Elementos de Máquinas y Mecanismos: Guía Completa

Elementos de Máquinas y Mecanismos

Motores

Primarios: Producen energía eléctrica.

Secundarios: La energía de salida acciona las máquinas directamente (muscular, térmica, eléctrica).

Transmisión de Movimiento

Árboles de Transmisión

Elemento de revolución que transmite potencia o energía.

Juntas

• Elásticas: De caucho, absorben irregularidades de giro pequeñas.
• Cardan: Transmiten el movimiento entre dos árboles no alineados.
• Homocinéticas: Similares a las juntas cardan, pero no producen oscilaciones. Se usan para la transmisión de movimiento a las ruedas.

Engranajes

• De dientes rectos: Fáciles de fabricar, ruidosos, producen vibraciones. Se utilizan para altas potencias y muchas revoluciones.
• De dientes helicoidales: Dientes inclinados, menor posibilidad de rotura, menos ruidos y vibraciones. Se utilizan para grandes potencias y muchas revoluciones, pero son más caros y difíciles de fabricar.
• De dientes en V: Para compensar las fuerzas axiales.
• Tornillo sin fin-corona: El movimiento se transmite del tornillo a la corona.
• Hipoide: Dos engranajes cónicos helicoidales.

Cadena Cinemática

Dos o más pares de engranajes para variar el número de revoluciones.

Par o Momento

Producto de una fuerza por una distancia.

Excéntrica

Cilindro cuyo eje no coincide con su centro.

Leva

Metálica o de plástico, sujeta a un eje que al moverse produce el movimiento de un seguidor. Hay levas lineales y rotativas.

Trinquete

Para impedir el giro de un eje en un sentido y permitirlo en el otro (carraca). Los hay reversibles y no reversibles.

Rueda Libre

Se coloca en el eje para que mueva al eje resistente y no al contrario (ej: rueda de bicicleta).

Uniones

Desmontables

• Bulón: Tornillo que enrosca en una tuerca.
• Tornillo de unión: No se usa tuerca, rosca en el material a unir.
• Prisioneros: Pequeño tornillo que impide que las piezas giren o se muevan.
• Espárragos: Varillas roscadas por los dos lados.
• Pernos: Para unir varias piezas (ej: farolas).
• Tornillos de rosca chapa: Para unir piezas metálicas de poco espesor.
• Tirafondos: Para madera.

Fijas

• Remaches: Varillas cilíndricas con una cabeza, para unir chapas.
• Roblones: Remaches de mayor diámetro.
• Ajuste a presión: Unión por presión.
• Adhesivos: Naturales (almidón, látex) o sintéticos (resina epoxi).
• Soldadura:
  • Fría: Se mezclan polvo metálico y resina plástica.
  • Caliente:
    • Blanda: Heterogénea, a 400 grados, aleación de estaño y plomo, para electrónica y electricidad.
    • Fuerte: Heterogénea, 1000º, varillas de latón, con soplete.
    • Oxiacetilénica: Con llama de soplete de acetileno y oxígeno, 3000º.
    • Eléctrica: Arco entre dos electrodos que funde los materiales a unir.

Otros Elementos

Volante de Inercia

Disco macizo que se monta en un eje para proporcionar un giro regular.

Ballestas

Láminas de acero sometidas a flexión, para suspensiones.

Flejes

Para absorber energía que luego se libera (ej: juguetes y relojes).

Bastidores

Para apoyar elementos de la máquina.

Cojinetes

Se colocan entre el apoyo de la máquina y el eje de transmisión para evitar rozamiento, vibraciones y pérdidas de potencia. Los ejes suelen ser del mismo material que el soporte, por lo que se usan cojinetes para evitar el desgaste.

• De fricción: Cilindros huecos por donde pasa el eje. Trabajan a fricción y son de materiales más blandos que el árbol.
• Rodamientos: Cojinetes formados por dos cilindros concéntricos, uno fijo al soporte y otro al eje, con bolas o rodillos que giran entre ellos, minimizando la pérdida de energía por fricción.
  • Radiales: Para esfuerzos en sentido del radio.
  • Axiales: Para esfuerzos longitudinales del eje.

Seguridad

Usar guantes de acero, no tocar nada en funcionamiento, desconectar la máquina antes de manipularla, cambiar aceites para evitar calentamiento y quemaduras, mantener la espalda recta y piernas flexionadas, comprobar ajustes antes de arrancar.

Circuitos

Hidráulico

La bomba impulsa agua a presión por una tubería. El caudal es la cantidad de agua impulsada por segundo. El agua hace girar una turbina y vuelve al depósito.

Eléctrico

El generador impulsa electrones por un cable con un voltaje. La intensidad de corriente es la cantidad de electrones que pasan por el cable. Los electrones hacen funcionar un motor y vuelven al generador.

Fuerza Electromotriz (FEM)

Energía suministrada por un generador para transportar un culombio del polo positivo al negativo por el interior del generador.

Generador

Transforma cualquier tipo de energía en electricidad.

• De corriente continua: La intensidad siempre va en el mismo sentido (ej: dínamos y placas fotovoltaicas).

Condensadores

Dos placas conductoras separadas por un aislante. Al cargarse, funcionan como receptores; al descargarse, como generadores. La corriente cesa pronto y no dejan pasar corriente alterna. En serie se suman sus inversas, en paralelo se suman, y en mixto se suman las inversas de sus inversas.

Relé

Dos circuitos (alimentación y salida) con otro generador. Es un conmutador eléctrico (ej: avisos de hospitales o luces de emergencia).

Contactor

Similar al relé, pero para corriente alterna.

Receptores

Baterías, pilas, motores, electroimanes, resistencias (fijas, ajustables, LDR -resistencias que varían con la luminosidad, ej: farolas-, y NTC/PTC -resistencias que varían con la temperatura, ej: plancha, calefacción-).

Transformadores

Suben o bajan la tensión.