Una maquina

Máquina

Es un conjunto de piezas o elementos móviles y fijos, cuyo funcionamiento posibilita aprovechar, dirigir, regular o transformar energía o realizar un trabajo. Se denomina maquinaria (del latín machinarĭus) al conjunto de máquinas que se aplican para un mismo fin y al mecanismo que da movimiento a un dispositivo
Los elementos que componen una máquina son:
• Motor: es el mecanismo que transforma la energía para la realización del trabajo requerido.
Conviene señalar que los motores también son máquinas, en este caso destinadas a transformar la energía original (eléctrica, química, potencial, cinética) en energía mecánica en forma de rotación de un eje o movimiento alternativo de un pistón. Aquellas máquinas que realizan la transformación inversa, cuando es posible, se denominan máquinas generadoras o generadores y aunque pueda pensarse que se circunscriben a los generadores de energía eléctrica, también deben incluirse en esta categoría otro tipos de máquinas como, por ejemplo, las bombas o compresores.
Evidentemente, en ambos casos hablaremos de máquina cuando tenga elementos móviles, de modo que quedarían excluidas, por ejemplo, pilas y baterías.
• Mecanismo: es el conjunto de elementos mecánicos, de los que alguno será móvil, destinado a transformar la energía proporcionada por el motor en el efecto útil buscado.
• Bastidor: es la estructura rígida que soporta el motor y el mecanismo, garantizando el enlace entre todos los elementos.
• Componentes de seguridad: son aquellos que, sin contribuir al trabajo de la máquina, están destinados a proteger a las personas que trabajan con ella. Actualmente, en el ámbito industrial es de suma importancia la protección de los trabajadores, atendiendo al imperativo legal y económico y a la condición social de una empresa que constituye el campo de la seguridad laboral, que está comprendida dentro del concepto más amplio de prevención de riesgos laborales.
También es importante darles mantenimiento periódicamente para su buen funcionamiento.
Clasificaciones
Pueden realizarse diferentes clasificaciones de los tipos de máquinas dependiendo del aspecto bajo el cual se las considere. Atendiendo a los componentes anteriormente descritos, se suelen realizar las siguientes clasificaciones:
Motor o
fuente de energía Mecanismo o
movimiento principal Tipo de bastidor
• Máquinas manuales o de sangre.
• Máquinas eléctricas.
• Máquinas hidráulicas.
• Máquinas térmicas.
• Máquinas rotativas.
• Máquinas alternativas.
• Máquinas de reacción. • Bastidor fijo.
• Bastidor móvil.
Dichas clasificaciones no son excluyentes, sino complementarias, de modo que para definir un cierto tipo de máquina será necesario hacer referencia a los tres aspectos.
Otra posible clasificación de las máquinas es su utilidad o empleo, así pueden considerarse las taladradoras, elevadores, compresores, embaladoras, exprimidores, etc. La lista es interminable, pues el ser humano siempre ha perseguido el diseño y la construcción de ingenios para conseguir con ellos trabajos que no puede realizar empleando su propia fuerza y habilidad o para realizar esos trabajos con mayor comodidad.
Estas no son todas las clasificaciones, sino que hay otras, que pueden ser: máquina, máquina simple y máquina como herramienta.
Maquinaria
Cuando varias máquinas ejercen un mismo trabajo. Un ejemplo claro de esto son las maquinarias agrícolas, maquinarias de construcción y maquinaria textil, entre otras tantas.
MÁQUINA DE VAPOR


Lista tradicional de máquinas simples
• La Rueda permite el desplazamiento del cuerpo al que está unido su eje disminuyendo las fuerzas de rozamiento, al disminuir las superficies en contacto. Las ruedas dentadas también trasportan el movimiento y la fuerza o par de giro.
• La biela manivela transforma el movimiento giratorio de la manivela en uno alternativo de la biela; ambas se mueven en el mismo plano y un giro regular de la manivela da lugar a un movimiento alternativo de la biela. La relación de fuerzas es más compleja que en otros casos, porque a ángulos de giro de la manivela iguales no corresponden avances de la biela iguales.
Mecanismo de biela y manivela en locomotoras de vapor. La biela recibe en (5) el movimiento lineal del pistón y lo transforma en rotación de las ruedas.
• La cuña transforma una fuerza vertical en dos horizontales antagonistas. El ángulo de la cuña determina la proporción entre las fuerzas aplicada y resultante, de un modo parecido al plano inclinado.
• La palanca es una barra rígida con un punto de apoyo, a la que se aplica una fuerza y que, girando sobre el punto de apoyo, vence una resistencia. Se cumple la conservación de la energía y, por tanto, la fuerza aplicada por su espacio recorrido ha de ser igual a la fuerza de resistencia por su espacio recorrido.



