¿QUE ES UN MECANISMO?

El concepto de mecanismo tiene su origen en el término latino mechanisma, son elementos destinados a transmitir, transformar fuerzas y/o movimientos desde un elemento motriz (motor) a un elemento conducido (receptor), con la misión de permitir al ser humano realizar determinados trabajos con mayor comodidad y menor esfuerzo.

En las máquinas, se llama mecanismo a la agrupación de sus componentes que son móviles y se encuentran vinculados entre sí a través de diversas clases de uniones; esto hace que dicha estructura pueda transmitir fuerzas y movimientos. El mecanismo es el encargado de permitir dicha transmisión.

Ejemplos para este término: “No entiendo el mecanismo de esta máquina: ¿por qué no funciona correctamente?”, “Necesito comprar unas piezas para reparar el mecanismo del reloj”.

TIPOS DE MECANISMOS

Para el estudio de los mecanismos los podemos clasificar en 4 grupos diferentes:

 - GRUPO 1 (Mecanismos que se utilizan para modificar la fuerza de entrada): 

Estos mecanismo se utilizan para conseguir levantar un peso grande con una fuerza pequeña.

*Balancín (Palanca): Es una barra rígida que gira entorno a un punto de apoyo llamado fulcro. En un extremo de la barra se aplica una fuerza F a una distancia LF, con el fin de vencer una resistencia o peso llamado R, que se encuentra a una distancia LR y este ahorra esfuerzos levantando pesos.

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* Polea simple: La polea es una rueda que gira alrededor de un eje, presenta una acanaladura (un canal) en su periferia por donde discurre una cuerda en cuyos extremos se sitúan una fuerza y una resistencia. Se trata de un caso particular de palanca, en las poleas simples el esfuerzo que se realiza es igual al peso que se levanta aunque se facilita el esfuerzo por la dirección en el que se realiza (hacia abajo es más fácil hacer fuerza que hacia arriba). Ejemplos de estas poleas son: Aparatos de musculación, garruchas de pozos etc.

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* Polea móvil o compuesta: La polea es una rueda que gira alrededor de un eje, presenta una acanaladura (un canal) en su periferia por donde discurre una cuerda en cuyos extremos se sitúan una fuerza y una resistencia. Se trata de un caso particular de palanca, la polea móvil está formada por dos poleas, una fija y otra móvil y en este caso el esfuerzo es la mitad puesto que el recorrido de la carga es la mitad que el de la fuerza. Ejemplos de poleas son: Sistemas de elevación de cargas              

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* Polipasto: La polea es una rueda que gira alrededor de un eje, presenta una acanaladura (un canal) en su periferia por donde discurre una cuerda en cuyos extremos se sitúan una fuerza y una resistencia. Se trata de un caso particular de palanca, los polipastos son un conjunto de poleas en las que se consigue reducir mucho el esfuerzo, aunque la carga se desplaza muy lentamente según su disposición encontramos dos tipos diferentes:

a) Hay una fija y las demás móviles

b) Hay la mitad de poleas fijas y la mitad móviles

Ejemplos de este tipo lo encontramos en ascensores montacargas, grúas.

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* Manivela - Torno: Se trata de una barra acodada unida a un eje en el que se encuentra el torno que es un tambor alrededor del cual se enrolla una cuerda o cable para levantar un peso. Se emplea en sistemas de elevación de cargas en grúas de construcción, redes de barco, grúas de vehículos, caña de pescar etc.

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- GRUPO 2 (mecanismos que se utilizan para modificar la velocidad):

* Ruedas de fricción: Consiste en dos superficies cilíndricas, cónicas o esféricas en contacto, de tal forma que cuando una se mueve (rueda motriz) la fuerza de rozamiento entre ambas provoca el movimiento de la otra (rueda conducida). Para que esto suceda debe haber suficiente presión entre ambas.

Ventajas: se emplea para transmitir pequeñas potencias, su marcha es suave sin sacudidas

Inconvenientes: perdida de velocidad por resbalamiento, y gran desgaste

Utilización: En equipos de sonido, vídeo impresoras etc.

