Elementos de Transmisión, Frenado y Suspensión en Ingeniería Mecánica

Elementos Elásticos

Los elementos elásticos son aquellos que se deforman por la acción de una fuerza y recuperan su forma inicial al dejar de ejercer dicha fuerza. Se clasifican según el esfuerzo al que están sometidos:

A) Tracción y Compresión

• Muelles: En estos elementos, el alambre está sometido a torsión. Son fundamentales en sistemas como la suspensión de coches.

B) Flexión

• Ballestas: Formadas por una o varias láminas de acero que se encuentran sometidas a flexión. Se utilizan habitualmente en la suspensión de coches.
• Flejes: Se utilizan principalmente en juguetes y relojes de cuerda.

C) Torsión

• Muelles: Cuando se gira el muelle, este absorbe energía que se libera al cesar la fuerza aplicada.
• Barras de torsión: Son elementos elásticos que se retuercen por un extremo mientras permanecen sujetas por el otro. Se emplean en la suspensión de coches.

Elementos Disipadores de Energía

Son aquellos que reducen el movimiento de uno o varios elementos mecánicos cuando es necesario. Se dividen en:

a) Mecánicos

1. Zapata exterior: La fricción se produce en la periferia de un disco solidario a un eje. Es común en maquinaria industrial.
2. Tambor: El rozamiento ocurre en el interior del cilindro; la zapata se acerca al tambor para frenarlo.
3. Disco: Es el sistema más utilizado en vehículos y motos debido a su alta eficacia.

b) Eléctricos

Están formados por un disco de aluminio o cobre que gira entre dos polos fijos de un electroimán. Se utiliza frecuentemente en camiones.

Embrague

El embrague es el elemento de las máquinas que transmite el movimiento entre dos ejes alineados. Existen diversos tipos:

Embragues de Dientes

Tienen dientes frontales tallados sobre un disco; uno de ellos encaja con el contra-disco, arrastrándolo en el movimiento.

Embragues de Fricción

• Disco: Consta de dos discos lisos que tienen un alto poder de fricción cuando se ponen en contacto. Este rozamiento iguala sus velocidades.
• Cónicos: Formados por dos piezas troncocónicas (hembra y macho) que se acoplan por efecto de una fuerza axial.

Embragues Hidráulicos

En este caso, un líquido (aceite) transmite el movimiento. Es equivalente al efecto que produce un ventilador sobre una hélice colocada enfrente. Es un sistema automático utilizado habitualmente en camiones y coches.

Soportes y Cojinetes

Soportes

Son piezas destinadas a sostener algún otro elemento fijo o móvil de la máquina.

Cojinetes

Son piezas cilíndricas que se colocan entre el apoyo de la máquina y el eje de transmisión del movimiento. Se utilizan por las siguientes razones:

1. Cuando una pieza se mueve respecto a otra, se produce rozamiento y, por tanto, desgaste.
2. Cuando los coeficientes de rozamiento son altos, se produce una pérdida de potencia.
3. Para evitar que se desgasten directamente los soportes.

Tipos de Cojinetes

A) Fricción

Son cilindros huecos por cuyo interior pasa un eje. Dependiendo de la dirección de la carga, pueden ser:

• Axiales: Soportan cargas en sentido longitudinal.
• Radiales: Soportan cargas perpendiculares al eje.

B) Rodamientos

Están formados por dos cilindros, uno fijo al soporte y otro al eje. Tienen una corona de bolas (o rodillos) que giran libremente, lo que produce menores pérdidas de energía. Se clasifican en:

• Radial: Resisten esfuerzos radiales. Se usan en bicicletas y motores. Pueden ser de bolas, rodillos o agujas.
• Axial: Soportan esfuerzos en sentido longitudinal del eje. Pueden ser de bolas o rodillos.
• Mixto: Soporta esfuerzos tanto radiales como axiales. Generalmente son de rodillos.