8. POTENCIA MECÁNICA. MOMENTO DE GIRO.

 

Para facilitar la comprensión de estos dos conceptos se tomará como referencia un torno como el de la figura, accionado por una manivela, mediante el cual se pretende elevar una carga de un determinado peso.

Se define momento de giro (par) del torno (M) al producto del radio del trono (r) por la fuerza ejercida debido al peso de la carga (F); es decir M = F * r ; donde la Fuerza viene expresada en Newton y el radio en metros.

Para que el sistema esté en equilibrio y se pueda elevar la carga, será necesario que el momento de giro producido por dicha carga sea igual al momento de giro originado por la manivela:

M = F * r = Q * d

Por su parte, se define potencia mecánica (P) del torno al producto del par (M) por la velocidad angular (w):

P = M * w = F * r * w

donde la potencia mecánica (P) viene expresada en Vatios (W), cuando el par está expresado en Newton por metro (N*m) y la velocidad en radianes por segundo (rad / seg).

En este caso, el torno será el elemento encargado de trnaformar el movimiento circular (w) en lineal (v) de la carga siendo:

w = v / r ---- v = w * r ---- P = F * v

Se puede decir que la potencia mecánica también es igual al producto de la Fuerza ejercida, debido al peso de la carga,

por la velocidad lineal de subida de ésta expresada en metros por segundo.

La velocidad lineal con la que sube o baja la carga será: v = l / t

 

9.SISTEMA DE TORNILLO SINFÍN Y RUEDA DENTADA

Con este mecanismo, además de poder transmitir fuerza y movimiento entre dos ejes perpendiculares entre sí, se puden conseguir relaciones de transmisión altas.

Se trata de un sistema irreversible, en el cual únicamente es posible transmitir potencia del eje del sinfín (1) al eje de la rueda (2), pero no en sentido contrario.

Según se puede ver en la figura, y suponiendo que el tornillo es de una sola entrada, cada vez que éste da una vuelta completa, sólo un diente de la rueda dentada pasa por el punto "x". Dicho de otro modo, para que la rueda dentada dé una vuelta el tornillo deberá dar tantas vueltas como dientes tenga la rueda. La velocidad de giro de ambos ejes v a depender tanto del número de dientes de la rueda (Z2) como del número de entradas (e1) del tornillo sinfín:

n1 * e1 = n2 * z2

En cuanto a la trnasminsión "i" del sistema, será :

i = n2 / n1 = e1 / z2

 

En este caso "i" siempre será menor

que la unidad y el sistema actuará solamente como reductorde velocidad.

El hecho de que con este tipo de sistemas se consigan relaciones de transmisión altas, sobre todo si se comparan con los sitemas anteriores, hace que se utilice en aplicaciones muy diversas tales como contadores eléctricos, cuantarrevoluciones, carros de máquinas herramientas, juguetes, cremalleras de direcciones para automóviles, etc.

 10. SISTEMA DE PIÑÓN Y CREMALLERA

Con este sistema se consigue transformar el movimiento circular que llega a la rueda dentada (piñón) en rectilíneo al engranar los disntes de citada rueda con los dientes de una barra prismática (cremallera) que se desplaza longitudinalmente (movimiento rectilineo). Se trata de un sitema reversible en el que los dientes de la rueda dentada y de la cremallera deben tener el mismo paso con el fin de que el piñón pueda deslizarse sobre la cremallera.

El avance (A) de la rueda o , dicho de otra forma, los milímetros que ésta avanza cada vez que da una vuelta completa será igual a:

A = p * dp = p * z

donde:

dp representa el diámetro primitivo de la rueda en mm.

p representa el paso de los dientes de la rueda en mm.

z representa el número de dientes de la rueda.

La velocidad de avance (Va) de la cremallera expresada en mm/min. viene dada por:

Vz = A * n = p * z* n

donde n representa la velociad circular de la rueda en r.p.m.

Teniendo en cuenta que el número de dientes por milímetro de la cremallera (N) es igual a :

N = z / A = 1 / p

p = 1 / N

La velocidad de avance puede expresarse de la forma:

Va = p * z * n = (z * n) / N

11. SISTEMA DE BIELA Y MANIVELA

   

Se trata de un mecanismo capaz de trnasformar el movimiento circular en

movimientoalternativo.Dicho sistema está formado por un elemento giratorio denominadomanivela que va conectado con una barra rígida llamada biela, de tal forma que al girar la manivela la biela se ve obligada a retroceder y avanzar, produciendo un movimeito alternativo.

 

 

 

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

El recorrido de desplazamiento de la biela (carrera) depende de la longitud de la manivela, de tal forma que cada vez que ésta da una vuelta completa la biela se desplaza una distancia igual al doble de la longitud de la manivela; 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 detacan sobre todo las utilizadas en el mundo del automóvil.

 12. SISTEMA DE EXCÉNTRICA

 

Se trata de un mecanismo no reversible mediante el cual es posible transformar el movimiento circular en alternativo, pero no inversamente.

En este caso, haciendo girar una pieza circular

denominada excéntrica alrededor de unpunto de giro no situado en el centro de ésta, se produce un desplazamiento alternativo sobre cualquier elemento que se encuentre en contacto con ella.