• En el plano inclinado se aplica una fuerza para vencer la resistencia vertical del peso del objeto a levantar. Dada la conservación de la energía, cuando el ángulo del plano inclinado es más pequeño se puede levantar más peso con una misma fuerza aplicada pero, a cambio, la distancia a recorrer será mayor.
• La polea simple transforma el sentido de la fuerza; aplicando una fuerza descendente se consigue una fuerza ascendente. El valor de la fuerza aplicada y la resultante son iguales, pero de sentido opuesto. En un polipasto la proporción es distinta, pero se conserva igualmente la energía.







• El mecanismo tuerca husillo trasforma un movimiento giratorio aplicado a un volante o manilla, en otro rectilíneo en el husillo, mediante un mecanismo de tornillo y tuerca. La fuerza aplicada por la longitud de la circunferencia del volante ha de ser igual a la fuerza resultante por el avance del husillo. Dado el gran desarrollo de la circunferencia y el normalmente pequeño avance del husillo, la relación entre las fuerzas es muy grande.

Tuerca husillo.

Todas las máquinas simples convierten una fuerza pequeña en una grande, o viceversa. Algunas convierten también la dirección de la fuerza. La relación entre la intensidad de la fuerza de entrada y la de salida es la ventaja mecánica. Por ejemplo, la ventaja mecánica de una palanca es igual a la relación entre la longitud de sus dos brazos. La ventaja mecánica de un plano inclinado, cuando la fuerza actúa en dirección paralela al plano, es la cosecante del ángulo de inclinación.
A menudo, una herramienta consta de dos o más máquinas o artefactos simples, de modo que las máquinas simples se usan habitualmente en una cierta combinación, como componentes de máquinas más complejas. Por ejemplo, en el tornillo de Arquímedes, una bomba hidráulica, el tornillo es un plano inclinado helicoidal.


Publicado por: Abniel Caballero

CENTROS INSTANTANEOS DE ROTACION

Centro instantáneo de rotación, referido al movimiento plano de un cuerpo, se define como el punto del cuerpo o de su prolongación en el que la velocidad instantánea del cuerpo es nula.
• Si el cuerpo realiza una rotación pura alrededor de un punto, dicho punto es el centro instantáneo de rotación.

• Si el cuerpo realiza un traslación pura el centro instantáneo de rotación se encuentra en el infinito en dirección normal a la velocidad de traslación.

• Si el cuerpo realiza un movimiento general el centro instantáneo de rotación se mueve respecto al cuerpo de un instante a otro (de ahí que se llame centro instantáneo de rotación). Su posición se puede conocer en cada instante por intersección de las direcciones perpendiculares a la velocidad de dos de sus puntos.

El teorema de los tres centros (o de Kennedy) es útil para encontrar aquellos centros instantáneos de rotación relativos en un mecanismo, que no sean de obtención directa (obvios). Su enunciado es el siguiente:
"Si tenemos tres eslabones (sólidos rígidos) animados de movimiento relativo entre ellos (ya sea que estén o no conectados entre sí) los centros instantáneos de rotación relativos entre los tres eslabones han de estar alineados"

POR: MARIA VIÑOLES!*

Contenido
Tema I
Consideraciones Generales
• Definiciones de:
 Mecanismo
 Máquina
 Cinemática de maquinas
 Cuerpo rígido
 Par cinemático
 Cadena cinemática
 Ciclo
 Periodo
 Fase
• Representaciones y Esquemas
• Inversión
• Diagrama Cinemático
• Definición de Movimiento
Tema II
Mecanismos Articulados
• Función del Mecanismo Articulado
• Mecanismo de Cuatro Barras
• Identificación de los eslabones
• Punto Muerto
• Mecanismo Manivela-biela-Balancín
• Mecanismo de Contramanivela
• Mecanismo Manivela-biela-Corredera
• Mecanismo de Yugo Escocés
• Mecanismo de Retorno Rápido
• Mecanismos de Línea Recta
Tema III
Centros Instantáneos de Rotación
• Definición
• Notación de los centros
• Número de centros
• Ubicación de los centros
• Teorema de Arenhold Kennedy
• Centros instantáneos de rotación en cuerpos en contacto de deslizamiento y de rodadura. ejemplos de localización
Calculo de velocidades lineales y angulares por el método de Centros Instantáneos.
Método de Componentes Ortogonales
• Composición y Descomposición de Vectores
• Calculo de velocidades por el método de componentes ortogonales
Polígono de Velocidades
• Velocidades relativas
• Obtención del polígono de velocidades del mecanismo
• Imagen de velocidades
• Calculo de velocidades lineales y angulares
Tema IV
Análisis de Aceleraciones
• Aceleración lineal y angular
• Polígono de aceleraciones
• Imagen de aceleraciones
• Determinación grafica de aceleraciones normales
• Determinación grafica de aceleraciones del mecanismo manivela-biela-corredera
Aceleración en cuerpos con rodamiento puro
Aceleración de Coriolis. Ejemplos
Tema V
Levas
• Definición
• Clasificación de las levas y sus seguidores
• Diagramas de desplazamiento
• Movimientos básicos del seguidor
• Característica de los movimientos
• Obtención de los perfiles de levas de disco
Tema VI
Análisis de Fuerzas
• Análisis estático de maquinas sin fricción
• Análisis estático con fricción
• Rendimiento
Efecto de la inercia en un cuerpo rígido con movimiento plano
Análisis de fuerzas de inercia en maquinas
Fuerza de trepidación
Análisis combinado
Tema VII
Engranajes Rectos
• Definición
• Clasificación
• Terminología de los engranajes rectos
• Propiedades y funcionamiento de los perfiles de envolvente
• Obtención de engranajes rectos
• Distancia entre centros de un par de engranajes
• Interferencia
• Propiedades de los perfiles cicloidales
Trenes de Engranajes
• Determinación del numero de dientes
• Trenes de engranajes comunes
• Trenes de engranajes epicicloidales
Tema VIII
Síntesis de Mecanismos de Cuatro Barras
• Introducción a la síntesis
• Diseño de un mecanismo de cuatro barras articuladas para valores instantáneos de velocidad y aceleración angular

