Introducción

Durante mucho tiempo existieron múltiples problemas al no poder obtener movimientos de línea recta en la industria. Por ello imposibilitaba la fabricación de pares prismáticos que no tuvieran mucho juego entre dientes. Debido a la gran dificultad de la época en mecanizar superficies planas y rectas aparece Watt para guiar el pistón de las máquinas de vapor, el cual trabaja en un mecanismo con 4 eslabones que desarrolla una línea aproximadamente recta sobre una distancia de recorrido aceptable, Roberts trabaja con cuatro barras en el que el punto P genera un segmento aproximadamente rectilíneo de la curva del acoplador. El eslabonamiento se define cuando se forman tres triángulos isósceles congruentes.Poco tiempo después se necesitaría en la industria maquinas que fueran rápidas en el momento de retornar sin carga. Es decir maquinas que hicieran fuertes trabajos llevando cargas pero cuando no llevaran cargas fueran mucho más rápida en retornar al punto de carga, permitiendo mucha más eficiencia en la industria. Es así como nace los mecanismos de retorno rápido.

Objetivos

Conocer las diferentes características de los mecanismos de retorno rápido para aplicarlos en labores y mejorar el tiempo muerto en los procesos lineales.

Distinguir los distintos mecanismos de línea recta y clasificarlos según el uso laboral

Conocer en que segmentos de un mecanismo podemos lograr líneas rectas y darles el mejor uso.

Manejar la relación del ángulo de la manivela para la carrera de corte con respecto al de la carrera de retorno.

Mecanismo de línea recta

A finales del siglo XVII, antes de la aparición de la fresadora, resultaba muy difícil mecanizar superficies rectas y planas. Ello imposibilitaba la fabricación de pares prismáticos aceptables que no tuvieran demasiado juego entre dientes. Como consecuencia, durante esa época se estudió mucho el problema de obtener un movimiento de línea recta como parte de la curva del acoplador de un eslabonamiento que sólo contara con articulaciones. Existen dos tipos lo mecanismos de línea recta exacta y los mecanismos de línea recta inexacta.Tipos de mecanismos de línea recta:

Mecanismo de línea recta de Watt

Fue desarrollado por Watt para guiar el pistón de las primeras máquinas de vapor. Es un eslabonamiento de cuatro barras que desarrolla una línea aproximadamente recta como parte de su curva de acoplador. Aunque no describe una recta exacta, se logra una aproximación aceptable sobre una distancia de recorrido considerable.

n=4 P1= 4 P2=0 Movimiento de entrada –manivela, truncado Movimiento salida-biela- movimiento rectilíneo cíclico

Este mecanismo posee dos balancines de momento truncado, conectados por una biela que traza un movimiento rectilíneo cíclico en su centro.

Mecanismo de línea recta de Roberts.

Es otro eslabonamiento de cuatro barras en el que el punto P genera un segmento aproximadamente rectilíneo de la curva del acoplador. El eslabonamiento se define cuando se forman tres triángulos isósceles congruentes (líneas a trazos); de donde BC = AD/2.

P1= 4 P2=0 Movimiento de entrada –manivela, truncado Movimiento salida-cuerpo rígido- movimiento rectilíneo cíclico Este mecanismo usa dos vieles de movimiento truncado conectadas a una biela en forma de trianfulo isoceles en el

cual su tercer pico, que no esta conectado a ningun para, trca la trallectoria rectilinea ciclica.

Mecanismo de Chevyshev

El punto P describe también una línea más o menos recta. El eslabonamiento se forma creando un triángulo 3-4-5 con el eslabón 4 en posición vertical (líneas a trazos), de forma que: DB’=3, AD=4 y AB’=5. Puesto que AB=DC, DC’=5 y el punto de trazo P’ es el punto medio del eslabón BC. Constatar que DP’C forma también un triángulo 3-4-5 y, por lo tanto, P y P’ son dos puntos sobre una recta paralela a AD.

n=4 P1= 4 P2=0 Movimiento de entrada –manivela, truncado Movimiento salida-cuerpo rígido- movimiento rectilíneo cíclico. Este me4canismo posee dos balancines de movimiento trucado, muy largo a comparación de la biela y a

diferencia del mecanismo de watt, que es muy parecido, la biela es la encargada de realizar el movimiento rectilíneo.

