Biela manivela

SISTEMA BIELA MANIVELA

Se trata de un mecanismo capaz de transformar el movimiento circular en movimiento alternativo Dichosistema está formado por un elemento giratorio denominado manivela que va conectado con una barra rígidallamada biela, de tal forma que al girar la manivela la biela se ve obligada a retroceder y avanzar, produciendoun movimiento alternativo.

Es un sistema reversible mediante el cual girando la manivela se puede hacer desplazar la biela, y viceversa.Si la biela produce el movimiento de entrada (como en el caso de un "pistón" en el motor de un automóvil), lamanivela se ve obligada a girar

El recorrido de desplazamiento de la biela (carrera) depende de la longitud de la manivela, de tal forma quecada vez que ésta da una vuelta completa la biela se desplaza una distancia igual al doble de la longitud de lamanivela; es decir:

l (carrera) = 2 * r

donde "l" es la longitud de desplazamiento de la biela y "r" es la longitud de la manivela.

Entre sus numerosas aplicaciones detallan sobre todo las utilizadas en el mundo del automóvil.

MECANISMO BIELA MANIVELA

En este mecanismo, el movimiento de rotación de una manivela o cigüeñal provoca el movimiento rectilíneo,alternativo, de un pistón o émbolo. Una biela sirve para unir las dos piezas. Con la ayuda de un empujóninicial o un volante de inercia, el movimiento alternativo del pistón se convierte en movimiento circular de lamanivela. El movimiento rectilíneo es posible gracias a una guía o un cilindro, en el cual se mueve. Estemecanismo se usa en los motores de muchos vehículos.

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El recorrido máximo que efectúa el pistón se llama carrera del pistón. Los puntos extremos del recorridocorresponden a dos posiciones diametralmente opuestas de la manivela. Por lo tanto, el brazo de la manivela(distancia del eje al punto de unión con la biela) equivale a la mitad de la carrera del pistón.El pistón completa dos carreras por cada vuelta de la manivela, de manera que la relación entre velocidades es

Vm = 2 ð R / ð

donde

Vm : velocidad media del pistónð : velocidad de giro de la manivelaR : brazo de la manivela

El cálculo de la velocidad máxima que adquiere el pistón es más complicado, y depende básicamente de lalongitud de la biela. Cuando la biela es bastante mayor que el brazo de la manivela, la máxima velocidad seproduce aproximadamente a medio recorrido, y toma por valor

VM = ð R

donde

VM : velocidad máxima del pistón

PROBLEMA CINÉMATICO.

El problema cinématico consiste en conocer las posiciones, velocidades y aceleraciones de todas las barras,esto lo voy a hacer mediante tres pasos, primero resolveré el problema de posición para pasar después al

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problema de velocidad y por ultimo resolveré el problema de aceleración. Representaré gráficamente laevolución frente al tiempo de posición, velocidad y aceleración de la barra de salida en mi caso la correderadel mecanismo biela manivela.

Problema de posición:•

El problema de posición lo resuelvo empleando las ecuaciones de lazos, así el lazo que uso es:

Tomando las cotas en centímetros, las pasamos a metros.

Con lo que tengo un sistemas de dos ecuaciones con dos incógnitas, resolviéndolo obtengo, s y

,

Del que obtengo:

En los datos de la practica se dicen que la barra de entrada evoluciona con velocidad constante durante elrecorrido considerado, por tanto

Dando valores numéricos, de lo que sacamos que:

Representando gráficamente la posición del barra de salida; s frente t.

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Problema de velocidad

Derivando las ecuaciones de lazo del problema de posición obtenemos la solución del problema de velocidad,aunque también podríamos obtener las velocidades derivando las expresiones (1) y (2) directamente, pero heusado la primera opción:

Valores numéricos:

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Resolviendo llegamos:

(3)

(4)

Representando gráficamente

frente a t

−6sin(2x)+6cos(2x)*tan(asen(−0.6sin(2x)))

Problema de aceleración.

Derivando las ecuaciones del problema de velocidad obtenemos la solución del problema de aceleración,aunque también podríamos obtener las aceleraciones derivando las expresiones (3) y (4) directamente, perootra vez he usado la primera opción:

APLICACIONES DE UN CONJUNTO BIELA MANIVELA

Las aplicaciones del conjunto biela manivela es variado a continuación daremos a conocer algunasaplicaciones

Staker

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El accionamiento eléctrico del mecanismo puede ser mediante motovariador o controlado con inversor. Elmovimiento de empuje es completamente mecánico y está generado por un mecanismo biela−manivela queactúa sobre la rotación del cuadrilátero articulado que soporta la varilla de empuje, produciendo un avance detipo sinusoidal con arranque y detención lentos y sin choques, ideal para no perjudicar la estabilidad de losrecipientes.Un cilindro neumático, accionado por un muelle neumático, que cumple la función de amortiguador durante labajada del vástago, levanta la cabeza de la carrera de retorno. El stacker tiene un sistema de regulación enaltura para un mejor uso de acuerdo con el artículo que se ha de cargar. La modificación de la carrera serealiza cambiando la longitud de la biela de empuje.

