Nombre de la materia: Dinámica de Máquinas Profesor: Ing. Grupo: MT61D Jor ge Antonio Silva, Carlos Alberto Nombre: Omar Víctor Martínez, Leonardo Garcia, Jorge Campos Garcia, Jose Luis Hernandez
Temas y Subtemas: Manivela - Balancín Fecha: 9 de Agosto del 2013.
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INDICE INTRODUCCIÓN…………………………………………………….. Pág. 3 MATERIALES UTILIZADAS……………………………...... Pág. 4
DESARROLLO………………………………………………… Pág. 7-9
ANÁLISIS GRAFICO………………………………………… Pág. 10
REALIZACIÓN……………………………………………….. Pág. 12
RESULTADOS……………………………………………….. Pág. 13
CONCLUSIÓN……………………………………………….. Pág. 13
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1. Introducción A continuación se presenta una serie de información perteneciente al proyecto de análisis de mecanismos, este proyecto consta de la elaboración de un mecanismo de cuatro barras, el cual nos permite ejercer un movimiento de tal manera que puede implementarse en una máquina capaz de realizar un trabajo específico.
En este caso elaboras un mesclador de pintura en el cual consta de 4 barras en donde el eslabón más pequeño es la manivela y es el que genere el giro completo que ejerce sobre otro eslabón en el cual va a desarrollar un movimiento hacia adelante que impulsa el mezclador.
Dicho deslizamiento se logra ya que el mecanismo de cuatro barras consta de un eslabón motriz que hace que los otros eslabones se desplacen.
Para este proyecto se implementa el mecanismo de cuatro barras en su configuración de manivela-balancín. Para que el mecanismo funcione se hace un análisis grafico el cual indica el movimiento que ejercerá el mecanismo y con ello poder determinar las medidas necesarias para obtener el movimiento requerido.
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2. MATERIALES UTILIZADAS
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Corona
-Estrella
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Barra de Metal
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Tornillos
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Cadena
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Soldadura
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3. Desarrollo
D es el eslabón fijo o bastidor.
C es la manivela (Da Vueltas Completas). En el eje de unión de C con D, es donde se sitúa el motor
A es el balancín (No Da Vueltas Completas). El eje de unión de los eslabones A Y D es solidario con la Mano, por lo que debe moverse entre las posiciones limite de la muñeca indicadas en la segunda etapa.
Ai Es El Ángulo Formado Por Los Eslabones C Y D en una posición genérica I.
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Grados De Libertad Del Mecanismo. Teniendo En Cuenta Que Las Uniones Entre Eslabones Son Únicamente Juntas De Pasadores Y Éstas Eliminan Dos Grados De Libertad De Movimiento Relativo Entre Eslabones Sucesivos, Se Calcula El Número De Grados De Libertad A Través De La Ecuación de Grübler: La Ecuación de Grübler Particularizada Para Este Caso Queda De La Siguiente Manera: N = 4(Nº De Eslabones, Incluido El Eslabón Fijo) J1 = 4 (Nº De Juntas de Pasador) M = 3 (4- 1)- 2.4 = 1 Esto significa que el mecanismo es Desmodrónico, es decir, que sólo una única entrada determina el movimiento del resto de los eslabones. Una vez obtenido el número de grados de libertad del mecanismo se pasa a dibujar en working model. Un primer modelo con el que se trata de conseguir la dimensión exacta de los eslabones del mecanismo, evidentemente esto requiere una serie de aIteraciones y optimizaciones antes de llegar a la solución exacta. Tal y como se acaba de demostrar anteriormente, se está ante un cuadrilátero articulado con un grado de libertad. Pero esta condición no es suficiente, ya que para asegurar el movimiento relativo de los eslabones debe también de satisfacerse La Ley de Grashoff que habla sobre la necesidad de que la Suma de los eslabones más corto y más largo sea menor o igual a la suma de los eslabones intermedios. Para que el eslabón C sea la manivela y A el Balancín ha de cumplirse la siguiente relación entre las longitudes de los eslabones:
Lb+Lc < La+Ld
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Por lo tanto, el Balancín A es el que tiene que tiene que tomar como posiciones límites, las de la mano indicada en la fase 2 de este desarrollo. De las dos posiciones se pueden obtener relaciones geométricas, que unidas a la condición para que el eslabón C sea la manivela, se obtiene un sistema de ecuaciones que una vez resuelto da como resultado las dimensiones adecuadas del cuadrilátero articulado. Las ecuaciones y las posiciones límites del cuadrilátero articulado son las siguientes:
Análisis de la Posición 1 Esta posición se Corresponde Con El Punto, En Que Estando Los Eslabones B Y C Alineados Pero No Superpuestos El Eslabón A Forma Un Ángulo De 145º Con El Eslabón D.
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Análisis Gráfico
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La Ley de Grashof establece que un mecanismo de cuatro barras tiene al menos
una articulación de revolución completa, si y solo si la suma de las longitudes de la barra más corta y la barra más larga es menor o igual que la suma de las longitudes de las barras restantes. Medidas: 8+47 < 20+44 54<64 Se cumple la ley esto afirma que nuestro mecanismo tiene un eslabón que realiza una revolución.
