Mecanismo Articulado

Se denomina mecanismo articulado plano, aquel en el cual todas las trayectorias recorridas, por cualquiera de los puntos de los elementos que componen el mecanismo, están contenidas en un mismo plano (a nivel práctico, en planos paralelos).

Mecanismos de Cuatro BarrasCon el modelo de cuadrilátero articulado se convierten movimientos giratorios en movimientos oscilantes. Una polea de aluminio eloxidado puede girarse como manivela y rueda sobre cojinete de bolas. La misma lleva una escala graduada para poder leer con exactitud el ángulo de entrada. La espiga de manivela puede ajustarse sobre la polea a diferentes radios. El acoplamiento y el balancín de aluminio eloxidado negro pueden, mediante tornillos moleteados de fácil montaje, conectarse entre sí a diferentes separaciones. El balancín está fijo a un disco con escuadra graduada. Todos los elementos se encuentran montados sobre una placa pintada en blanco provista con pies de plástico. El equipo se coloca para el ensayo sobre el banco de laboratorio. El mismo puede portearse fácilmente por los dos estribos metálicos.

Análisis de Mecanismos de Cuatro Barras Los mecanismos articulados de cuatro barras, atendiendo a si alguno de sus elementos puede efectuar una rotación completa, se pueden clasificar en dos categorías:

• CLASE I: Al menos una de las barras del mecanismo puede realizar una rotación completa (mecanismos de manivela).• CLASE II: Ninguna de las barras del mecanismo puede realizar una rotación completa (mecanismos de balancín).

Proporciona un medio para averiguar la clase a la que pertenece un mecanismo articulado de cuatro barras, con sólo conocer sus dimensiones y disposición. Si un cuadrilátero no cumple dicho teorema pertenece a la clase II.

El teorema de Grashof.- Definición del teorema de Grashof : “En un cuadrilátero articulado, al menos una de sus barras actuará como manivela, en alguna de las disposiciones posibles, si se verifica que la suma de las longitudes de las barras mayor y

menor es igual o inferior a la suma de las longitudes de las otras dos”.

En un cuadrilátero articulado que cumple el teorema de Grashof, además:

A) Si el soporte del mecanismo es la barra menor, las dos barras contiguas a él, actúan de manivelas (mecanismos de doble-manivela). Clase I.

B) Si el soporte del mecanismo es una de las barras contiguas a la menor, la barra menor actúa de manivela y su opuesta de balancín (mecanismos demanivela-balancín). Clase I.

C) Cuando un mecanismo no cumple una de las condiciones anteriores (A o B), las dos barras que giran respecto al soporte, se comportan como balancines (mecanismos de doble-balancín). Clase II.

D) Paralelogramo articulado: Mecanismo donde cada barra es igual a su opuesta (la barra soporte es igual a la biela y la barra conductora es igual a la barra conducida). En este tipo de mecanismos las dos barras contiguas al soporte son manivelas (mecanismos de doble-manivela).

Los cuadriláteros articulados o mecanismos de cuatro barras (figura 1), en sus diferentes configuraciones o como base de mecanismos más complejos, son disposiciones muy empleadas en todo tipo de máquinas. En la figura 2 se muestra la representación gráfica de la maqueta de un mecanismo plano de ocho elementos, cuya base la compone un cuadrilátero articulado ( O2O4 , O4B , BA y O2A ).

BielaConsiste 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.

Utilidad

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...

UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMÓN

FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGÍA

CARRERA DE INGENIERIA MECÁNICA

Materia: MECANISMOS

Docente: Ing. Juan Terrazas Lobo

Univ: Roger Javier Vidal Poquiviquî

Cochabamba – Bolivia

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