Sistemas mecánicos
Son aquellos sistemas que están constituidos fundamentalmente por componentes, dispositivos o elementos que tienen como función especifica transformar o transmitir el movimiento desde las fuentes que lo generan, al transformar diferente tipos de energía.
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Operadores acumuladores
De forma general, se entiende como operador a todo aparato que transforma una forma de energía en otra que podemos utilizar (la energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma). Dentro del grupo de los operadores tecnológicos hay uno que es el de los acumuladores.
Los operadores acumuladores son aquellos aparatos que almacenan la energía para liberarla cuando sea necesaria, generalmente en forma de movimiento.
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MOVIMIENTO CIRCULAR
RUEDAS DE FRICCIÓN
La polea o rueda es un elemento de forma cilíndrica y poco espesor que gira
alrededor de un eje o solidariamente con él. Las principales funciones son las siguientes:
- Permite cambiar la dirección de una fuerza.
- Permite transmitir una fuerza y el movimiento de rotación entre ejes paralelos.
La transmisión se realiza mediante dos discos, fijos a sus ejes respectivos, que se
encuentran en contacto entre sí, transmitiéndose el movimiento por fricción.
POLEAS
Llamamos polea a la rueda que se utiliza en las transmisiones por medio de
correa y correa a la cinta o cuerda flexible unida en sus extremos que sirve para
transmitir el movimiento de giro entre una rueda y otra.
La polea se coloca en el eje, mientras que la correa es el elemento de unión entre
las poleas. El conjunto para la transmisión del movimiento consta de dos poleas como
mínimo y una correa. El movimiento se produce por la fricción entre la polea y la
correa.
RUEDAS DENTADAS O ENGRANAJES
La transmisión por engranajes se utiliza para transmitir un movimiento
de rotación de un eje a otro. Este sistema consta de dos ruedas o cilindros con una serie
de salientes denominados dientes y de huecos que encajan perfectamente en los de los
dientes de la otra rueda. Así, la transmisión del movimiento se realiza por empuje de los
dientes que encajan en los dientes de la otra rueda.
MOVIMIENTO LINEAL
TRANSMISIÓN POR CADENA
Este tipo de sistema de transmisión es muy parecido a la transmisión por correa;
la diferencia estriba en que en este caso las dos ruedas poseen una serie de salientes
denominados dientes, y la cadena tiene una serie de huecos en los que los dientes
encajan perfectamente. Con esta modificación la transmisión deja de producirse por
fricción entre correa y polea y no existe por lo tanto problema alguno de deslizamiento.
MOVIMIENTO ALTERNATIVO :
El mecanismo de movimiento alternativo , también llamado mecanismo de movimiento alternante, es un movimiento repetitivo hacia arriba y hacia abajo o hacia delante y hacia atrás.lo que permita que se puedan operar motores alternativos y bombas. Los dos movimientos opuestos que conforman un ciclo de alternancia son llamados tiempos del mecanismo
El Movimiento alternativo es claramente visible en las máquinas de vapormotores estacionarios y locomotoras de vapor de cilindro exterior, ya que el cigüeñal (en este caso es la propia rueda) y la biela generalmente son visibles.primitivas, en particular horizontal
Matemáticamente, el movimiento alternativo es aproximadamente un movimiento armónico simplesinusoidal . Técnicamente, sin embargo, el movimiento alternativo producido por la rotación de un mecanismo de biela-manivela sale un poco del movimiento armónico simple debido al cambio de ángulo de la biela durante el ciclo.
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LINEAL
Palanca:Por palanca nos referimos a una máquina simple, es decir, a un dispositivo capaz de modificar o generar una fuerza y transmitir desplazamiento, compuesta por una barra rígida de algún material medianamente resistente, que gira libremente sobre un punto de apoyo denominado fulcro.
Una palanca puede usarse para maximizar la fuerza mecánica aplicada sobre un objeto, incrementar su velocidad o la distancia que recorre, a través de la aplicación de una cantidad proporcionalmente menor de fuerza.
Así, dependiendo de la proximidad o lejanía del fulcro respecto al cuerpo a mover, se requerirá de más o menos fuerza aplicada y se logrará un efecto mayor o menor.
Tipos de palanca
Existen tres tipos de palanca, dependiendo de la posición relativa del punto de resistencia, el de potencia y el fulcro. Cada una tiene características diferentes y tendrá un efecto relativamente distinto.