Bibliografía
 Kinematics and Dinamics of machines. George N. Martin
 Mecánica de Maquinas. Ham, Crane y Rogers
 Mecánica y Dinámica de Maquinaria. Ocvirk y Mabie
 Análisis Cinemático de Mecanismos. Joseph Shigley
 Kinematics. Virgil Faires
 Teoría de Maquinas y Mecanismos. Shigley y Uiker Jr.



Por: María Viñoles!

Universidad de Oriente
Núcleo de Anzoátegui
Departamento de Mecánica
Asignatura: Fundamentos de Maquinas I
Objetivo
El curso de Fundamentos de Maquinas I tiene como objetivo el introducir al estudiante en el diseño cinemático de elementos de maquinas, basados en los requerimientos de los movimientos y fuerzas que sobre ellos actúan.
Los mecanismos y las máquinas que se encuentran actualmente son extraordinariamente diversos tanto en construcción como por su destino, constituyendo un pilar fundamental sobre el que se apoya parte importante de la actividad del hombre desarrollado.
El empleo de mecanismos y máquina es inevitable en cualquiera de las especialidades de la Ingeniería, razón por lo cual se precisa cada vez mayor y mejor formación de ingenieros y técnicos.
El propósito de la asignatura es familiarizar al estudiante con los conceptos fundamentales de la Mecánica de Máquinas que le permitan analizar mecanismos existentes y dándole soporte para diseñar y construir mecanismos.

Conocimiento Previo Requerido
El estudiante deberá tener conocimiento previo sobre los siguientes aspectos:
 Cinemática de la partícula
 Dinámica de la partícula
 Cinética y cinemática del cuerpo rígido
 Dinámica del cuerpo rígido
Las cuales son impartidos en las materias Dibujo Mecánico y Mecánica Racional II del pensum Ingeniería Mecánica.
Contenido Sinóptico
Nociones elementales de mecanismos articulados, análisis de velocidades en los mecanismos, análisis de aceleraciones en los mecanismos, análisis de fuerzas en los mecanismos, diseño de perfiles de levas de disco con seguidores de rodillo, cara plana y articulado, definiciones de engranajes, obtención de perfiles de dientes de engranajes, trenes de engranajes y síntesis de mecanismos de cuatro barras articuladas.


Por: María Viñoles!*

Mecanismos

Mecanismo Articulado; Se llama mecanismo a un conjunto de sólidos resistentes, móviles unos respecto de otros, unidos entre sí mediante diferentes tipos de uniones. A partir de esta definición pueden formarse diversos tipos de mecanismos.

Trenes de engranajes

Se llama tren de engranajes a aquella transmisión en la que existen más de dos engranajes.

Los trenes de engranajes se utilizan cuando:

· La relación de transmisión que se quiere conseguir difiere mucho de la unidad.

· Los ejes de entrada y de salida de la transmisión están muy alejados.

· Se quiere que la relación de transmisión sea modificable.

Los trenes de engranajes se pueden clasificar en trenes simples, si existe sólo una rueda por eje; y compuestos, si en algún eje hay más de un engranaje. También se puede diferenciar entre trenes reductores y multiplicadores, según que la relación de transmisión sea menor o mayor que la unidad.

En los trenes de engranajes a la relación de transmisión se le atribuye signo positivo si los sentidos de giro de entrada y de salida son iguales, y negativo si son opuestos. Además, en los trenes de engranajes los ejes de entrada y de salida pueden ser paralelos, cruzarse o cortarse en el espacio. Los trenes de engranajes que se han considerado hasta ahora se caracterizan porque los ejes de todas las ruedas están fijos mediante cojinetes al bastidor; por eso, se dice que son trenes de engranajes ordinarios. Pero existen trenes de otro tipo, en los que el eje de alguna rueda no está fijo al bastidor, sino que se puede mover. A esta clase de ruedas se las conoce como ruedas satélites, y a los trenes de engranajes que tienen alguna rueda de este tipo se les denomina trenes epicicloidales, planetarios o de ruedas satélites.