Fundamentos de Máquinas y Mecanismos

Una máquina es un sistema formado por uno o más conjuntos mecánicos con partes móviles y, eventualmente, por otros conjuntos. Un mecanismo es un conjunto de elementos mecánicos que realiza funciones de guiado y transmisión relacionadas con los movimientos y fuerzas de una máquina.

Tipos de Uniones

Las uniones pueden clasificarse según sean fijas o desmontables:

• Uniones fijas: Se utilizan cuando la unión tiene que aguantar esfuerzos mecánicos importantes y no es necesario su desmontaje.
• Uniones desmontables: Estos elementos están unidos y se han de desmontar con facilidad. Algunos ejemplos podrían ser (atornilladas, clavijas, pasadores, etc.).

Uniones Remachadas

• Uniones para recubrimientos: Cuando dos piezas se sobreponen.
• Uniones para cubrejuntas: Las dos piezas están en el mismo plano, juntas y unidas mediante una plancha reblonada.
• Uniones con dos cubrejuntas: Están unidas en el mismo plano, juntas por dos planchas reblonadas.

Material: Acero suave, de cobre o de aluminio.

En qué consiste la unión con remaches: Al unir piezas de poco espesor que no admiten la soldadura o piezas que podrían provocar tensiones internas en el material y deformarlo.

Características de Roscas

• Paso de rosca
• Inclinación de la rosca
• Geometría del filete

Tipos de Roscas

• Rosca cuadrada
• Rosca de diente de sierra
• Rosca trapecial
• Rosca triangular
• Rosca redonda

Clavijas

Las clavijas: Piezas generalmente de acero que ubicadas dentro de unos rebajes o entalles.

Clavijas Longitudinales

Clavijas longitudinales: Finalidad de transmitir un par de giro y, al mismo tiempo, asegurar la inmovilidad axial de las piezas que une.

Muelles

Definición muelles: Se utilizan para absorber energía o como cargas de choque, como elemento motor de energía y para producir fuerza o presión.

Clasificación de Muelles

• M. de tensión o tracción
• M. de compresión
• M. de torsión
• M. de ballesta
• M. de espiral
• M. de goma

Rodadura

Definición rodadura: Es un elemento intermedio montado entre dos órganos de un mecanismo que giran uno respecto del otro.

Partes de la Rodadura

• Anillo exterior
• Anillo interior
• Cuerpos rodantes
• Separadores

Lubricación

Lubricación: Consiste en la colocación de unas sustancias (lubricantes) entre las superficies de piezas móviles que se deslizan en contacto mutuo para reducir la fricción. Es importante para reducir la fricción.

Características de un Buen Lubricante

• Reducir la fricción entre las piezas móviles.
• Actuar como refrigerante.
• Soportar las agresiones de los posibles contaminantes.

Lubricantes más Utilizados

Lubricación hidrodinámica (Consiste en mantener la película de lubricante entre las piezas haciendo que éstas estén en flotación) y sintética.

Árboles y Ejes

Diferencia árboles y ejes: Recibe el nombre de árbol aquella pieza, generalmente cilíndrica, capaz de transmitir un movimiento circular, también provoca un momento o par motor. El eje es simplemente una pieza, que suele ser cilíndrica, sobre la que giran unas otras piezas de un conjunto mecánico.

Acoplamientos

Acoplamientos: Unir dos ejes o dos árboles que están alineados directamente sin modificar nada la velocidad ni el momento.

Tipos de Acoplamientos

• Acoplamiento rígido
• Acoplamiento flexible
• Acoplamiento móvil
• Cardan o junta universal
• Limitadores de par (disco de fricción, pasador cisallable)

Mecanismos Articulados

Los más importantes por su uso son:

Mecanismo de Cuatro Barras

Mecanismo de cuatro barras: Es un dispositivo muy simple formado por cuatro barras unidas entre sí con articulaciones. Si las barras unidas giran completamente se llaman manivelas, si sólo oscilan se instalan balancines.

Mecanismo Biela-Manivela

Mecanismo biela-manivela: Transforma el movimiento circular en movimiento rectilíneo y viceversa, de manera ilimitada teniendo en cuenta el movimiento rectilíneo alternativo.

Transmisión por Correa

Transmisión por correa: Está formada por dos poleas unidas mediante un elemento flexible llamado correa. Tiene la ventaja de poder trabajar con distancias bastante largas entre dos ejes.

Transmisión por Cadena

Transmisión por cadena: La transmisión se hace entre dos ruedas dentadas unidas mediante una cadena. De esta manera se elimina la posibilidad de que se produzca un deslizamiento entre ambos elementos.

Relación de Transmisión

Relación de transmisión: Entre dos poleas indica el número de vueltas que hace el eje de salida por cada vuelta que hace el de entrada.

Engranajes

Engranajes: Son mecanismos de transmisión de movimiento circular mediante ruedas dentadas.

Tipos de Engranajes

• Engranajes rectos
• Engranajes helicoidales
• Engranajes cónicos
• Engranajes interiores
• El piñón-cremallera
• El tornillo sin fin

Levas y Excéntricas

Las hay de diferentes tipos, pero el más utilizado es el llamado leva de placa. Mecanismo formado por leva y por el elemento que le impulsa seguidor.

Regulador Centrífugo o de Watt

Regulador centrífugo o de Watt: Este dispositivo se utilizaba en las máquinas de vapor para regular el acceso del vapor al cilindro.

Mecanismos Intermitentes

Los más conocidos son:

• Cruz de malta: Consta de una manivela que gira y de una rueda conducida.

Cargas

Cargas: Son mecanismos que permiten a un árbol transmitir un movimiento circular o un momento a otro árbol.

Trenes de Mecanismos

Trenes de mecanismos: Son combinaciones de mecanismos que funcionan de manera que el elemento que es impulsado por un mecanismo impulsa el siguiente.

Reductores

Reductores: Tren de mecanismos que sirven para reducir la velocidad angular de manera notable.

Embragues: Es un mecanismo que permite conectar y desconectar a voluntad automáticamente un dispositivo.