VERIFICACION DE AMORTIGUADORES

Dos tipos de máquinas diferente, según el sistema de arrastre del vástago del amortiguador. El movimiento serealiza mediante un mecanismo biela−manivela movido por un motor eléctrico o el movimiento lo transmiteun servocilindro hidráulico con una válvula proporcional, trabajando en lazo cerrado un PID

En ambos casos, el cuerpo del amortiguador descansa en un soporte donde se transmite la fuerza a una célulade carga extensométrica. La señal de desplazamiento proporcional a la carrera del vástago del amortiguador,la emite un captador de desplazamiento asociado al cilindro hidráulico o un encoger asociado al giro delmecanismo biela−manivela.Ambas máquinas pueden utilizarse para verificación en línea de producción, comparando los valores leídos defuerza−desplazamiento con valores previamente prefijados. Además es posible llevar una estadística de laproducción con los valores de aceptados, rechazados, medias, recorridas, etc

EMPUJADOR DE BOTELLAS

Funcionamiento mecánico, asistido por un sistema electrónico, permitiendo cadencias hasta 18 ciclos/minuto.

Movimientos de avance y de deslizamiento lateral suaves, efectuados por sistema biela−manivela combinadcon un sistema de variación de velocidad electrónico, permitiendo la alteración de la velocidad de losdiferentes segmentos durante el ciclo.

Deslizamiento de los movimientos sobre guías y rodamientos lineales.

Altura de elevación: hasta 500mm.

Anchura del rodillo de empujar: hasta 5500mm.

Potencia instalada: 9.5 kW, 380 V ... 500 VAC, 50−60 Hz.

MAQUINA ENVASADORA

La maquina envasadora MH3, es una maquina horizontal tubular, confeccionadora de bolsas de tres costurastipo almohada y fondo fuelle, tanto en polietileno como en materiales laminados este tipo de maquinashorizontales son recomendadas para productos frágiles o que deban ir acomodados en la bolsa, tambiénpermite trabajar con gran variedad de productos. Consta de los siguientes elementos.

− Tracción del material de envoltura por medio de las mordazas de sellado, dicho movimiento se recibe através de una biela manivela y las mordazas se encuentran montadas sobre rodamientos lineales.

− Sistema de fotocentrado por medio de fibra óptica.

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− En caso de materiales laminados, mordazas construidas en acero indeformable, con temperatura constantecontroladas electrónicamente.

− En caso de polietileno, mordazas de sellado por pulso controladas electrónicamente y refrigeradas por agua.

− Todos los elementos que se encuentran en contacto con el producto realizados en acero inoxidable.

− Comando de la envasadora por intermedio de un PLC, marca Allen Bradley.

− Movimiento principal de la envasadora realizado por un motorreductor libre de mantenimiento.

− Corte neumático por cuchilla dentada.

− Cubierta de acrílico de seguridad.

La maquina admite la incorporación de todo tipo de dosificadores para diferentes clases de productos.

Velocidad máxima de envasadora: 30 golpes/min.

Medidas máx. de la bolsa almohada: 220 mm x 350 mm

Medidas máx. en fondo cuadrado/fuelle: Fondo 140mm x 70mm de altura

Potencia eléctrica instalada: 3,5 kw

Consumo de aire: 50 litros/min.

INTRODUCCION

En este informe se dará conocer el conjunto de la biela manivela como introducción se denotara que este tipode mecanismo trata de transformar movimientos y así por medio de este método poder llegara transformar entrabajo, además se tomara en consideración los problemas sinematicos de este método y algunas aplicacionesque tiene el mecanismo biela manivela en diferente rubros a nivel industrial

CONCLUSION

Como a quedado demostrado el movimiento de rotación de una manivela provoca el movimiento rectilíneo,alternativo, de un pistón o émbolo. Una biela sirve para unir las dos piezas. Con la ayuda de un empujóninicial o un volante de inercia, el movimiento alternativo del pistón se convierte en movimiento circular de lamanivela. El movimiento rectilíneo es posible gracias a una guía o un cilindro, en el cual se mueve. Ademásse a dado a conocer las aplicaciones que utilizan este método el cual es tan importante como lo es elmecanismo biela manivela

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