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* Sistema de poleas o  polea de transmisión: En este sistema se transmite el movimiento circular a través de una correa de transmisión, una polea se mueve (motriz = la del motor) y la otra es movida (conducida) y puede haber un sistema compuesto de poleas llamado tren de poleas.

  

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* Engranajes (Ruedas dentadas): Se trata de una serie de ruedas dentadas engranadas diente a diente, a la rueda más pequeña 
se le llama piñón y a la rueda más grande corona. Podemos encontrarnos con varios engranajes (tren de engranajes).

Ventajas: Transmisión con precisión, transmite grandes potencias, se consiguen grandes reducción en pocos espacios

Inconvenientes: es más caro, necesita lubricación y es ruidoso

Utilización: cajas de cambios, mecanismos de relojes, juguetes, pequeños electrodomésticos etc.

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* Sistemas de engranajes con cadena: la ventaja de este sistema es que podemos tener los ejes de las ruedas dentadas separados 
gracias a la cadena. 

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* Tornillo sin fin: Un caso particular de engranajes es el tornillo sin fin, formado por un tornillo con paso helicoidal que engrana 
con una rueda dentada, se consiguen grandes reducciones de velocidad, puesto que el tornillo solo tiene un diente, puede tener dos 
cuando sea bisinfin.

Ventajas: excelente reductor y multiplicador, ocupa poco espacio, es silencioso

Inconvenientes: es caro.

Utilización: contadores mecánicos, limpiaparabrisas, juguetes, reductoras de ascensores etc.

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- GRUPO 3 (Mecanismos que utilizan para modificar el movimiento):

* Tornillo - Tuerca:  Formado por un tornillo o varilla roscada con un surco helicoidal por el que discurre la tuerca cuyo diámetro interior
 coincide con el exterior del tornillo. A medida que giramos la tuerca se produce un avance lineal de la misma

Ventajas: Transmisión con ajuste y precisión, se consiguen grandes reducciones de velocidad

Inconvenientes: no es reversible, no se puede entrar movimiento lineal en la tuerca y obtener uno circular.

Utilización: gatos de coche, prensas grifos, tornillo de banco, desplazamientos de carros en máquinas herramientas (tornos, fresadoras etc.)

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* Piñón - cremallera: Consiste en una rueda dentada que engrana con una barra dentada, cuando la rueda gira la cremallera (barra) 
se desplaza 
linealmente

Ventajas: Transmisión suave y con precisión, transmite potencias elevadas.

Inconvenientes: necesita lubricación.

Utilización: dirección de coches, sacacorchos, taladros, puertas de garajes etc.

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* Biela - Manivela: Eje acodado en forma de manivela en el que se acopla un vástago (biela) de modo que al girar el eje la biela sube y baja o va 
y viene.

Transmite el movimiento alternativo en circular o al revés, permite la transformación del movimiento en ambos sentidos

Aplicaciones: motores de automoción, manivelas de toldos, máquinas de coser, máquinas de estampar, maquinas herramientas (sierras), locomotoras etc.

link: http://concurso.cnice.mec.es/cnice2006/material107/mecanismos/imagenes/mec_bie-manivela02.gif

* Cigüeñal – Biela: Eje acodado con más de una manivela en cada una de ellas, va una biela. Se emplea en los motores de combustión en los cuales 
en las bielas van colocados los pistones. Así el movimiento de subida y bajada de los pistones por la combustión de la gasolina o gasoil se transforma
 en un movimiento circular, que con la ayuda de un volante de inercia se mantiene regular.

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* Excéntrica: Es una rueda cuyo eje de giro no coincide con el centro, transformando el movimiento circular en lineal del elemento en contacto con ella.
 El desplazamiento del elemento es suave y se transmite en un solo sentido. Aplicaciones: programadores electromecánico, mecanismos empujadores, 
actuadores para cintas de selección de áridos, granos etc.

link: http://concurso.cnice.mec.es/cnice2006/material107/operadores/imagenes/ope_excentrica14.gif

 * Levas: Es una rueda no circular (ahuevada) con un saliente que transforma el movimiento circular en lineal, obteniendo movimiento de vaivén, la leva 
solo transmite la fuerza en un sentido, la recuperación de la posición del elemento seguidor se consigue mediante un muelle o por gravedad.

