ELEMENTOS DE MÁQUINAS:EXPOSICIÓN D

INDICE: 1. REPASO EXPOSICIÓN C

2. ACUMULADORES DE ENERGÍA

- VOLANTES DE INERCIA- ELEMENTOS ELÁSTICOS SOMETIDOS A COMPRESIÓN, TRACCIÓN, FLEXIÓN Y TORSIÓN

3. ARBOLES DE TRANSMISIÓN

- JUNTAS ELÁSTICAS- JUNTAS CARDÁN - JUNTAS HOMOCINÉTICAS

4. SOPORTES

5. LUBRICACIÓN

- LUBRICACIÓN HIDRODINÁMICA- LUBRICACIÓN LÍMITE- LUBRICACIÓN HIDROSTÁTICA

1. ACUMULADORES DE ENERGÍA

Los acumuladores de energía son aquellos elementos capaces de almacenar energía de un tipo determinado para poder utilizarla más adelante. Entre ellos se pueden citar los volantes de inercia y los elementos elásticos.

1.1.VOLANTES DE INERCIA

Un volante de inercia mecánica, es un elemento totalmente pasivo, que únicamente aporta al sistema una resistencia al cambio de movimiento adicional de modo que le permite almacenar energía cinética. Su principal característica frente a otros sistemas es la capacidad de absorber y ceder energía en poco tiempo, lo que permite evitar los cambios bruscos de sentido y velocidad. Es adecuado para sistemas mecánicos de ciclo energético discontinuo donde el periodo de tiempo sea muy corto, por lo que, tradicionalmente, se ha utilizado en motores y compresores alternativos, prensas, etc.

Algunos ejemplos de dichos usos son: - Absorber la energía de frenado de un vehículo, de modo que se reutilice posteriormente en su

aceleración (KERS).- Como dispositivos para suavizar el funcionamiento de instalaciones generadoras de energía

eléctrica mediante energía eólica y energía fotovoltaica, así como de diversas aplicaciones eléctricas industriales.

- En los ferrocarriles eléctricos que usan desde hace mucho tiempo un sistema defreno regenerativo que alimenta la energía extraída del frenado nuevamente a las líneas de potencia; con los nuevos materiales y diseños se logran mayores rendimientos en tales fines.

Volante de Inercia simplificado

Estudiemos ahora el comportamiento físico de un volante de inercia desde un punto de vista simplificado:

Sea:

 el momento de inercia del volante. la coordenada de posición del volante.

 el momento de torsión de entrada correspondiente a una coordenada  . el momento de torsión de salida correspondiente a una coordenada  .

 la velocidad angular de entrada correspondiente a una coordenada  .

 la velocidad angular de salida correspondiente a una coordenada  .

Tomando arbitrariamente como positivo y como negativo, obtendremos la siguiente ecuación para el movimiento del volante:

Diseño

Por lo general el volante consiste en una rueda o un disco, de fundición de acero, calado en el árbol motor, y cuyas dimensiones están calculadas de acuerdo con las características generales del sistema del que forma parte.

1.2.ELEMENTOS ELÁSTICOS

Los elementos elásticos poseen la propiedad de deformarse cuando están sometidos a alguna fuerza, y de recuperar su forma inicial cuando la fuerza deja de actuar. Los elementos elásticos se usan en algunas maquinas para, mediante estas deformaciones, absorber las oscilaciones o las fuerzas a las que se ven sometidos los sistemas mecánicos y de esta forma protegerlos. También se pueden emplear para tener almacenada una energía mecánica y utilizarla cuando sea necesario.

Los elementos elásticos pueden verse sometidos a esfuerzos de compresión, tracción, flexión y torsión.

Elementos elásticos sometidos a compresión

Los muelles de compresión están formados por una varilla enrollada en forma helicoidal y se utilizan para amortiguar o absorber esfuerzos de compresión. Las fuerzas que actúan sobre ellos producen un acortamiento en su longitud inicial. Al cesar la fuerza deformadores, recuperan su forma.

Se utilizan en los chasis de automóviles, en topes de ferrocarril, etc.

Elementos elásticos sometidos a tracción

Dentro de estos destacamos:

- Cuerdas elásticas: elementos lineales de caucho o goma, que se alargan al ser sometidos a esfuerzos de tracción y que recuperan su forma inicial al cesar la fuerza.

- Muelles: están constituidos por la varilla helicoidal. Los esfuerzos de tracción que soportan hacen alargar su longitud inicial y una vez cesa el esfuerzo deformante, recupera su longitud primitiva. Ej: los muelles de las zapatas de freno del tambor

Elementos elásticos sometidos a flexión

Están constituidos por una serie de láminas de acero que se someten a esfuerzos de flexión para absorber las vibraciones que se producen con consecuencia de las irregularidades del terreno, como por ejemplo las ballestas utilizadas como elementos de suspensión en vehículos pesados.

Elementos elásticos sometidos a torsión

Están formados por una varilla enrollada en hélice. Los esfuerzos de torsión a los que se ve sometida deforman la espiral, al cesar la fuerza deformadora, el muelle recupera su forma inicial. Algún ejemplo son los juguetes que se les da cuerda o los mecanismos de relojería.