Conceptos Fundamentales de Máquinas, Mecanismos y Acumuladores de Energía

Conceptos Fundamentales de Tecnología Mecánica

Comprender los principios básicos de las máquinas y sus componentes es esencial en el estudio de la tecnología. A continuación, se detallan los elementos clave que conforman los sistemas mecánicos.

¿Qué es una Máquina?

Una máquina es un conjunto de piezas o elementos móviles y no móviles que, agrupados adecuadamente, aprovechan, dirigen o regulan una forma de energía, la transforman y producen un efecto final útil.

Clasificación de los componentes de una máquina:

• Motrices: Transforman la energía que obtienen de combustibles fósiles, del viento, del agua o de la electricidad. Su misión es accionar las operadoras.
• Operadoras: Utilizan la energía suministrada por las máquinas motrices para obtener un resultado inmediato (transportan, modifican formas, entre otras funciones).

El Mecanismo

Un mecanismo es la combinación de cuerpos resistentes conectados por medio de articulaciones móviles para formar una cadena cinemática cerrada con un eslabón fijo y cuyo propósito es transformar el movimiento.

Acumulador de Energía

Un acumulador de energía es un dispositivo que puede almacenar o acumular una determinada cantidad de energía mecánica y devolverla en el momento necesario (utiliza el volante de inercia y elementos elásticos).

Volante de Inercia

Consiste en una rueda o un disco, de fundición o acero, calado en el árbol motor, que gira solidariamente con él:

• Cuando el trabajo motor suministrado sea superior al resistente, la velocidad aumenta.
• Cuando el trabajo motor es inferior al resistente, la velocidad disminuye.

Aplicaciones del volante de inercia:

• Determinados motores suministran el trabajo de manera discontinua, en cambio, el trabajo que debe realizarse debe ser constante (ejemplo: el volante de inercia en los motores de explosión que va situado en un extremo del cigüeñal).
• Otros motores suministran trabajo de forma continua y, sin embargo, el trabajo de las máquinas sobre las que actúan tiene que ser discontinuo (ejemplo: prensas excéntricas).

Elementos Elásticos

Los muelles o resortes son elementos elásticos que se deforman por la acción de una fuerza y que recuperan su forma inicial cuando esta cesa. Están sometidos temporalmente a esfuerzos exteriores que los deforman, acumulando así energía potencial elástica. Cuando cesa la fuerza, la energía se libera.

Tipos de resortes y elementos elásticos:

• Compresión: Enrollada en forma helicoidal para soportar esfuerzos de compresión.
• Extensión: Varilla helicoidal para soportar esfuerzos de tracción.
• Torsión: Varilla enrollada en hélice para soportar esfuerzo de torsión.
• Planos: Placas delgadas, cortadas y plegadas en formas diversas, capaces de absorber energía en su deformación y devolverla al recuperar su forma primitiva.
• Ballestas: Elementos elásticos formados por láminas de acero de distinta longitud unidas mediante abrazaderas. Es un conjunto de resortes planos montados de una forma especial, es decir, un resorte de láminas. Están sometidos a esfuerzos de flexión y actúan como elemento de suspensión en vehículos pesados.