TRANSMISIONES POR CADENAS. Dentro de las transmisiones mecánicas con enlace flexible entre el elemento motriz y la máquina movida se encuentra la transmisión por cadena como una de las más utilizadas para trasmitir potencia mecánica de forma eficiente, con sincronismo de 10
velocidad angular entre los elementos vinculados y cuando existe demanda de grandes cargas en los accionamientos. La transmisión por cadena está compuesta de una rueda dentada motriz, una o varias ruedas dentadas conducidas y un tramo de cadena unido por ambos extremos que engrana sobre las ruedas dentadas. La flexibilidad de la transmisión es garantizada con la cadena, la cual consta de eslabones unidos por pasadores, que permiten asegurar la necesaria flexibilidad de la cadena durante el engrane con las ruedas dentadas. En el caso más simple, la transmisión por cadena consta de una cadena y dos ruedas dentadas, denominadas ruedas de estrella, ruedas dentadas o sprockets, una de las cuales es conductora y la otra conducida .
Adicionalmente a las transmisiones por cadenas se le incorporan cubiertas protectoras (guarderas). En casos de transmisiones que trabajan muy cargadas y a elevadas velocidades se emplean carcazas donde la cadena es lubricada por inmersión o con surtidores de aceite a presión aplicados en las zonas de inicio del engrane entre la cadena y las ruedas dentadas. Las transmisiones por cadenas tienen gran utilidad en las máquinas de transporte (bicicletas, motocicletas y automóviles), en máquinas agrícolas, transportadoras y equipos industriales en general. Algunas de las ventajas que presentan las transmisiones por cadenas al ser comparadas con otras transmisiones de enlace flexible, como las transmisiones por correas y poleas, son: •
Dimensiones exteriores son menores.
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Ausencia de deslizamiento. 11
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Alto rendimiento.
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Pequeña magnitud de carga sobre los árboles.
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Posibilidad de cambiar con facilidad su elemento flexible (cadena).
En cambio, a las transmisiones por cadenas se les reconoce como inconvenientes que: •
Pueden ser un poco ruidosas.
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Requieren de una lubricación adecuada.
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Presentan cierta irregularidad del movimiento durante el funcionamiento de la
transmisión. •
Requiere de una precisa alineación durante el montaje y un mantenimiento
minucioso.
Cadenas de Eslabones Perfilados: Este tipo de cadena tiene la ventaja de un fácil arme y desarme de sus eslabones, pues ellos no necesitan ningún otro elemento complementario. El enlace de estos eslabones se hace al desplazar lateralmente el uno con respecto a otro. El diseño de estos eslabones permite su intercambio fácilmente, al poder ser sustituido un elemento de la cadena sin necesidad de desencaje de las articulaciones con empleo de golpes o fuerzas excesivas. Relación de Transmisión: i=zc/zm i=Relación de transmisión zc=Conducido zm=motriz
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Nuestras medidas: zm=62 zc=31 Sustitución: 62/31 = 2/1 Conclusión: Es decir que la relación es: 2:1 (dos vueltas de piñón por cada una de catalina). Nuestro sistema es Multiplicador.
4. REALIZACIÓN 1. Se cortaron 4 barras de metal de diferente medida, la primera barra se cortó con una medida de 20 cm, la segunda barra de 47 cm, la tercera de 8 cm y la media de la base es de 44 cm. 2. Se soldó una Corona de 20 cm y una estrella de 12 cm con distinta base. 3. se unieron las 4 barras para realizar el mecanismo. 4. Se unió con una cadena la estrella de 12 cm con la corona de 20 cm. 5. Se puso una manivela en la barra más corta para realizar el giro completo y así realizar el mecanismo.
5. RESULTADOS.
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De acuerdo con las medidas proporcionadas se obtuvieron resultados deseados, los cuales son, que el mecanismo construido en la configuración de manivela balancín con la aplicación en un mezclador de pintura fue lo esperado ya que este mecanismo si logra ejecutar el movimiento rotacional de tal manera que hace posible que este puede mezclar sobre el recipiente.
6. CONCLUSIÓN Con lo ya mencionado y realizado se llega a la conclusión de que es de suma importancia realizar un análisis de los mecanismos de cuatro barras para poder determinar medidas que hagan posible el funcionamiento de estos mecanismos de acuerdo a la ley de Grashoff, cabe señalar que también es importante saber realizar un análisis grafico cuando no se cuenta con un software especializado. Así también estos mecanismos de cuatro barras conforman una elemental parte del análisis de los mecanismos, ya que como futuros ingenieros mediante estos mecanismos podemos realizar una variedad de máquinas capaces de poder realizar una tarea determinada, es decir, se le puede dar una infinidad de aplicaciones a estos mecanismos de tal manera que podamos diseñar, crear o modificar partes de algún mecanismo que pueda ser utilizado para ciertas especificaciones en el ámbito académico, laboral, etc. Además de lo ya mencionado el equipo ha llegado a la conclusión de que es importante conocer como se caracterizan y como se comportan las diferentes configuraciones de un mecanismo de cuatro barras, para que mediante este conocimiento o análisis se pueda llegar a determinar qué mecanismo puede ser más conveniente para que sea aplicado en una máquina de acuerdo a lo requerido o especificado.
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