- Palanca de primer grado. El fulcro se halla entre la potencia y la resistencia, logrando que la potencia aplicada pueda ser mucho menor que la resistencia a vencer, es decir, maximiza la potencia. Sin embargo, se sacrificaría la velocidad transmitida y la distancia recorrida por el cuerpo.
- Palanca de segundo grado. La resistencia se halla entre la potencia y el fulcro, por lo que la potencia será siempre menor que la resistencia, aunque no logre mayor desplazamiento ni distancia recorrida. Pero dicho ahorro de energía es sumamente útil.
- Palanca de tercer grado. La potencia ejercida se encuentra entre el punto de apoyo, en un extremo, y la resistencia, del otro. La fuerza aplicada, así, es mayor que la resultante (disminuye), pero se logra ampliar la velocidad transmitida o la distancia recorrida por el cuerpo.
Polea: Se conoce como polea a una máquina simple diseñada para transmitir fuerza y operar como un mecanismo de tracción, reduciendo la cantidad de fuerza necesaria para mover o suspender en el aire un peso. Consiste en una rueda que gira sobre un eje central, y provista de un canal en su periferia por donde pasa una cuerda.
La polea puede definirse además como el punto de apoyo de una cuerda que se mueve en torno a él sin darle una vuelta completa; tal es la definición del científico francés Hatón de la Goupillière. Así, en uno de los extremos de dicha cuerda actúa una resistencia o peso, mientras en la otra una potencia o fuerza.
as en la otra una potencia o fuerza.
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Polipasto:es una máquina compuesta por dos o más poleas y una cuerda, cable o cadena que alternativamente va pasando por las diversas gargantas de cada una de estas poleas. Se utiliza para levantar o mover una carga con una gran ventaja mecánica, ya que así se necesita aplicar una fuerza mucho menor que el peso que hay que mover.
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CIRCULAR
Rueda de fricción:Permite transmitir un movimiento giratorio entre dos ejes paralelos.
Este sistema consiste, básicamente, en dos ruedas solidarias con sus ejes, cuyos perímetros se encuentran en contacto directo, pudiendo transmitirse el movimiento de una a otra mediante fricción.
Su utilidad se centra en transmitir un movimiento giratorio entre dos ejes pudiendo modificar las características de velocidad y sentido de giro.
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Correa: Se conoce como correa de transmisión a un tipo de transmisión mecánica basado en la unión de dos o más ruedas, sujetas a un movimiento de rotación, por medio de una cinta o correa continua, la cual abraza a las ruedas ejerciendo fuerza de fricción suministrándoles energía desde la rueda motriz.
Es importante destacar que las correas de trasmisión basan su funcionamiento fundamentalmente en las fuerzas de fricción, esto las diferencia de otros medios flexibles de transmisión mecánica, como lo son las cadenas de transmisión y las correas dentadas las cuales se basan en la interferencia mecánica entre los distintos elementos de la transmisión.
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Engranajes:Se denomina engranaje al mecanismo utilizado para transmitir potencia mecánica de un componente a otro. Los engranajes están formados por dos ruedas dentadas, de las cuales la mayor se denomina corona y el menor piñón. Un engranaje sirve para transmitir movimiento circular mediante el contacto de ruedas dentadas.
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Tornillo sin fin: En ingeniería mecánica se denomina tornillo sin fin a un dispositivo que transmite el movimiento entre ejes que son perpendiculares entre sí, mediante un sistema de dos piezas: el "tornillo" (con dentado helicoidal), y un engranaje circular denominado "corona".
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CIRCULAR EN RECTILÍNEO
Piñón:Engranaje de una máquina agrícola donde el movimiento del piñón se transmite a través de una rueda loca. Esta rueda intermedia permite variar la relación de transmisión cambiando el número de dientes del piñón y de la corona sin necesidad de variar la distancia entre el eje motriz y el eje conducido.
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Cremallera:Un mecanismo de cremallera es un dispositivo mecánico con dos engranajes, denominados piñón y cremallera, que convierte un movimiento de rotación en un movimiento lineal o viceversa. El engranaje circular denominado piñón engrana con una barra dentada denominada cremallera, de forma que un giro aplicado al piñón causa el desplazamiento lineal de la cremallera.
