Mecanismes

¿QUÉ SÓN ELS MECANISMES?

Són elements destinats a transmetre i transformar forces i moviments des d’un element motriu (motor) a un element receptor . Permeten realitzar determinats treballs amb major comoditat i menor esforç.

Element motriu Mecanisme Element receptor

CLASIFICACIÓ DELS MECANISMES

Mecanismes de transmissió del moviment

Transmeten el moviment la força i la potència produïts per un element motriu a un altre punt

Mecanismes de transmissió lineal:

•Politja (fitxa o mòbil)

•Polispast

•Palanca

Mecanismes de transmissió circular:

•Rodes de fricció

•Rodes de politges amb corretja

•Engranatges

•Cargol sense fi

•Sistema d’engranatges amb cadena

Mecanismes de transformació del moviment

Transformen un moviment circular en rectilini, o viceversa

Mecanismes que transformen el moviment circular en rectilini o viceversa:

•Manovella – torn

•Pinyó – cremallera

•cargol - rosca

Mecanismes que transformen el moviment circular en rectilini alternatiu, o viceversa:

•Biela – manovella

•Lleva i excèntrica

•Cigonyal

CLASIFICACIÓN DE LOS MECANISMOS

Mecanismes per dirigir el moviment

Permeten el gir en un sentit i l’impedeixen en el contrari

•Trinquets

Mecanismes per regular el moviment

Redueixen la velocitat del moviment

•Frens

Mecanismes de acumulació d’energia

Absorbeixen energia quan son sotmesos a pressió

•Molles

•Gomes

CLASIFICACIÓ DELS MECANISMES

Mecanismes de acoblament

Permeten l’acoblament o desacoblament dels eixos o arbres de transmissió

•Embragatges

•Acoblaments

MECANISMES DE TRANSMISSIÓ LINEAL

PalancaÉs una barra rígida que gira al voltant d’un punt de fulcre. En un punt de la barra s’aplica una força, (F), amb la finalitat de vèncer una resistència, (R), que actua en un altre punt de la barra.

La palanca es troba en equilibri quan el producte de la força, (F), per la seva distancia ,(d), al punt de fulcre es igual a la resistència, (R), per la seva distancia, (r), al punto de fulcre. Llei de la palanca F . d = R . r

La força, (F), es tant menor quan major és la distancia, (d), a la que se aplica.

Tipus de palanques

Politja fitxaEs una roda ranurada que gira en torn a un eix subjecte a una superfície fitxa. Per la ranura se fa passar una corda, cadena o corretja que permet vèncer, de forma còmoda, una resistència,(R), aplicant una força,(F).

Es troba en equilibri quan la força aplicada,(F), és igual a la resistència ,(R), que representa la carrega. F = R

Serveix per elevar y baixar carregues amb facilitat. Grues senzilles, aparells de musculació, etc..

Politja mòbilÉs un conjunt de dues politges, una de les quals es troba fitxa, mentre que l’altra pot desplaçar-se linealment.

Es troba en equilibri quan es compleix la següent igualtat:

F = R/2

Aquest tipus de politges permet elevar carregues amb menys esforç.

PolispastÉs un tipus especial de muntatge de politges fitxes i mòbils. Consta d’un nombre parell de politges, la mitat de les quals són fitxes, i l’altre mitat mòbils.

Es troba en equilibri quan es compleix la igualtat:

F = R/ 2n

n es el nombre de politges mòbilsTé múltiples aplicacions: ascensors, muntacàrregues, grues...

MECANISMES DE TRASMISSIÓ CIRCULAR

Rodes de friccióSón sistemes de dues o més rodes que es troben en contacte. Una de les rodes és la motriu o d’entrada, aquesta en moure’s provoca el moviment de la de sortida.

S’empren per fabricar i arrastrar xapes metàl·liques, rotllos de paper, etc.

Sistema de politges amb corretja

Són dues politges o rodes situades a una certa distància, els seus eixos solen ser paral·lels, que giren simultàniament per efecte d’una corretja. El gir d’un eix se transmet a l’altre a través de las politges acoblades. Les dues politges i, els dos eixos giren en el mateix sentit.

La relació entre les velocitats de gir de rodes o politges depèn de la grandària d’aquestes i s'expressa així: V1 . d1 = V2 .d2 V1 y V2 són les velocitats de les rodes motriu i conduïda; d1 y d2 els diàmetres corresponents.

Les velocitats de gir de rodes o politges es mesuren en voltes, o revolucions, per minut (rpm) o per segon (rps).

Els diàmetres s’expressen en mil·límetres o centímetres.

Tren de politges amb corretja

Es tracta d’un sistema format per més de dues rodes. El moviment de l’eix 1 es transmet a l’eix 2 a través de les politges 1 y 2. Les politges 2 y 3 acoblades al mateix eix giren amb igual velocitat. Per últim la politja 3 transmet a la politja 4 el moviment.

La relació entre les velocitats de les rodes motriu (1) i conduïda (4) pot expressar-se per:

Els tipus de corretges poden ser planes, redones o trapecials.

Engranatges o rodes dentades

Els engranatges són rodes dentades que s’acoblen i transmeten el moviment circular entre dos eixos pròxims, ja siguin paral·lels perpendiculars u oblics. Per això s’utilitzen engranatges que poden ser cilíndrics, de dents rectes o helicoïdals, i cònics.

