MECANISMOS

0_11_ JIECANISMOS.

Definición.

CIENCIA DE LOS MECANISMOS.

Tiene por objeto el estudio de las leyes que regulan los movimientos de las diversas piezas, miembros y órganos de las máquinas y las fuerzas que éstos elementos transmiten. Toda máquina posee un conjunto de órganos o elementos enlazados entre sí, de modo que el movimiento de uno de ellos implica el de los restantes. Agrupados' parcialmente tales órganos forman los mecanismos y el conjunto de estos constituye la máquina. Puede decirse que un mecanismo es el conjunto de órganos maquinales o sistemas articulados, empleados para transformar un movimiento en otro. Son órganos maquinales los tornillos, los ejes, los árboles, las chavetas, los acoplamientos, los embragues, los cojinetes, los rodamientos, las excéntricas, las levas, las bielas, las manivelas, las crucetas, etc.. El estudio de los mecanismos presenta un doble aspecto: CINEMÁTICO Y DINÁMICO que en su conjunto llamaremos CINÉTICO. El aspecto CINEMÁTICO se refiere exclusivamente al movimiento de los miembro.'? de la máquina y suele denominarse GEOMETRÍA DE LAS MAQUINAS, tratando únicamente sobre el cambio de posición de las distintas piezas, de su forma y de la manera de regular y guiar los elementos que intervienen en un mecanismo, sin tener para nada en cuenta su resistencia. El aspecto DINÁMICO atiende •il cálculo de todas las fuerzas que transmiten los órganos, cuyo conocimiento es necesario para dimensionar tales elementos, de acuerdo con las leyes de la Resistencia de Materiales.

MAQUINA

Es un conjunto o combinación de órganos dispuestos-de tal forma que mediante ellos, las fuerzas de la naturaleza se emplean para producir algún tipo de trabajo útil. En otros términos, las máquinas tienen por objeto ejecutar un trabajo mecánico, este trabajo se realiza por la acción de una fuerza a lo largo de una trayectoria.

CADENA CINEMÁTICA

Se denomina así, al conjunto de mecanismos que integran una máquina y que determinan las transformaciones de movimientos adecuados para la conse-

vííNAS

- 2 -^

cución del objeto final que se pretende.

MAQUINAS MOTRICES

OPERADORAS E INTERMEDIAS

Según atendamos a su función específica para obtener algún tipo de trabajo, las primeras se definen como aquellas en las que las fuerzas de la naturaleza (La fuerza del agua, viento, etc.) están obligadas a recorrer un camino determinado para producir un trabajo mecánico. Las segundas tienen por objeto aprovechar este trabajo para trsnsformar las materias primas en productos de valor industrial y son las INTERMEDIAS DE TRANSMISIÓN o simplemente TRANSMISIONES las que enlazan el movimiento de las dos primeras - veamos un ejemplo; En una fábrica de hilados movida por energía hidráulica, la turbina es la máquina motora las máquinas de hilar vienen siendo las máquinas operadoras y todo el aparato integrado por rodajes, correas, engranajes y transmisiones constituyen la máquina intermedia o transmisora. Al detallar los distintos órganos que se suelen presentar en casi todas las máquinas, se observar en ellas que encierran órganos FIJOS Y MÓVILES, GENERALES Y ESPECIALES ACTIVOS Y PASIVOS. Como elementos generales podemos citar: los roblones, tornillos, tapas, cuñas, ejes, ruedas, chavetas y son órganos especiales los que da a la máquina un carácter específico y peculiar: Paletas de ruedas hidráulicas, bancada de torno etc. ÓRGANOS ACTIVOS son aquellos que transmiten un movimiento, árboles, manivelas, poleas etc. y PASIVOS las que tienen por objeto apoyar, fijar, unir o sostener ciertos elementos tales como tornillos, cuñas, chavetas, soportes etc.. Para que un órgano de máquina pueda considerarse construido con acierto, es decir bien proyectado y ejecutado debemos tener en cuenta: 1,

Objeto de la pieza que se fabrica.

2„

Relación de la pieza con las demás.

3.