Aplicaciones: árbol de levas en motores de combustión (se emplea para regular la apertura y cierre de las válvulas para entrada y salida de combustible 
y gases, programadores de lavadoras, juguetes mecánicos.

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 * Trinquete: Básicamente está formado por una rueda dentada y una uñeta que puede estar accionada por su propio peso o por un mecanismo de resorte.
 La uñeta hace de freno, impidiendo el giro de la rueda dentada en el sentido no permitido, permite el giro de un eje en un solo sentido.

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 - OTROS MECANISMOS: 

* Frenos: se utilan para regular el movimiento, tenemos 3 tipos:

Frenos de disco: se utilizan para disminuir o detener el movimiento. Este tipo de frenos trabajan mediante la aplicación de fricción y la presión que 
ralentiza el movimiento de una rueda o la detiene por completo.Se componen de un disco montado sobre el cubo de la rueda, y una mordaza colocada 
en la parte externa con pastillas de fricción en su interior, de forma que, al aplicar los frenos, las pastillas presionan ambas caras del disco a causa de la 
presión ejercida por una serie de pistones deslizantes situados en el interior de la mordaza. La mordaza puede ser fija y con dos pistones, uno por cada 
cara del disco. Pero también existen mordazas móviles, que pueden ser oscilantes, flotantes o deslizantes, aunque en los tres casos funcionan de la misma
 manera: la mordaza se mueve o pivota de forma que la acción de los pistones, colocados sólo a un lado, desplaza tanto la mordaza como la pastilla.

Este sistema de frenado tiene las siguientes ventajas:

1. No se cristalizan, ya que se enfrían rápidamente.

2. Cuando el rotor se calienta y se dilata, se hace más grueso, aumentando la presión contra las pastillas.

3. Tiene un mejor frenado en condiciones adversas, cuando el rotor desecha agua y el polvo por acción centrífuga.

Por otra parte, las desventajas de los frenos de disco, comparados con los de tambor, son que no tienen la llamada acción de servo o de aumento de potencia,
 y sus pastillas son más pequeñas que las zapatas de los frenos de tambor, y se gastan más pronto. 

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Frenos de cinta: al tirar de la palanca la cinta roza con el disco frenandole y el eje irá en el eje y se frena también.Posiblemente el dispositivo de freno 
más sencillo de concebir es el llamado freno de cinta o freno de banda, el cual consiste fundamentalmente de una cinta flexible, estacionaria, que se 
tensa alrededor de un cilindro solidario al eje cuya velocidad se pretende modificar, la fricción existente entre la cinta y el tambor es responsable de
 la acción del frenado.

Se usa en las máquinas de vapor, en los vehículos a motor y en algunos tipos de bicicletas, pero sobre todo en aparatos elevadores.

link: http://www.aficionadosalamecanica.net/images-cajas-cambios2/freno-cinta.jpg

Frenos de tambor: el freno de tambor es un tipo de freno en el que la fricción se causa por un par de zapatas o pastillas que presionan contra 
la superficie interior de un tambor giratorio, el cual está conectado al eje o la rueda.

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* Mecanismos para acoplar o desacoplar:

Embrague de fricción: Los embragues de fricción basados en la unión de dos piezas que al adherirse forman el efecto de una sola. Son aquellos 
caracterizados porque el mecanismo de transmisión de movimiento, y en consecuencia de potencia, se logra mediante el contacto entre dos 
superficies rugosas, una solidaria al eje conductor, la otra al conducido.

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Embrague de dientes: El acoplamiento tiene lugar cuando encajan los dientes.

link: http://www.portaleso.com/portaleso/trabajos/tecnologia/mecanica/elementos_de_maquinas/embrague.jpg

Juntas Oldham y junta Cardam: Se usan para unir dos ejes que están desaliniados o en ángulo.

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* Mecanismos que acumulan energía: 

Los muelles: absorben energía cuando se les somete a presión y esta energía puede ser liberada más tarde.

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Los amortiguadores: están formados por muelles helicoidales de acero.

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* Mecanismos que se usan de soporte:

Cojinetes: no giran con el eje y el eje gira sobre su agujero.

link: http://www.monografias.com/trabajos93/maquinas-sincronicas/image008.png

Rodamientos: giran en su interior con el eje.

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