Elementos e Mecanismos de Máquinas
Enviado por Programa Chuletas y clasificado en Electricidad y Electrónica
Escrito el en gallego con un tamaño de 12,93 KB
Máquinas: Definición e Clasificación
Unha máquina é un conxunto de mecanismos combinados que producen un efecto determinado. Defínense seis elementos de máquinas que se identifican pola súa función:
- Receptores: Reciben o movemento dun motor primario.
- Comunicadores: Transmiten o movemento.
- Modificadores: Transforman o movemento dun tipo a outro.
- Soportes: Aloxan e soportan elementos de xiro.
- Reguladores: Controlan o movemento.
- Operadores: Producen o efecto final.
Clasificación das máquinas
- Máquinas motrices: Transforman a enerxía que se obtén a partir de combustibles fósiles, do vento, etc., en enerxía mecánica. A súa misión é accionar as operadoras.
- Máquinas operadoras: Usan a enerxía que lles subministran as máquinas motrices para obter un resultado inmediato. Así temos:
- Máquinas transportadoras: Utilizan a enerxía recibida para desprazar cargas, vehículos, bombas, etc.
- Modificadoras de formas: Empregan a enerxía para dar aos materiais a forma desexada, torno, fresadora, etc.
- Outras: Permiten realizar diferentes traballos con maior rapidez e menos esforzo. Calculadoras, rexistradoras, etc.
Elementos de Transmisión de Movemento
Son partes móbiles que levan a enerxía e o movemento das máquinas motrices ás operadoras, ou tamén, entre elementos dunha mesma máquina. Clasifícanse en:
- Directos: Árbores e eixes, rodas de fricción, engrenaxes, acoplamentos.
- Indirectos: Poleas e correas, cadeas.
Árbores e eixes
Un eixe é un elemento de máquina, xeralmente cilíndrico, que serve para soster diferentes pezas mecánicas que xiran. Están sometidas a esforzos de flexión e de cortadura. Poden ser macizos ou ocos e poden ou non xirar solidariamente cos elementos que soportan.
Unha árbore é un elemento, cilíndrico ou non, sobre o que se montan diferentes pezas mecánicas. Permiten unir dous eixes que están en prolongación un co outro separados unha certa distancia e transmitir o movemento de xiro entre ambos.
Rodas de fricción
Úsanse cando as árbores están próximas entre si e a potencia que se transmite é pequena. Permiten transmitir o movemento circular de xeito continuo entre dúas árbores por contacto directo das súas superficies. Este contacto produce unha forza de rozamento dun valor que depende da presión que exerce unha roda coa outra e do material do que están recubertas. Por iso empréganse materiais cun alto coeficiente de rozamento. Teñen a vantaxe de que son doadas de fabricar, non precisan case mantemento e non producen ruídos. O seu inconveniente é que non poden transmitir grandes esforzos.
As rodas poden ser:
- Rodas de fricción exteriores: Están formadas por dous discos que se atopan en contacto polas súas periferias. Estas rodas xiran en sentido inverso unha da outra.
- Interiores: Tamén de forma cilíndrica, o contacto prodúcese entre a superficie interior da roda maior e a exterior da roda máis pequena. As dúas xiran no mesmo sentido.
- Troncocónicas: Teñen forma de cono e de tronco e o contacto prodúcese entre as súas superficies laterais. Úsanse para transmitir o movemento entre árbores que teñen diferentes direccións. O ángulo que adoitan formar é de 90º. Tamén se produce inversión de xiro.
Engrenaxes
É o conxunto de dúas ou máis rodas dentadas, que teñen en contacto os seus dentes de xeito que cando unha xira, xiran as demais. Son o medio de transmisión máis empregado.
Vantaxes: Poden transmitir grandes esforzos, conservar unha relación de transmisión sempre constante. Cos engrenaxes é posible transmitir o movemento circular entre eixes paralelos ou perpendiculares. A roda pequena chámase piñón e a grande, prato.
Tipos de engrenaxes
- Engrenaxes con dentes rectos: Para transmitir pequenos esforzos. Os dentes son paralelos ao eixe de rotación. O problema é que son ruidosos.
