Mecánica de Máquinas: Conceptos Esenciales y Componentes Clave

Mecanismos: Fundamentos y Ramas

Los mecanismos tratan de las leyes que gobiernan el movimiento de las partes de una máquina y las fuerzas transmitidas por esas partes. Se dividen en dos ramas principales:

• Cinemática Pura

  Trata del movimiento y las formas de las partes de una máquina, así como la manera de soportarlas y guiarlas, independientemente de su resistencia.

• Construcción de Mecanismos o Diseño de Máquinas

  Se refiere al cálculo de las fuerzas que actúan sobre las diferentes partes de la máquina.

La Máquina: Definición y Elementos Clave

Una máquina es una combinación de cuerpos resistentes dispuestos de tal modo que, por medio de ellos, se puedan combinar fuerzas de naturaleza mecánica para producir algún efecto o trabajo, acompañados de ciertos movimientos determinados.

Estructura

Es una combinación de cuerpos resistentes capaces de transmitir fuerzas o de soportar cargas, pero cuyas partes no tienen movimiento relativo.

Mecanismo

Es una combinación de cuerpos rígidos dispuestos de tal manera que el movimiento de uno obligue a los otros a moverse de acuerdo con una ley que depende de la naturaleza de la combinación.

Bastidor

También conocido como el armazón de una máquina, es una estructura que soporta las partes móviles y regula la trayectoria o clase de movimiento de la mayoría de las partes.

Partícula

Es una parte infinitesimal de un cuerpo. Puede representarse en un dibujo por un punto y a menudo se le llama punto.

Cuerpo Rígido

Es aquel cuyas partículas componentes permanecen a una distancia constante entre sí.

Impulsor e Impelido

Aquella pieza de un mecanismo que causa movimiento se llama impulsor, y al que efectúa el movimiento se le llama impelido.

Modos de Transmisión de Movimiento

Si no se considera la acción de las fuerzas naturales de atracción y repulsión, una pieza no puede mover a otra a no ser que las dos estén en contacto o conectadas entre sí por medio de algún cuerpo intermedio que sea capaz de comunicar el movimiento de uno al otro.

Si un conector intermedio es rígido, se le llama eslabón o barra y puede empujar o tirar, como la biela de la máquina de vapor. Si el medio de conexión es flexible, se trata de una banda.

Chumaceras o Cojinetes

La palabra chumacera o cojinete se aplica, en general, a la superficie de contacto entre dos piezas que tienen movimiento relativo. Una de las piezas soporta total o parcialmente a la otra. Una de las piezas puede ser estacionaria, en cuyo caso la chumacera puede llamarse chumacera estacionaria, o ambas piezas pueden moverse.

Collarines y Cuñas

Muy a menudo se requiere que las poleas o las ruedas giren libremente en sus flechas cilíndricas y, al mismo tiempo, no tengan movimiento a lo largo de las mismas. Para este propósito se emplean los anillos o collarines. Cuando se desea que no haya movimiento relativo axial o circunferencialmente, la polea o acoplamiento puede sujetarse a la flecha cortando un cuñero para causar o controlar el movimiento.

Acoplamientos Flexibles

Cuando la distancia entre la flecha de impulsión y la flecha conducida por engranajes es considerable, se emplean acoplamientos flexibles, tales como:

• Bandas
• Cables
• Cadenas

Bandas

Son hechas de cuero, son planas y delgadas, y giran sobre poleas cilíndricas de superficie lisas. Las bandas planas se usan para acoplar flechas que están separadas hasta 10 metros. Las bandas también hacen conexión transversal en forma de "V" para emplearlas en poleas ranuradas. Las bandas "V" se emplean generalmente para acoplar flechas que están al menos 5 metros separadas.

Cables

Son hechos de manila, cáñamo, algodón o alambre. Su sección es casi circular, y trabajan ya sea en poleas ranuradas o sobre tambores con bordes. Los cables pueden emplearse para acoplar flechas que están alejadas hasta 30 metros y deberán operar a una velocidad de menos de 185 m/min.

Cadenas

Se componen de eslabones metálicos unidos entre sí y trabajan ya sea sobre ruedas especiales, llamadas catalinas, o sobre tambores ranurados o dentados para que encajen los eslabones de la cadena. Las cadenas se emplean por lo general para acoplar flechas que están a menos de 5 metros de separación.