Mecanismo de Retorno Rapido

El mecanismo de retorno rápido de Whitworth convierte el movimiento rotatorio en movimiento alternativo, pero a diferencia de la manivela y deslizador, el delantero de movimiento alternativo es a un ritmo diferente a la atrasada stroke. En la parte inferior de la unidad brazo, la tasa solo se mueve a través de pocos grados a barrer el brazo de izquierda a derecha, pero se necesita el restode la revolución para que el mecanismo del brazo vuelva.

En muchas operaciones industriales se requiere deslizar una herramienta para realizar un trabajo. Para automatizar estas operaciones se suele emplear un mecanismo que cuenta con una deslizadera en la que se fija la herramienta que realiza el trabajo. Hay ocasiones en las que, por la naturaleza de la operación, el trabajo se realiza solamente en un sentido del movimiento. En estos casos resulta especialmente útil hacer que la herramienta vuelva rápidamente a la posición inicial para realizar una nueva pasada. Así, se busca un mecanismo cuyo eslabón final es una deslizadera de manera que ésta posea un movimiento de avance relativamente lento (cuando la herramienta trabaja) y un movimiento de retroceso relativamente rápido (cuando la herramienta no trabaja).

Uno de los mecanismos más empleados es el que se muestra a continuación. Conducido por una manivela que se mueve con velocidad angular constante (generalmente por medio de un motor eléctrico), produce en la deslizadera un movimiento lento de avance (hacia la izquierda) y rápido de retroceso (hacia la derecha). Como la velocidad angular de la manivela es constante, el tiempo de avance es proporcional al ángulo de manivela dedicado al avance, e igualmente con el retroceso.

A continuación presentamos un video donde se demuestra el mecanismo de retorno rapido

Mecanismo de Peaucellier

El mecanismo de Peaucellier, ideado en 1873 por el capitán de ingenieros del ejército francés Charles Nicholas Peaucellier, permite hacer que un punto del mismo describa arcos de radio arbitrario cuando otro de de sus puntos es obligado a describir un arco de circunferencia adecuado. Su aplicación más extendida consiste en hacer que un punto describa de forma exacta un segmento (no de forma aproximada como en el paralelogramo de Watt, diseñado unos cien años antes). Cuando Lord Kelvin contempló el mecanismo, se dice que comentó que era la cosa más bonita que había visto nunca(!).En realidad, el sistema hace que si un punto D describe una curva, otro punto del mecanismo, el C, describe su curva inversa respecto a un punto O, con una constante de inversión igual a a2-b2, siendo a,b las longitudes de los dos tipos de barras utilizadas en la construcción del mecanismo. A continuación se procede al análisis geométrico del mecanismo.

El sistema está formado por 6 barras, según muestra la figura; dos de ellas, la OA y la OB son de longitud a y están articuladas a un punto fijo O que será el polo de la transformación inversa. Las cuatro barras forman un rombo articulado ACBD unido en A y B a las dos barras anteriores. Al aplicar el teorema del seno al triángulo OAC, se tiene

a sen a = b sen b (1)

y llamando d,d' a las longitudes OC,OD, se puede escribir

d= a cos a + b cos b

d'= a cos a - b cos b

de donde

dd' = a² cos² a - b² cos² b = a²-b² - a² sen²a + b² sen²b

que, teniendo en cuenta (1) proporciona la relación de inversión

dd' = a²-b²

Es bien sabido que la relación de inversión transforma circunferencias que pasan por el polo en rectas perpendiculares a la recta que une centro y polo, y que a su vez, las rectas que no pasan por el polo se transforman en circunferencias que sí lo hacen (circunferencias que no pasan por el polo se transforman en otras que tampoco lo hacen). Por ejemplo, si D describe un arco de circunferencia de radio R (en trazo discontinuo en la figura), entonces

d' = 2R cos g

donde g es el ángulo polar desde OO', la coordenada x_c según dicho eje de C será

x_c= d cos g = a²-b² /R

que, al ser constante indica que C se mueve sobre la recta indicada en trazo discontinuo en la figura.

Mecanismo de Yugo Escoces

El yugo escocés, es un mecanismo para convertir el movimiento lineal de un control deslizante en el movimiento de rotación o viceversa. El pistón, por otra parte, está directamente acoplado a un deslizamiento con una ranura para que realice un alfiler en la parte giratoria. La forma del movimiento del pistón es una onda senoidal pura en el tiempo, a una constante dada la velocidad de rotación.