- Engrenaxes helicoidais: Os dentes están inclinados respecto ao eixe de xiro da roda, varios dentes están engrenados á vez. Isto dá lugar a que o esforzo de torsión se reparta entre eles co que hai menos posibilidade de rotura.
- Engrenaxes con dentes en V: Os dentes forman un ángulo complementario entre si.
- Parafuso sen fin: O mecanismo consta dunha coroa, que é a roda conducida, e un parafuso, que é a roda motriz.
- Engrenaxes epicicloidais: Consta dunha coroa dentada interiormente, un piñón central e outros tres piñóns máis pequenos (satélites). Os satélites engrenan co planetario e coa coroa. Empréganse nas caixas de cambios automáticas de vehículos.
- Trens de engrenaxes: Os trens de engrenaxes están formados pola asociación e composición de varias rodas dentadas para lograr así unha determinada relación de velocidades.
- Tren simple: É cando interpoñemos entre un par de rodas, outras rodas. Si afecta ao sentido de xiro: se interpoñemos un número impar de rodas, as rodas dos extremos xirarán no mesmo sentido; se é par xirarán en sentidos contrarios.
- Tren composto: É cando temos dúas ou máis árbores paralelas con varias rodas dentadas.
Caixa de velocidades
Elemento que consegue variar a velocidade e o par ás condicións máis idóneas. Este mecanismo denomínase caixa de velocidades e está composto de: poleas e correas e engrenaxes.
Poleas e correas
A polea é unha roda acanalada na súa periferia que permite que encaixe nela unha correa. A correa é o elemento que serve para transmitir o movemento de xiro entre dúas poleas.
Transmisión por correas dentadas
Nese caso teremos dúas poleas dentadas na canle da periferia unidas por unha correa de neopreno tamén dentada no seu interior. Este tipo de transmisión case non produce rozamentos polo que se lles chama transmisións sincrónicas. Son silenciosas e serven para transmitir grandes potencias (nos coches).
Transmisión por cadeas e rodas dentadas
A cadea está formada por elos de aceiro. É un mecanismo similar ao de poleas con correa.
Desvantaxes: Só poden empregarse entre eixes paralelos, necesitan lubrificación, son ruidosas e van desgastándose co uso.
Acoplamentos ou ensamblaxes
Serven para unir eixes e/ou árbores. Poden ser: ríxidos e móbiles (xuntas cardán) e embragues.
Embragues
Serven para transmitir o movemento do eixe motriz a un eixe resistente. Cando o embrague produce a transmisión entre estes eixes dise que está en posición de embragado; os dous eixes xiran á mesma velocidade. Cando non se transmite o movemento está en posición de desembragado e cada eixe xira a velocidades distintas.
- Embragues ríxidos: Son aqueles nos que cómpre deter o movemento das árbores antes de efectuar o embragado. Os máis comúns son os embragues de dentes.
- Embragues progresivos ou de fricción: O axuste mecánico pode levarse a termo coas árbores en movemento. Poden ser de discos ou cónicos.
- Embragues hidráulicos: Usan un fluído como elemento transmisor do movemento entre dúas árbores. Non existe contacto mecánico entre as pezas. Constan de dúas turbinas mergulladas nun fluído dentro dun recipiente estanco. O seu funcionamento depende da velocidade de rotación do eixe motor. Úsanse en camións e autobuses.
Mecanismos de Transformación de Movemento
Transforman o movemento circular noutro tamén circular de características definidas ou en rectilíneo ou en rotatorio alternativo.
Trinquetes
Impiden o xiro dun eixe nun sentido e permíteno no outro. Poden ser:
- Reversibles: Permiten á vontade o sentido do bloqueo.
- Fixos: Sempre bloquean o xiro no mesmo sentido.
Cruz de Malta ou roda de Xenebra
Transforma o movemento circular nun movemento rotatorio intermitente. Utilízase nos proxectores de cine.
