Fundamentos de Mecanismos y Sistemas Fluídicos en Tecnología Industrial

Mecanismos de Transformación y Transmisión de Movimiento

Mecanismos que transforman movimiento

Son aquellos que convierten un tipo de movimiento en otro distinto. Ejemplos:

• Biela-manivela
• Rueda-biela
• Piñón-cremallera
• Tornillo sin fin

Mecanismos que transmiten movimiento

Son aquellos que reproducen un movimiento en otro lugar (con igual sentido o no, de igual velocidad o no, en igual o distinto plano). Ejemplos:

• Poleas y correas
• Engranajes y cadenas
• Engranajes de contacto
• Tornillo sin fin y corona
• Poleas de fricción y palancas

Sistemas Fluídicos

Son sistemas esencialmente mecánicos donde la transmisión del movimiento se realiza entre los distintos componentes por medio de un fluido (líquido o gas) que transmite una presión aplicada por otro elemento en otra parte del sistema. Pueden multiplicar o disminuir una fuerza solo con variar la superficie del elemento actuador.

Los fluidos pueden ser: aire, gas, agua, aceite y otras sustancias no oxidantes. Los gases son compresibles, no ocurre lo mismo con los líquidos; por lo tanto, la presión se transmite en estos últimos tal como se aplica y pueden trabajar a grandes potencias, en cambio, los gases lo hacen a bajas potencias.

Sistemas Hidráulicos

Utilizan líquidos, transforman la energía hidráulica en mecánica y operan a grandes potencias. Aplicaciones: frenos, gatos, elevadores, dirección.

Sistemas Neumáticos

Utilizan aire comprimido, transforman la energía neumática en mecánica y tienen baja potencia. Aplicaciones: martillo, taladro, máquinas, brazo robótico.

Principios Físicos de los Fluidos

Principio de Pascal

La presión ejercida sobre la superficie de un líquido se transmite a través de este con la misma intensidad en todas direcciones y sentidos.

Presión

La presión ejercida sobre la superficie de un cuerpo es igual al cociente entre la intensidad de la fuerza y la superficie: p = F / S.

• A mayor fuerza ejercida sobre una superficie, mayor presión.
• A menor superficie, mayor presión.

Unidades de presión: 3 kg/cm². N = Newton. 5 N/m² = 5 Pa (Pascal). 1 hPa = 100 Pa.

Prensa Hidráulica

Una aplicación importante del principio de Pascal es la prensa hidráulica. Consta de dos cilindros de distinto diámetro unidos por una base y cerrados con dos émbolos.

Fórmulas: P1 = P2; F1/S1 = F2/S2; F2/S2 = F1/S1.

Si la fuerza se ejerce en la superficie menor, la que aparece en la superficie mayor será de mayor intensidad. Si queremos reducir la fuerza, debemos aplicarla en el émbolo de mayor superficie.