MECANISMOS DE TRANSFORMACIÓN DE MOVIMIENTO. C. Ortega

MECANISMOS DE TRANSFORMACIÓN DE MOVIMIENTO

ANTES DE NADA:

Los mecanismos de transformación de movimiento van a convertir un tipo de movimiento en otro. Por ejemplo un giro en un movimiento rectilíneo, como hace una rueda sobre una pista.

MECANISMOS REVERSIBLES E IRREVERSIBLES

Decimos que un mecanismo de transformación de movimiento es REVERSIBLE cuando puede ser elemento motor cualquiera de sus dos elementos.

Quiere decir que si el mecanismo puede convertir un tipo de movimiento A en otro B, también puede convertir el tipo de movimiento B en el tipo A.

El mecanismo de transformación es IRREVERSIBLE cuando solo un elemento puede ser elemento motor.

CUIDADO:  No tiene nada que ver con que el  elemento motor pueda girar en un sentido y en el contrario.

PIÑÓN CREMALLERA

Es reversible:

• Transforma giro en movimiento rectilíneo, cuando el elemento motor es el piñón (rueda dentada).

• Transforma movimiento rectilíneo en giro, cuando el elemento motor es la cremallera.

Tiene limitado su movimiento a los extremos de la cremallera.

Es el mecanismo que acciona  las puertas de garaje correderas

También es el responsable de la bajada del taladro de columna del taller.

La bandeja de los DVD se abre y cierra gracias a este mecanismo de piñón cremallera

TORNILLO TUERCA

Es irreversible.  SOLO EL TORNILLO PUEDE SER ELEMENTO MOTOR. Aunque se podría configurar de manera que la tuerca fuese motriz, siendo también en este caso irreversible. 

Transforma giro en movimiento rectilíneo.  No al contrario.

Con el tornillo (o husillo)  como elemento motor podemos tener dos configuraciones:

1) Tuerca fija y tornillo gira, a la vez que avanza en línea recta.

2) Tornillo fijado mediante rodamientos (piezas de color celeste en la animación de abajo). El tornillo puede girar pero no desplazarse. Entonces la tuerca se mueve en línea recta. 

TORNO Y CABRESTANTE
Son mecanismos de tambor y cuerda o cable de acero.

Convierten movimiento de giro en lineal.

Son mecanismos reversibles.

Es decir, pueden convertir movimiento de giro en lineal; y movimiento lineal en giro. 

Pero en la realidad, para que sean prácticos, se les añade mecanismos como los trinquetes que no permiten la conversión de movimiento lineal en giro.

Se analizan como una palanca.

El brazo de la fuerza aplicada es la longitud de la manivela.

El brazo de la fuerza resistente es el radio del tambor.




CONJUNTO BIELA MANIVELA

Está formado por dos barras articuladas:

• Una pequeña, llamada manivela, que gira.

• Una mayor, llamada biela, en cuyo extremo hay una deslizadera entre unas guías.

Es un mecanismo reversible:

• Convierte movimiento de giro en rectilíneo alterno, cuando la manivela es elemento motor.

• Convierte movimiento rectilíneo alterno en giro, cuando la biela es el elemento motor. Los motores de gasolina y gasoil están constituidos por este mecanismo.

Cuando la biela es elemento motor el mecanismo presenta dos puntos donde se puede quedar agarrotado. Se conocen como Puntos Muertos.

Se dan cuando la biela y manivela están en línea, son:

PMS Punto Muerto Superior. Biela y manivela en línea recta en prolongación.

PMI Punto Muerto Inferior. Biela y manivela en línea recta pero solapadas.

Para sacar al mecanismo de estos puntos se añade masa a la manivela para que la inercia de su giro saque al mecanismo de estos puntos muertos.

O se sustituye la manivela por una rueda o volante de inercia

Máquina de vapor. El volante de inercia (rueda) vence los puntos muertos 

Cuando se tienen varios conjuntos de biela manivela como pueden ser motores de varios cilindros, se acopla todas las manivelas formando lo que se denomina un CIGüEÑAL. 

Las manivelas se desplazan un cierto ángulo para que cuando alguna esté en un punto muerto las otras estén en pleno recorrido venciéndose ese punto. 

CONJUNTO BIELA MANIVELA BALANCÍN

Es un mecanismo formado por 3 barras articuladas de diferente tamaño:

Como puedes ver:

• La manivela (la más pequeña) va a girar.

• La biela hace de unión. Es la más larga.

• El balancín, de tamaño intermedio, no puede girar al ser mayor que la manivela, por tanto se mueve en ángulo de manera alterna.

Es un mecanismo reversible:

• Convierte movimiento de giro en angular alterno cuando el elemento motor es la manivela.

• Convierte movimiento angular alterno en giro cuando el elemento motor es el balancín. En este caso hay dos puntos muertos que se dan en las posiciones extremas del balancín. Se recurre a las mismas soluciones que con la biela manivela.

Mira lo que consigue Theo Jansen con mecanismos de barras articuladas accionados por la fuerza del viento.

LEVAS/EXCÉNTRICAS Y SEGUIDOR

Son mecanismos irreversibles.  Transforman giro en movimiento rectilíneo alterno. Solo la leva o excéntrica puede ser elemento motor.

La excéntrica es un rueda que está montada en un eje en un punto que no es el centro de la rueda, de ahí su nombre. El seguidor (SLIDE) se mueve con movimiento rectilíneo alterno.

Reciben el nombre de levas los elementos que giren que tengan formas diferentes de una rueda.

En este caso la leva tiene forma de pera.

Pero pueden tener muy diversas formas.

Aqui se varía la amplitud y velocidad de movimiento lineal según para cada lado.

Las levas son las encargadas de abrir y cerrar las válvulas de admisión de combustible y expulsión de gases de escape de los motores, utilizando el giro del propio motor.

COMBINANDO LEVAS CON OTROS ELEMENTOS SE OBTIENEN OTROS TIPOS DE MOVIMIENTO A PARTIR DEL GIRO.

En este, con "la cruz de malta" se transforma un movimiento de giro constante en uno de giro a saltos.

Otra posibilidad

Si le ponemos un balancín convertimos giro en movimiento angular alterno.

                                                                                                                                                                                                                                                      Carlos Ortega.