Fundamentos de Máquinas y Mecanismos: Componentes, Movimientos y Aplicaciones

Introducción a Máquinas y Mecanismos

Llamamos máquina al conjunto de piezas o elementos que, actuando juntos, nos permiten aprovechar la energía para realizar un trabajo y obtener un beneficio.

Componentes Fundamentales de una Máquina

Todas las máquinas tienen tres componentes principales:

• Elemento motor: Se encarga de aportar la energía inicial.
• Elemento receptor o conducido: Recibe la fuerza generada en la máquina.
• Elemento transmisor y transformador del movimiento: Se encarga de transmitir o transformar el movimiento del elemento motor hasta el receptor.

Se denominan mecanismos los dispositivos encargados de la transmisión o la transformación del movimiento.

Tipos de Movimientos en los Mecanismos

Los mecanismos pueden generar diferentes tipos de movimiento:

• Movimiento lineal: Sigue una trayectoria recta.
• Movimiento circular: Sigue una trayectoria circular.
• Movimiento alternativo: Se desplaza hacia adelante y atrás en una recta.
• Movimiento oscilante: Se desplaza hacia adelante y hacia atrás en una trayectoria curva.

Clasificación de los Mecanismos

1. Mecanismos que Transmiten el Movimiento

Estos mecanismos reciben la energía del elemento motor y simplemente la trasladan al elemento receptor. Se clasifican en:

• Mecanismos de Transmisión Lineal: Se consideran máquinas simples.
• Mecanismos de Transmisión Circular: Incluyen las ruedas de fricción, los sistemas de engranajes, sistemas de polea y correa, entre otros.

2. Mecanismos que Transforman el Movimiento

Estos mecanismos reciben el movimiento del elemento motor y lo transforman en uno más adecuado a las características del receptor. Forman parte de este grupo el tornillo-tuerca, el piñón-cremallera, la leva, la biela-manivela y el mecanismo excéntrica.

Mecanismos Específicos y sus Aplicaciones

Palancas

Las palancas son barras rígidas que pueden girar sobre un punto de apoyo, denominado fulcro. Permiten levantar pesos aplicando una fuerza en un punto de la barra. La fuerza aplicada se denomina potencia, mientras que el peso a levantar o la resistencia a vencer se denomina resistencia.

Poleas

Las poleas se utilizan para elevar cargas pesadas. Son ruedas que tienen una acanaladura en su borde.

• Poleas fijas: El eje de giro se encuentra fijo y nos permiten elevar pesos con más comodidad.
• Poleas móviles: Se desplazan verticalmente. Se conoce como polipasto a un sistema formado por poleas móviles y fijas.

Ruedas de Fricción

Las ruedas de fricción son dos ruedas situadas una junto a la otra. La transmisión del movimiento entre las ruedas se produce por fricción entre ambas. La relación de transmisión es la relación que existe entre el tamaño de las ruedas y la velocidad de giro.

Sistema de Poleas y Correa

Este sistema está formado por dos poleas unidas por una correa que pasa por las acanaladuras de ambas.

Engranajes

Se denomina engranaje al mecanismo formado por dos ruedas dentadas. La mayor se denomina corona y la menor piñón.

Sistema de Piñón y Cadena

Este sistema está formado por dos ruedas dentadas situadas a cierta distancia y unidas entre sí por medio de una cadena que engrana con los dientes de ambas ruedas.

Tornillo sin Fin y Corona

Formado por un tornillo sin fin que va acoplado al eje motor y una rueda dentada que va acoplada al eje receptor.

Tornillo-Tuerca

Formado por un tornillo y una tuerca. El movimiento circular de la tuerca se transforma en el movimiento lineal del tornillo.

Piñón-Cremallera

Formada por una rueda (piñón) que engrana con una barra dentada (cremallera).

Biela-Manivela

Formada por una barra rígida articulada en su extremo y unida a una manivela.

Leva

Es una pieza de contorno especial que va unida a un eje motor y que, al girar, acciona un elemento denominado seguidor.