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Tornillo:Se denomina tornillo a un elemento mecánico utilizado en la fijación temporal de piezas entre sí, que está dotado de una caña con rosca triangular, que, mediante una fuerza de torsión ejercida en su cabeza con una llave adecuada o con un destornillador, se puede introducir en un agujero roscado a su medida o atravesar las piezas y acoplarse a una tuerca.
El tornillo deriva directamente de la máquina simple conocida como plano inclinado y siempre trabaja asociado a un orificio roscado. Los tornillos permiten que las piezas sujetas con los mismos puedan ser desmontadas cuando la ocasión lo requiera.
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Tuerca:Una tuerca es una pieza mecánica con un orificio central, el cual presenta una rosca, que se utiliza para acoplar a un tornillo, en forma fija o deslizante. La tuerca permite sujetar y fijar uniones de elementos desmontables. En ocasiones puede agregarse una arandela para que la unión cierre mejor y quede fija. Las tuercas se fabrican en grandes producciones con máquinas y procesos automatizados.
La tuerca siempre debe tener las mismas características geométricas del tornillo con el que se acopla, por lo que está normalizada según los sistemas generales de roscas.
Manivela torno:Una manivela es una barra que está unida a un eje al que hace girar. La fuerza necesaria para que el eje gire es menor que la que habría que aplicarle directamente.
El mecanismo que se basa en este dispositivo es el torno, que consta de un tambor que gira alrededor de su eje a fin de arrastrar un objeto. Con él, transformamos un movimiento circular en rectilíneo.
Se comporta exactamente igual que una palanca para alcanzar el equilibrio
Un torno está en equilibrio cuando se cumple la igualdad que puedes ver en el dibujo. De esta forma, cuanto más larga sea la manivela y menor el diámetro del tambor, mayor será la fuerza que podremos vencer.
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CIRCULAR EN RECTILÍNEO ALTERNATIVO
Biela:Se puede denominar biela a un elemento mecánico que, sometido a esfuerzos de tracción o compresión, transmite el movimiento articulando a otras partes de la máquina.
Actualmente las bielas son un elemento básico en los motores de combustión interna y en los compresores alternativos. Se diseñan con una forma específica para conectarse entre las dos piezas, el pistón y el cigüeñal. Su sección transversal o perfil puede tener forma de H, I o + . El material del que se fabrican es de una aleación de acero, titanio o aluminio. En la industria automotor todas se fabrican por forja, pero algunos fabricantes de piezas las hacen mediante mecanizado.
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Manivela:La manivela es un elemento de un mecanismo de transmisión del movimiento que consiste en una barra fijada por un extremo y accionada por la otra con un movimiento de rotación.
Es una pieza normalmente de hierro, compuesta de dos ramas, una de las cuales se fija por un extremo al eje de una máquina, de una rueda, etc. y la otra se utiliza a modo de mango que sirve para hacer girar el eje, la máquina o la rueda. Puede servir también para efectuar la transformación inversa del movimiento circular en movimiento rectilíneo. Cuando se incorporan varias manivelas a un eje, éste se denomina cigüeñal.
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Cigüeñal: Un cigüeñal o cigoñal es un eje acodado, con codos y contrapesos presente en ciertas máquinas que, aplicando el principio del mecanismo de biela-manivela, transforma el movimiento rectilíneo alternativo en circular uniforme y viceversa.
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Leva:La leva es un elemento mecánico que permite la transformación de un movimiento circular a un movimiento rectilíneo mediante el contacto directo a un seguidor.
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Excéntrica:Pieza circular de una máquina, cuyo eje de rotación no ocupa el centro geométrico y que está destinada a transformar un movimiento de rotación en uno de otra clase, especialmente rectilíneo.
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Robótica
La robótica es la rama de la ingeniería mecatrónica, de la ingeniería eléctrica, de la ingeniería mecánica, de la ingeniería biomédica, y de las ciencias de la computación, que se ocupa del diseño, construcción, operación, estructura, manufactura, y aplicación de los robots.
La robótica combina diversas disciplinas como son: la mecánica, la electrónica, la informática, la inteligencia artificial, la ingeniería de control y la física. Otras áreas importantes en robótica son el álgebra, los autómatas programables, la animatrónica y las máquinas de estados.
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