excéntrica (conversión de movimientos), la manivela es el operador manual más empleado para disminuir la fuerza necesaria para imprimir un movimiento rotativo a una eje (cuando se mueve empleando los pies recibe el nombre de pedal). Se emplea en multitud de objetos: pasapurés, tornos, gatos, ruedas de apoyo de autocarabanas, bicicletas, toldos enrollables, puertas elevables...

mariella belluso. 19008489

sábado, 5 de junio de 2010

RELACIÓN DE PROBLEMAS DE: CINEMÁTICA DE MECANISMOS

GRADOS DE LIBERTAD.



PROBLEMA.

En la figura se muestra un mecanismo de guiado de la válvula (barra 9) de un motor de combustión interna. Identificar las barras que componen dicho mecanismo así como los pares cinemáticas. Determinar también el número de grados de libertad.

Resolución

Resolvemos el problema con la ecuación de grados de libertad de Kutzbach para un mecanismo con movimiento plano:

n = 3 ・ (nb − 1) − 2 ・ p1 − p2

Siendo nb el numero de barras, p1 los pares cinemáticas que admiten un grado de libertad y p2 los pares cinemáticas que admiten dos grados de libertad.

Numeramos las barras como se muestra en la figura:




Número de barras: 9

Pares cinemáticas de tipo 1: 10(7 cilíndricos y 3 prismáticos)

Pares cinemáticas de tipo 2: 1 (entre las piezas 6 y 7)

Aplicando estos valores a la fórmula para obtener el siguiente resultado:

n = 3 (9 − 1) − 2 ・ 10 − 1 = 3






PROBLEMA.
La figura muestra un mecanismo para captación de imágenes mediante cámaras CCD (cuerpo rojo). Identificar el número de barras del mecanismo, pares cinemáticas y grados de libertad.


Resolución

Número de barras: 5

Pares cinemáticas de tipo 1: 4 (entre 1 y 2, 2 y 3, 3 y 4, 4 y 5)

Pares cinemáticas de tipo 2: 0

n = 3 ・ (nb − 1) − 2 ・ p1 − p2

n = 3 ・ (5 − 1) − 2 ・ 4 − 0 = 4


TEORIA DE MECANISMOS Y MAQUINAS




PROBLEMA.
La figura muestra un brazo robotizado para captación de objetos mediante pinzas. Identificar el número de barras del mecanismo, así como los pares cinemáticas y grados de libertad.



Resolución


Aplicamos la expresión de Kutzbach para el caso de tres dimensiones:

n = 6 ・ (nb − 1) − 5 ・ p1 − 4 ・ p2 − 3 ・ p3 − 2 ・ p4 − p5

Número de barras: 5

Pares cinemáticas de tipo 1: 3 (entre 3 y 4, 4 y 5(un por cada brazo de la pinza))

Pares cinemáticas de tipo 2: 0

Pares cinemáticas de tipo 3: 1 (entre 2 y 3)

Pares cinemáticas de tipo 4: 0

Pares cinemáticas de tipo 5: 0

n = 6 ・ (5 − 1) − 5 ・ 3 − 4 ・ 0 − 3 ・ 1 − 2 ・ 0 − 0 = 6





PROBLEMA.
La figura muestra una plataforma elevadora con un mecanismo de tijera ayudado por un actuador hidráulico. Determinar el número de barras, pares cinemáticas y grados de libertad



Resolución

Una primera posibilidad es hacer la siguiente configuración de barras:



Número de barras: 12

Pares cinemáticas de tipo 1:

13 de rotación (entre 1 y 2, 2 y 3, 2 y 10, 2 y 5, 3 y 4, 3 y 12, 4 y 5, 4 y 7, 5 y 6, 5 y 9, 6 y 7,
6 y 11, 7 y 8)
3 pares prismáticos (entre 1 y 12, 8 y 11, 9 y 10)

Pares cinemáticas de tipo 2: 0

n = 3 ・ (nb − 1) − 2 ・ p1 − p2


Otra forma de resolver este problema es con la siguiente configuración de barras:



Número de barras: 10

Pares cinemáticas de tipo 1:

11 de rotación (entre 1 y 2, 2 y 3, 2 y 10, 2 y 5, 3 y 4, 4 y 5, 4 y 7, 5 y 6, 5 y 9, 6 y 7, 7 y 8)
2 pares prismáticos (entre 9 y 10)

Pares cinemáticas de tipo 2: 2(entre 3 y 11, 8 y 6)

n = 3 ・ (nb − 1) − 2 ・ p1 − p2
n = 3 (10 − 1) − 2 ・ 13 − 2 = 1





TEORIA DE MECANISMOS Y MAQUINAS
PROBLEMA.
La figura muestra el mecanismo de suspensión de un vehículo monoplaza. Representar el esquema de dicha suspensión tanto en planta (mecanismo de dirección) como en alzado (mecanismo de suspensión). Determinar en cada caso en número de grados de libertad.
































Resolución
Representamos en primer lugar el esquema de la suspensión:



Número de barras: 6

Pares cinemáticas de tipo 1: 7 (6 de revolución y 1 prismático (entre 5 y 6))

Pares cinemáticas de tipo 2: 0

n = 3 ・ (nb − 1) − 2 ・ p1 − p2
n = 3 (6 − 1) − 2 ・ 7 − 0 = 1

En segundo lugar hacemos el esquema de la dirección:


Número de barras: 4

Pares cinemáticas de tipo 1: 4 (3 de revolución y 1 prismático (entre 1 y 4))

Pares cinemáticas de tipo 2: 0

n = 3 ・ (nb − 1) − 2 ・ p1 − p2
n = 3 (4 − 1) − 2 ・ 4 − 0 = 1



Publicado por Maglec Cova.