Piñón-cremalleira
Transforma o movemento circular en movemento liñal alternativo e ao revés. A cremalleira é unha barra recta cun lado dentado e que debe estar guiada. A cremalleira e o piñón deben ter o mesmo paso. Habitualmente, o piñón actúa como elemento motor e a cremalleira como elemento conducido. Exemplos: trade de columna, caixa de dirección dun coche.
Mecanismo Biela-manivela
Transforma un movemento rectilíneo alternativo noutro movemento circular uniforme e viceversa. A manivela é unha barra acodada que xira arredor dun punto e describe un movemento circular. A biela é unha peza ríxida axustada á manivela nun extremo.
Mecanismo Pistón-biela-cigüeñal
É un caso particular do exemplo anterior. O émbolo ou pistón é un elemento móbil en forma cilíndrica que se despraza no interior dun cilindro. O cigüeñal está constituído por unha árbore acobadada cuns muñóns que se apoian sobre soportes, por medio de rodamentos e unhas muñequiñas onde se colocan as bielas. Para evitar os tempos mortos os cigüeñais levan en lugares estratéxicos, uns contrapesos que fan xirar o motor por inercia cando non hai forza.
Excéntrica
É un disco ou cilindro cun eixe de xiro que non coincide co seu centro. A distancia de entre o centro do disco e o eixe denomínase excentricidade.
Leva
É un disco de forma irregular sobre o que se apoia un elemento móbil denominado variña, seguidor ou eixe. Os dous elementos deben estar permanentemente en contacto.
Acumuladores de Enerxía Mecánica
Son dispositivos que poden almacenar unha determinada cantidade de enerxía mecánica e devolvela no momento necesario. Os máis importantes:
- O volante de inercia.
- Os elementos elásticos.
Volante de inercia
É un disco macizo, xeralmente de fundición, que se monta nun eixe para garantir un xiro regular do mesmo. Sempre que o traballo motor subministrado sexa superior ao resistente, a velocidade das máquinas aumenta. Cando o traballo motor é inferior ao resistente, a velocidade diminúe. Para compensar estas flutuacións o volante proporciona a enerxía almacenada e permite que a velocidade da máquina sexa regular.
Elementos elásticos
Defórmanse pola acción dunha forza recuperando a súa forma inicial cando cesa a devandita forza. Nas máquinas emprégase para voltar á posición inicial dos diversos órganos móbiles cando cesa a forza. Poden ser resortes helicoidais. Fabrícanse con caucho ou con determinadas aliaxes.
Tipos de Freos
Freos de fricción
Transforman a enerxía mecánica en enerxía calorífica por medio de fricción entre dúas pezas: unha fixa e outra que xira. Este proceso non é reversible. A superficie dunha das pezas adoita ser metálica e a outra, dun material especial. Poden ser de disco ou de tambor.
- Freos de disco: Constan de:
- Disco: Peza que xira.
- Pastillas: Elementos fixos compostos polo material de fricción.
- Pinza: É o dispositivo encargado do guiado e accionamento das pastillas.
Adóitase empregar nos automóbiles.
Freos de tambor: Constan de:- Tambor: É unha superficie cilíndrica.
- Zapatas: Actúan sobre o tambor para producir o freado.
- Dispositivo de guiado: Permite aproximar as zapatas á superficie do tambor.
Freos eléctricos
Constituídos por un disco metálico que xira entre dous polos fixos dun electroimán.
Elementos de Fricción
Os elementos de fricción son elementos de máquinas que se sitúan entre unha parte móbil e o seu soporte, co fin de soportar o rozamento e o desgaste e evitar que este se produza noutros elementos de maior custo e responsabilidade mecánica. Os principais elementos de fricción son as chumaceiras e os rodamentos.
Chumaceiras
Permanecen fixas no soporte e rozan co xiro do eixe ou da árbore de transmisión. Son pezas de revolución, de xeito que o diámetro interior é lixeiramente superior ao do eixe. A diferenza entre os dous diámetros é o xogo de montaxe. Adoitan empregarse en motores eléctricos e térmicos. Fabrícanse con materiais máis brandos co material do eixe.