Fuerzas que actúan sobre el órgano,

4.

Dimensiones forzadas y derivadas.

5.

Proceso de fabricación,

6.

Montaje y desmontaje.

7.

Economía.

8.

Mecanizado relativamente fácil.

9.

Intercambiabilidad de piezas,

10.

Estética y gusto constructivo.

- 3 -

11. Formas de engrase^, calentamiento y dilataciones. 12o Material. Los materiales más empleados en la construcción de máquinas son los metales entre estos el hierro en sus diferentes combinaciones con el carbono^el cobre y sus aleaciones y actualmente los metales ligeros.

M E

Materiales Ferrosos

T

«

A L

'

'

I Materiale no Ferrosos

c 0

s

k

NO

Aceros (ejes - ruedas, bielas). Fundiciones (cilindros - Cajas etc.). Hierro colado (carcazas - tapas). Hierro forjado (caballetes - bastidores - soportes),

METÁLICOS

Cobre (anillos, tornillos etc.). Latón (Cu+Zn) válvulas - grifos. Bronce (Cu+Sn) cojinetes - anillos Bronce fosforoso - máquina de vapor. Metal blanco (Snf3utSb),_casquillos. Aluminio.

Madera. Caucho. Cáñamo. Algodón (hilos), Plásticos. Papel. Corcho.

O'2, TRANSFORMACIÓN DE ENERGÍA.

Se define a la "energía" como: "aquello que es capaz de producir un trabajo" Esto es, se dice que un cuerpo o sistema posee una gran cantidad de energía cuando, colocado en determinadas condiciones, es capaz de producir una gran cantidad de trabajo y que posee poca energía cuando la cantidad de trabajo que puede producir es pequeña. La energía se manifiesta de diferentes formas: ENERGÍA MECÁNICA, por ejemplo es la almacenada por un cuerpo en movimiento (Energía Cinética), a la que posee un resorte cftmprimido (Energía Potencial). ENERGÍA CALORÍFICA (La que posee un cuerpo caliente) energía Luminosa - Acústica, magnética, eléctrica - químicr- atómica. Son otros tantos tipos de manifestaciones.

4 -

RENDIMIENTO DE UNA MAQUINA.

Si en una máquina, proceso o instalación industrial se emplea una energía total Tt y se mide la cantidad de energía Tu 5 de energía utilizada, se observa que esta energía utilizada siempre es menor que la energía total que se entregó, la diferencia: •

'

•

••

T^ - T = T t u p

mide la energía perdida. Por definición "se denomina rendimiento de una máquina.de una instalación o un proceso a la relación:

0=

Tu

6 \ Entre la energía utilizada y la energía total empleada - teniendo en cuenta que ;

T u

, _ . I^ = T f T t u ^ p T^-T T t p p

Se puede escribir:

^

= ~^ = _ ' = 1 - -r^— que nos dice que el rendimiento t t t siempre es menor que la unidad. Basándose en las expresiones anteriores puede escribirse;

n~ _u

u

6 ^' t '

\*\

Puede igualmente expresarse el rendimiento en tanto por ciento y entonces su expresión ess . - .•>

2

= 100 X

T u \

RENDIMIENTO TOTAL O GLOBAL DE UN PROCESO O INSTALACIÓN EN FUNCIÓN DE LOS RENDIMIENTOS PARCIALliJS.

Supongamos el proceso que sigue la energía en las instalaciones eléctricas. Procedente del salto de agua se entrega a la turbina una energía T ,

- 5 -

en la turbina se transforma dicha energía en otra T que el eje de la misma comunica al alternador perdiéndose en la transformación una parte T', el alternador recibe una energía mecánica T^ y genera una energía eléctrica T , menor que la que recibe debido a sus propias pérdidas T', la ener gla eléctrica que produce el alternador va a la estación transformadora, saliendo de la misma una energía T y perdiéndose en ella T', dicha energía T^, que recibe la linea en su origen se transporta en su casi totalidad utilizándose en el extremo de la misma T y perdiéndose en dicha linea T' el esquema del proceso seria:

Turbtna

*l(:érna