MECANISMOS DE TRANSMISIÓN LINEAL LEVAS

LEVAS



Permite obtener un movimiento lineal alternativo, o uno oscilante, a partir de uno giratorio; pero no nos permite obtener el giratorio a partir de uno lineal alternativo (o de uno oscilante). Es un mecanismo no reversible.

Este mecanismo se emplea en: motores de automóviles (para la apertura y cierre de las válvulas), programadores de lavadoras (para la apertura y cierre de los circuitos que gobiernan su funcionamiento), carretes de pesca (mecanismo de avance-retroceso del carrete), cortapelos, depiladoras, cerraduras

Para su correcto funcionamiento, este mecanismo necesita, al menos: árbol, soporte, leva y seguidor de leva (palpador) acompañado de un sistema de recuperación (muelle, resorte...).

El árbol es el eje de giro de la leva y el encargado de transmitirle su movimiento giratorio.
    
El soporte es el encargado de mantener unido todo el conjunto y, normalmente, guíar el movimiento del seguidor
    
La leva es siempre la que recibe el movimiento giratorio a través del eje o del árbol en el que está montada. Su perfil hace que el seguidor ejecute un ciclo de movimientos muy preciso.

El seguidor (palpador) apoya directamente sobre el perfil de la leva y se mueve a medida que ella gira. Para conseguir que el seguidor esté permanentemente en contacto con la leva es necesario dotarlo de un sistema de recuperación (normalmente un muelle o un rsorte)

En la siguiente figura podemos visualizar las partes de la Leva

 



 


MECANISMOS DE TRANSMISIÓN LINEAL BIELA MANIVELA

Biela Manivela

Este mecanismo transforma el movimiento circular de la manivela en un movimiento alternativo del pie de una biela, que es una barra rígida,  cuyo extremo está articulado y unido a la manivela.  Este sistema también funciona a la inversa, es decir, transforma el movimiento alternativo de la biela en un movimiento de rotación de la manivela. Este mecanismo es esencial, pues se utiliza en motores de combustión interna, máquinas de vapor, máquinas de coser, herramientas mecánicas, etc. En el caso de los motores de los coches, la manivela es sustituida por el cigüeñal, que arrastra los pistones del motor a través de las bielas.


En la siguiente imagen animada puedes apreciar el mecanismo con un ejemplo más realista.



Ambos sistemas (biela-manivela y excéntrica-biela) permiten convertir el movimiento giratorio continuo de un eje en uno lineal alternativo en el pie de la biela. También permite el proceso contrario: transformar un movimiento lineal alternativo del pie de biela en uno en giratorio continuo en el eje al que está conectada la excéntrica o la manivela (aunque para esto tienen que introducirse ligeras modificaciones que permitan aumentar la inercia de giro).

Este mecanismo es el punto de partida de los sistemas que aprovechan el movimiento giratorio de un eje o de un árbol para obtener movimientos lineales alternativos o angulares; pero también es imprescindible para lo contrario: producir giros a partir de movimientos lineales alternativos u oscilantes.

En la realidad no se usan mecanismos que empleen solamente la manivela (o la excéntrica) y la biela, pues la utilidad práctica exige añadirle algún operador más como la palanca o el émbolo, siendo estas añadiduras las que permiten funcionar correctamente a máquinas tan cotidianas como: motor de automóvil, limpiaparabrisas, rueda de afilar, máquina de coser, compresor de pistón, sierras automáticas.


El sistema funciona de la siguiente forma:

El eje dispone de un movimiento giratorio que transmite a la manivela.

La manivela (o la excéntrica) convierte el movimiento giratorio del eje en uno circular en su empuñadura (eje excéntrico).

La cabeza de la biela está unida a la empuñadura de la manivela (eje excéntrico) y, por tanto, está dotada de un movimiento circular.

En su movimiento circular, la cabeza de la biela arrastra el pie de biela, que sigue un movimiento lineal alternativo.

La trayectoria seguida por el pie de biela es lineal alternativa, pero la orientación del cuerpo de la biela cambia en todo momento. 






MECANISMOS DE TRANSMISION LINEAL POLEAS

Sistemas de poleas

            Una polea es una rueda con una ranura que gira alrededor de un eje por la que se hace pasar una cuerda que permite vencer una resistencia R de forma cómoda aplicando una fuerza F. De este modo podemos elevar pesos hasta cierta altura. Es un sistema de transmisión lineal, pues el movimiento de entrada y salida es lineal.

Tenemos tres casos:

Polea fija:

La polea fija, como su nombre indica consta de una sola polea fija a algún lugar. La fuerza F que debo aplicar para vencer una resistencia R es tal que:

Fuerza = Resistencia

Así, si quiero levantar 40 kg de peso, debo hacer una fuerza de 40 kg.

No gano nada, pero es más cómodo.



Polea móvil

Es un conjunto de dos poleas, una de las cuales es fija y la otra móvil. En una polea móvil la fuerza F que debo hacer para vencer una resistencia R se reduce a la mitad. Por ello, este tipo de poleas permite elevar más peso con menos esfuerzo.

F = R / 2

Así, si quiero levantar 40 kg de peso, me basta hacer una fuerza de 20 kg.


Polipasto


Es un tipo de polea móvil con un número par de poleas, la mitad son fijas y la otra mitad son móviles. En un polipasto, si quiero vencer una resistencia R debo hacer una fuerza mucho menor, de modo que:
Donde n es el número de poleas móviles.
En este ejemplo, este polipasto tiene tres poleas móviles (las inferiores), por ello… n=3

En este caso, el esfuerzo es ocho veces menor. Así, si quiero levantar 40 kg de peso, sólo debo ejercer una fuerza de 5 kg.
El polipasto está formado por un conjunto de poleas. Cuando la mitad son fijas y la otra mitad móviles tenemos un polipasto del tipo I, cuando una es fija y las demás móviles tenemos un polipasto del tipo II La fuerza "F" necesaria para levantar una carga "R" siendo "n" el número de poleas móviles, se determina, en cada caso, con una de las fórmulas:

F=R/2n Polipasto tipo I

F=R/2n Polipasto tipo II


POLIPASTOS TIPO I o APAREJO FACTORIAL:


            Cuando tenemos poleas fijas y móviles (la mitad son fijas y la otra mitad móviles) acopladas unas a otras (la cuerda recorre polea móvil-fija-móvil-fija...), bien linealmente (móvil-fija-móvil-fija...) o bien agrupadas (juntas las fijas en el eje superior por un lado y juntas las móviles en el eje inferior por otro). La carga cuelga de todas las móviles. En este caso, tenemos la fórmula F = R / 2•n







POLIPASTOS TIPO II o APAREJO POTENCIAL:


Cuando tenemos sólo una polea fija y las demás son móviles. Cada polea móvil cuelga de la anterior y la carga cuelga de la última móvil. En este caso, la fórmula es: F = R / 2n


En los siguientes videos podemos visualizar el funcionamiento de los Polipastos y las poleas:

video

video