Cuadrilátero art culado Este tipo de me anismo de un grado d e libertad, stá compu sto por cuatro elemen os, tres e ellos mó iles y cuatro pares in eriores del tipo rotaci nal (figura 1)
Figura 1.
uadriláter articulado
Los elementos nidos al elemento fijo (bastidor) se denomi an manive an manive as si as si pued n dar un giro comple o, o balan cines si sólo puede oscilar de u lado a ot o. El ele ento or o biela, el cual no tiene inter medio, en ste caso el elemento , se deno ina acopla ina acopla or o un e je de rotac ón fijo, si no que de enderá de la posició particular del mecanismo. Rec rdemos que su centro instantáne de rotació se encue tra en la intersección e las prol ngaciones de los ele entos 2 y 4 .
Ley de Grasho En l cuadrilát ro articul do, los el mentos 2 y 4 serán manivelas o balancines de acuerdo a las dimensiones de t dos los elementos del mec nismo. E un esla onamiento plano de cuatro barras, si se desea una rotación relati a continua entre dos elementos manivela) la suma e las longitudes más corta y más larga e los esla ones no uede ser ayor que la suma d las longitudes de los dos elementos restantes. Este requisito s conoce como ley de rashof y os permite determina si al men s uno de l s elementos del meca ismo reali ará un giro completo manivela). Si s cumple l ley de G ashof y la barra menor es el astidor, los dos elementos cont guos (2 y 4) son manivelas (fi ura 2a) y el mecani mo se de omina de doble man vela. Cuando l1=l3 y l =l4, el me anismo se conoce co o paralelo ramo articulado (figura 2b). Si l a ley de G ashof se c mple y el astidor está junto a l barra de enor long tud, ésta ú tima será na manive a y la otra barra contigua al bastidor un balancín (figura 2c). En el caso en el que ley de Grasho no se cu ple, enton es 2 y 4 o cilan alre edor de su centros de giro O12 y O14 respec ivamente y el mecani mo se den mina de d ble balanc n (figura 3).
Figura 2. Posibilidad es del cuad ilátero arti ulado [2].
Figura 3. Meca ismo de d ble balancín [2].
Inversión del
ecanismo
Cua do se eli en difere tes eslab nes de r ferencia para una cadena dad a, lo mov miento rel tivos entr eslabones no cambi n, pero los absolutos pueden h cerlo drás icamente. Si e obti ele mét
el mecani mo se libe a el bastid r y se con ideran tod s los elem ntos móviles, se ne una ca ena cine ática. En este caso, puede ser fijado cua esquiera d e sus entos, tra sformándo o en bastidor y ob eniendo u nuevo ecanismo. Este do se cono e como m todo de in ersión de n mecanis o.
En e cuadriláte o articulad o se tiene por tanto cu tro inversi nes cinemáticas (figu a 4): anivela b lancín: el slabón má corto ady cente al fijo (figura 4 y 4b) oble manivela o de eslabón de arrastre: el slabón má corto es e bastidor ( igura c) oble bala cín: el esla bón corto es opuesto al fijo (figur a 4d).
Figur 4. Inversi n cinemáti a mecanis o de cuat o barras ar iculado [2]
Otros mecanismos como el manivela deslizador presenta también importantes inversiones cinemáticas usadas en la industria (motores, compresores, bombas, etc). En la figura 5 se muestran las inversiones cinemáticas para el mecanismo manivela deslizador (a. manivela-deslizador, b. doble manivela-deslizador, c. deslizador oscilante. d. manivela-deslizador). En la figura 6 se presentan las inversiones cinemáticas para el mecanismo de Watt y el mecanismo de Stephenson.
Figura 5. Inversión cinemática del mecanismo manivela-biela-deslizador [3]
Figura 6. Inversiones cinemáticas de los mecanismos de Watt y Stephenson [3].
Curva del acoplador Se refiere a la trayectoria descrita, con respecto al eslabón fijo, por un punto cualquiera fijado al plano del acoplador durante el movimiento del mecanismo (figura 7). Las curvas del acoplador o biela de un mecanismo de cuatro barras articulado pertenecen a curvas de sexto orden. Estas curvas son extremadamente variadas. En el Atlas de Hrones-Nelson se presentan más de 7000 curvas distintas. Dentro de los mecanismos de cuatro barras más conocidos se encuentran aquellos usados para describir líneas rectas entre los que se encuentran: mecanismo de Watt, Chebyshev, Robert, (figura 8)
Figura 7. Curvas de acoplador mecanismo cuadrilátero articulado.
O2A=O4B Mecanismo de Watt
O2O4=2AB; O2A=O4B=2,5AB Mecanismo Chebyshev
O2A=O4B=AP=AB Mecanismo de Roberts
Mecanismo de Hoekens
Bibliografía [1] G.G. Baránov. Curso de la Teoría de Mecanismos y Máquinas. Editorial Mir. Moscú, 1979. [2] R. Calero y J.A.Carta. Fundamentos de Mecanismos y Máquinas para Ingenieros. McGrawHill, España. [3] J.M. Pintor. Notas de curso Teoría de máquinas, Universidad de Navarra. [4] Web Mecanismos, Universitat Jaume I. http://www.emc.uji.es/d/IngMecDoc/Mecanismos/index.html