Ventajas
Las ventajas en comparación con un estándar del cigüeñal y la biela de configuración son:

• Menos piezas móviles.
• Un funcionamiento más fluido.
• Aumento del porcentaje del tiempo pasado en el punto muerto superior (habitan) la mejora de la eficiencia del motor de combustión constante teórica de los ciclos de volumen, aunque las ganancias reales no se han demostrado.
• En una aplicación del motor, la eliminación de la junta general, servidos por un pasador, y la casi eliminación de la falda del pistón y cilindro de desgaste, como la carga lateral del pistón debido a la conexión seno del ángulo de la barra se elimina.

Desventajas
Las desventajas son:

• Rápido desgaste de la ranura del yugo causada por la fricción por deslizamiento y las altas presiones de contacto.
• El aumento de la pérdida de calor durante la combustión debido a la extendida habitan en la parte superior central muertos compensaciones de cualquier combustión volumen constantes mejoras en los motores reales.
• Menor porcentaje del tiempo pasado en el centro inferior muertos reduciendo el tiempo de purga de dos tiempos motores, si se compara con un pistón convencional y el mecanismo de cigüeñal.

Aplicaciones
Esta configuración es más comúnmente usado en la válvula de control de actuadores de alta presión en los oleoductos y gasoductos .

Se ha utilizado en varios motores de combustión interna, tales como el motor de Bourke , motor SyTech , y muchos motores de aire caliente y máquinas de vapor .

Los experimentos han demostrado que el tiempo de permanencia extendida no funcionará bien con la combustión de volumen constante (Otto, Bourke o similar) ciclos. Las ganancias podrían ser más aparente usando una inyección directa estratificada (diesel o similar) para avanzar a reducir las pérdidas de calor.

A continuación se presenta un video del diseño de un mecanismo yugo escoces en la vida real

Mecanismo Biela-Manivela

El mecanismo de biela - manivela es un mecanismo que transforma un movimiento circular en un movimiento de traslación, o viceversa. El ejemplo actual más común se encuentra en el motor de combustión interna de un automóvil, en el cual el movimiento lineal del pistón producido por la explosión de la gasolina se trasmite a la biela y se convierte en movimiento circular en el cigüeñal.

En forma esquemática, este mecanismo se crea con dos barras unidas por una unión de revoluta. El extremo que rota de la barra (la manivela) se encuentra unido a un punto fijo, el centro de giro, y el otro extremo se encuentra unido a la biela. El extremo restante de la biela se encuentra unido a un pistón que se mueve en línea recta.

Ejemplo de una manivela en una locomotora

Mecanismos

Un mecanismo es un dispositivo que transforma el movimiento producido por un elemento

motriz (fuerza de entrada) en un movimiento deseado de salida (fuerza de salida) llamado elemento conducido.

Estos elementos mecánicos suelen ir montados sobre los ejes de transmisión, que son piezas cilíndricas sobre las cuales se colocan los mecanismos.

Existen dos grupos de mecanismos:

1. Mecanismos de transmisión del movimiento.

2. Mecanismos de transformación del movimiento.

En estos mecanismos podemos distinguir tres tipos de movimiento.

1. Movimiento circular o rotatorio, como el que tiene una rueda.

2. Movimiento lineal, es decir, en línea recta y de forma continua.

3. Movimiento alternativo: Es un movimiento de ida y vuelta, de vaivén. Como el de un
péndulo.

Los mecanismos de transmisión son aquellos en los que el elemento motriz (o de entrada) y el elemento conducido (o de salida) tienen el mismo tipo de movimiento.

Los mecanismos de transformación son aquellos en los que el elemento motriz y el conducido tienen distinto tipo de movimiento.

Mecanismos de transmisión del movimiento

Como su nombre indica, transmiten el movimiento desde un punto hasta otro distinto, siendo en ambos casos el mismo tipo de movimiento. Tenemos, a su vez, dos tipos:

1. Mecanismos de transmisión lineal: en este caso, el elemento de entrada y el de salida tienen movimiento lineal.

2. Mecanismos de transmisión circular: en este caso, el elemento de entrada y el de salida tienen movimiento circular.

Tipos:
a) Palanca: Mecanismo de transmisión lineal.

b) Sistema de poleas: Mecanismo de transmisión lineal.

c) Sistema de poleas con correa. Mecanismo de transmisión circular.

d) Sistema de ruedas de fricción: Mecanismo de transmisión circular.

e) Sistema de engranajes: Mecanismo de transmisión circular.