La relació entre les velocitats (V) de gir de les rodes depèn del nombre de dents (n) de cada una.

Tren de engranatges

És un sistema format per més de dos engranatges.

La relació entre les velocitats de les rodes motriu (1) y conduïda (4) depèn de l'equació:

Cargòl sense fiSistema format per un cargol que s’engrana a una roda dentada helicoïdal, l’eix del qual és perpendicular a l’eix del cargol. Per cada volta del cargol sense fi acoblat a l’eix motriu, la roda dentada acoblada a l’eix d’arrossegament gira una dent. Aquest sistema permet una gran reducció de la velocitat.

Sistema d’engranatges amb cadena

Sistema format per dues rodes dentades d’eixos paral·lels, situades a una certa distància, i que giren simultàniament per efecte d’una cadena o corretja dentada engranada a ambdues. L’ecuació que relaciona velocitats és:

Aquest sistema permet transmetre grans potències sense pèrdua de velocitat, ja que no existeix lliscament entre cadena i roda dentada.

Quan major sigui la velocitat, menor serà la força transmesa a l’element receptor, i viceversa.

Sistema multiplicador Sistema de velocitat constant Sistema reductor

VARIACIÓ DE LA VELOCITAT

Sistema multiplicador Sistema de velocitat constant Sistema reductor

MECANISMES DE TRANSFORMACIÓ DEL MOVIMIENT CIRCULAR EN RECTILINI.Sistema pinyó-cremallera

Quan la roda dentada gira, la cremallera es desplaça amb un moviment rectilini.

El mecanisme permet transformar el moviment rectilini de la cremallera en un moviment circular del pinyó. Es per tant un mecanisme reversible.

Sistema cargol-femella

Si el cargol gira i es manté fitxa l’orientació de la femella, aquesta avança amb moviment rectilini per l’eix roscat; i viceversa.

Conjunt manovella-torn

La manovella és una barra unida a l’eix al que fa girar. La força necessària per que giri l’eix és menor que la que hauria que aplicar-li directament. El mecanisme en que es basa aquest dispositiu és el torn, que consta d’un tambor que gira al voltant del seu eix amb la finalitat d’arrossegar un objecte.

Es compleix aquesta ecuació: F . d = R . r

F = R . r / d

Si la relació entre r y d és petita el torn permet elevar pesos amb poc esforç.

MECANISMES DE TRANSFORMACIÓ DEL MOVIMENT CIRCULAR EN RECTILINI ALTERNATIUConjunt biela-manovella

Al girar la roda, la manovella transmet el moviment circular a la biela, que experimenta un moviment de vaivé.

Aquest mecanisme també funciona a la inversa, es a dir transforma un moviment rectilini alternatiu o de vaivé en un moviment de rotació.

Cigonyal

Si es col·loquen una sèrie de bieles en un mateix eix colzat, cada un dels colzes de l’eix fa les vegades de manovella, i el conjunt es denomina cigonyal.

El cigonyal transforma el moviment de rotació d’un eix en els moviments alternatius descompassats de las diferents bieles. També pot convertir el moviment de vaivé de las bieles en un moviment de rotació de l’eix.

Aquest mecanisme s’utilitza en els motors de combustió.

Lleva y excèntricaLa lleva es una roda amb sortints que empeny un seguidor al seu pas.

La lleva transforma el moviment de rotació de la roda en un moviment lineal alternatiu del seguidor o vareta, que recorre el perfil de la lleva quan aquesta gira.

Un conjunt de lleves col·locades sobre el mateix eix es denomina arbre de lleves. S'utilitza en els motors de combustió per regular automàticament l’apertura i tancament de les vàlvules.

L’excèntrica és una roda l’eix de gir del qual no coincideix amb el centre de la circumferència. Transforma el moviment de rotació de la roda en un moviment lineal alternatiu de la bareta.

ALTRES MECANISMESMecanismes per dirigir el moviment

El trinquet permet el gir en un sentit i ho impedeix en el contrari.

Mecanismos para regular el movimiento

Frenos de disco.

Frenos de cinta.

Frenos de tambor.

Mecanismes d’acoblament

Els embragatges són mecanismes que permeten l’acoblament i desacoblament entre àrbres i eixos de transmissió

S’utilitzen en motors i màquines de vàries marxes per canviar la velocitat o la potència subministrada pel motor.

Els acoblaments fitxes s’empren per unir eixos llargs enllaçats de forma permanent.

Els acoblaments mòbils s’utilitzen per unir arbres de transmissió que poden desplaçar-se al llarg de l’eix o que formen un àngle entre sí

Suports o coixinets

Mecanismes d’acumulació d’energia

Les molles absorbeixen energia quan són sotmesos a una certa pressió. Aquesta energia pot ser alliberada més tard ja sigui dosificada en petites quantitats o de sobte.

Segons el tipus de força externa que s’apliqui, les molles fan feina: a compressió a tracció o a torsió.

Són els elements sobre els que es recolzen els arbres i els eixos de transmissió.

Els coixinets de fricció necessiten ser engreixats per disminuir el lliscament que es produeix en el gir.

Tant els coixinets com els rodaments es fabriquen amb materials molt resistents al desgast per lliscament.