UNIDAD 1 DE MECANICA PARA LA AUTOMATIZACIÓN

I.

CONCEPTOS FUNDAMENTALES

I.1 TERMINOLOGÍA Y CONCEPTOS BÁSICO I.1.1 MECANISMOS. Es el conjunto de cuerpos rígidos, o rígidos y flexibles, que, estando unidos entre sí, se mueven relativamente uno sobre el otro en forma definida. En la actualidad el estudio de los mecanismos ocupa un lugar muy importante en la ingeniería debido a los avances en el diseño de instrumentos, controles automáticos, equipo automatizados y robóticos; es muy importante considerar que dentro de la ingeniería mecánica los mecanismos comprenden todo tipo de eslabones capaces de conectarse entre sí, generando el aprovechamiento de la energía.

I.1.2 ESLABÓN. Pieza rígida, que unida a otras permite la transmisión o transformación de un movimiento. no necesariamente serán piezas rectas, puede presentar cualquier tipo de perfil y se pueden unir con dos o más eslabones simultáneamente.

Tipos de eslabones

I.1.3. IDENTIFICACIÓN DE AUTOMATIZACIÓN.

MECANISMOS REALES EN APLICACIONES DE

I.1.3.1 Junta o par. Unión entre dos eslabones. Las juntas establecen el tipo y la cantidad de movimientos permisibles entre cada par de elementos presentes en la  junta, pudiendo ser movimiento movimiento traslacional, rotacional o mixto. mixto.

Fig. 1.1 Mecanismo plano de 2 eslabones un par de revolución

Fig. 1.2 Mecanismo plano de 4 eslabones (4 pares de revolución)

Fig. 1.3 Mecanismo plano para doble revolvente

Fig. 1.4 Bomba con mecanismo plano para doble revolvente

Fig. 1.5 Mecanismo plano para trilladoras o removedor de heno (El heno es hierba seca o legumbres secas, cortadas y utilizadas como alimento para los animales)

Fig. 1.6 Maquina con mecanismo para panadería o revolvedora general

Fig. 1.7 Mecanismo para doble balancín Fig. 1.8 Uso practico del mecanismo para generar línea recta con mecanismo de doble balancín.

Fig. 1.9 Mecanismo con excéntrico

Fig. 1.10 Mecanismo paralelogramo

Fig. 1.11 Junta con mecanismo ´paralelogramo

TAREA. INVESTIGAR LOS SIGUIENTES CONCEPTOS DE ALGUNOS MECANISMOS. JUNTA DE REVOLUTA JUNTAS PRISMÁTICA JUNTA COMPLETA O PAR INFERIOR SEMIJUNTA O PAR SUPERIOR Y PRESENTAR JUNTA IMPLÍCITA

JUNTA REDUNDANTE ESLABÓN FIJO  Y POR CADA CONCEPTO PRESENTAR IMÁGENES COMO EJEMPLO FÍSICO

I.2. TIPOS DE MECANISMOS. I.2.1 CORREDERA. Eslabón que realiza un movimiento alternativo sobre una guía .la cual puede ser recta o curva. La guía de la figura 1.2.1 sólo puede deslizarse paralelamente al portón, En la figura 1.2.2. El cabezal de la sierra (pieza amarilla) se desliza alternativamente sobre su guía (en verde claro, sobre la pieza amarilla) para generar el movimiento de corte. En la figura 1.2.3 el deslizamiento entre el cilindro y el vástago del gato hidráulico presentan un comportamiento de corredera,

Fig. 1.2.1 Portón eléctrico

Fig. 1.2.2 Sierra cinta

Fig. 1.2.3 Gato Hidráulico

I.2.2. BIELA. Eslabón que realiza movimientos mixtos o rotacionales y perpendiculares En los motores de combustión térmica las bielas son una conexión rígida entre los pistones y el cigüeñal.