Mecanismo de línea recta de hoekens

Al igual que el de Chebyshev, este mecanismo también es el de James Watt pero Hoekens se dio cuenta que prolongando la barra AB el punto del extremo también describía una trayectoria aproximadamente rectilínea.

n=4 P1= 4 P2=0 Movimiento de entrada –manivela rotatorio Movimiento salida-cuerpo rígido- movimiento rectilíneo cíclico. Este mecanismo posee una manivela como movimiento de entrada que está conectada a una biela que en

su centro se conecta a un balancín de movimiento trucado, y con el extremo de esta biela se dibuja la trayectoria rectilínea

Mecanismo de línea recta de Peaucellier

Se cumple BC=BP=EC=EP y AB=AE, de forma que, por simetría, los puntos A, C y P siempre están sobre una recta que pasa por A. En tal caso, AC·AP = k (constante) y se dice que las curvas descritas por C y P son inversas una de la otra. Si se coloca la otra articulación fija de forma que AD=CD, entonces el punto C debe recorrer un arco circular y el punto P describirá una línea recta exacta. A su vez, si AD no es igual a CD, se puede hacer que P recorra un arco verdaderamente circular de radio muy grande.

n=9 P1= 3 P2=3 Movimiento de entrada –manivela rotatorio Movimiento salida-cuerpo rígido- movimiento rectilíneo cíclico.

Este mecanismo describe una línea recta perfecta, sin necesidad de trazar una curvatura por medio del uso de una manivela y del mecanismo de cuatro barras, puede lograr el trazo de una línea de una medida definida.

Mecanismo de retorno rápido

Estos mecanismos son empleados en maquinas-herramienta para producir una carrera lenta de corte y una carrera rápida de retorno para una velocidad angular constante de la manivela motriz. Son una combinación de mecanismos simples de eslabones como el mecanismo de cuatro barras y el mecanismo biela-manivela-corredera combinada con este mismo mecanismo pero en forma convencional. Al diseñar mecanismos de retorno rápido, es de suma importancia la relación del ángulo de la manivela para la carrera de corte con respecto al de la carrera de retorno; esta relación se conoce como relación de tiempo. Para producir un retorno rápido de la herramienta de corte, esta relación debe ser obviamente mayor que la unidad y tan grande como sea posible. A manera de ejemplo, el ángulo de la manivela para la carrera de corte del mecanismo mostrado en la figura 1 esta marcado con α y para la carrera de retorno esta marcado con β. suponiendo que la manivela opera a velocidad constante, entonces la relación de tiempo α/ β, que es mucho mayor que la unidad. Existen varios tipos de mecanismos de retorno rápido, los cuales se describen a continuación.

Figura 1

Eslabón de arranque.

Este mecanismo se obtiene a partir del mecanismo de cuatro barras articuladas y se muestra en la figura 2. Para una velocidad angular constante del eslabón 2, el eslabón 4 gira a una velocidad no uniforme. El ariete 6 se mueve con velocidad casi constate de durante la mayor parte de la carrera ascendente para producir una carrera ascendente lenta y una carrera descendente rápida cuando el eslabón motriz gira en el sentido de las manecillas del reloj

Figura 2

Whitworth

Este es una variante de la primera inversión de la biela-manivela-corredera en la que la manivela se mantiene fija. La figura 3 muestra el mecanismo y tanto el eslabón 2 como el 4 giran revoluciones completas.

Figura 3

Mecanismo de cepillos de manivela

Este mecanismo es una variante de la segunda inversión de la biela-manivela-corredera en la cual la biela se mantiene fija. En la figura 1 muestra el arreglo en el que el eslabón 2 gira completamente y el eslabón 4 oscila. Si se puede la distancia O₂O₄ hasta ser menor que la manivela, entonces el mecanismo se convierte en un Whitworth

Mecanismo biela-manivela-corredera descentrado

Como lo muestra la figura 4, el mecanismo biela-manivela-corredera puede estar descentrado, lo que produce un movimiento rápido de retorno. sin embargo, la cantidad de retorno rápido es muy pequeña, por lo que el mecanismo solamente se debe usar en los casos en que el espacio este limitado y el mecanismo debe ser sencillo

figura 4

Conclusión

Los mecanismos de retorno rápido, debido a su propia dinámica y ayudados con el movimiento controlado de motores, son mecanismos de gran utilidad para la alimentación continua de líneas de producción. El mecanismo cumple con las necesidades del cliente dada su alta repetibilidad, sencillez de operación y mantenimiento, ya que retorna rápidamente al no ejercer ningún trabajo.Los mecanismos de línea recta Facilita la fabricación de pares prismáticos aceptables que no tengan juego. Permite obtener movimiento de línea recta como parte de la curva del acoplador de un eslabonamiento que sólo contara con articulaciones.

Referencia:

Teoría máquinas y mecanismos – John Joseph - McGraw-Hill.

Mecanismos y dinámica de maquinaria – MABIE Hamilton H

http://www.mecapedia.uji.es/mecanismo_de_linea_recta.htm

Trabajo de mecanismo

Presentado a:

Ing. Helman Collante

Presentado Por:

Carlos Arturo Tamara Guerra

Tema: Mecanismos de Línea Recta

Universidad Autónoma Del Caribe

Jueves 12 de septiembre del 2013

Grupo CD

Trabajo de mecanismo

Presentado a:

Ing. Helman Collante

Presentado Por:

Yerson Ramón Guerra Martínez

Tema: Mecanismos de Línea Recta

Universidad Autónoma Del Caribe

Jueves 12 de septiembre del 2013

Grupo CD