Fig. 1.2.4 Mecanismo de manivela-biela-corredera

1.2.3 MANIVELA. Eslabón que puede realizar una rotación completa sobre una de sus  juntas, no necesariamente respecto al eslabón fijo. En la fig. 1.2.5 la manivela es la salida hacia el eje motriz del motor. En la fig. 1.2.6 la manivela es la pieza excéntrica impulsada por el motor mediante una banda

Fig. 1.2.5 Manivela del eje de salida de un motor termico

Fig. 1.2.6 Troqueladora

1.2.4 YUGO ESCOSES. Se entiende un mecanismo que permite transformar un movimiento rectilíneo alternativo (de una guía) en un movimiento de rotación (de una manivela y su árbol). También puede funcionar al revés cambiando la rotación de un árbol y una manivela en un movimiento alternativo rectilíneo. Una aplicación típica es en motores de combustión interna y neumáticos o en compresores alternativos

Fig. 1.2.7 Yugo Escoces

1.2.5 RETORNO RÁPIDO. Este tipo de mecanismo tiene su principal aplicación en el campo de las maquinas-herramientas que funcionan con una carrera lenta de corte y una rápida de retorno, considerando una velocidad angular constante en el eslabón motriz.

Fig. 1.2.8 Cepillo

1.2.6 CUATRO BARRAS. El mecanismo de 4 eslabones puede considerarse uno de los más usuales en ingeniería. En este tipo de mecanismo, se debe tener cuidado de proporcionar debidamente los eslabones con el objeto de impedir que existan puntos muertos en él, debido a que se detiene en sus posiciones extremas, como sucede cuando la línea de acción de la fuerza motriz se dirige a lo largo del eslabón 4, tal como se muestra en la figura 1, 2,8

Fig. 1.2.9 Eslabón de 4 barras

1.3 MIVILIDAD DE MECANISMOS. Indica la cantidad de entradas de movimiento que admite un mecanismo. Estos movimientos se presentan mediante la transmisión de mecanismos de un miembro a otro, y generalmente es: 1) Mediante contacto directo, como en el caso de una leva y su seguidor; 2) A través de un eslabón rígido conector, como es el caso de una biela. 3) por medio de elementos flexibles, como bandas, cadenas o cables, 1.3.1 TIPOS DE MOVIMIENTOS. Los mecanismos producen diferentes tipos de movimientos; pueden ser rígidos, los cuales se presentan cuando un cuerpo se encuentra guiado de tal forma que se debe mover solamente en una trayectoria definida; o también semirrígidos, los cuales se presentan cuando el sentido de movimiento de un cuerpo tiene restricciones para que se lleve acabo solamente en esos límites; generalmente, los mecanismos producen movimientos coplanarios, helicoidales, esféricos, etcétera. 1.3.1.1 MOVIMIENTO COPLANARIO. Este tipo de movimiento se presenta en los mecanismos cuando todos los puntos de un cuerpo rígido se mueven en planos coincidentes o paralelos.

Fig. 1.2.10 Movimiento coplanario de una varilla y una leva 1.3.1.2 MOVIMIENTO HELICOIDAL. Este movimiento se identifica cuando cada punto de un cuerpo rígido gira alrededor de un eje fijo y al mismo tiempo tiene una traslación paralela a dicho eje, como podría ser el caso del movimiento que genera una tuerca en un perno con cuerda.

Fig. 1.2.11 Resorte helicoidal de espiras cerradas estirado bajo la acción de una fuerza

1.3.1.3 MOVIMIENTO ESFÉRICO. Cuando cualquier punto de un cuerpo rígido que se mueve alrededor de un punto fijo permanece a igual distancia de éste se dice que existe movimiento esférico. Un ejemplo podría ser los cojinetes de bolas.

Fig. 1.2.12 El diseño de una leva depende del tipo de movimiento que se desea imprimir 

RESULTDO DE APRENDIZAJE Elaborará un prototipo de uno de los siguientes mecanismos: Corredera biela manivela, yugo escocés, retorno rápido, cuatro barras. Que incluya: • el diseño en CAD, • una descripción de su funcionamiento incluyendo el grado de libertad EXPLICAR 1. Identificar las características de los mecanismos. 2. Describir el funcionamiento de los mecanismos. 3. comprender las trayectorias de los mecanismos