LU I S R I C A R D O A L D E R E T E V E G AJ O S É A L F R E D O C O RT E Z G A R D U Ñ O

SISTEMA BIELA-MANIVELA

¿QUÉ ES?

• Es un mecanismo capaz de transformar movimiento circular en movimiento alternativo.

• En está ocasión decidimos hacer que mediante la manivela la biela pueda avanzar y retroceder.

El recorrido de desplazamiento de la biela (carrera) depende de la longitud de la manivela, de tal forma que cada vez que ésta da una vuelta completa la biela se desplaza una distancia igual al doble de la longitud de la manivela; es decir:

l = 2 * rl = Longitud de desplazamiento de bielar = Longitud de la manivela

El recorrido máximo que efectúa el pistón se llama carrera del pistón.

El pistón completa dos carreras por cada vuelta de la manivela, de manera que la relación entre velocidades es

Vm = 2 ð R / ðVm= Velocidad media del pistonð = Vel. De giro de la manivelaR = Brazo de la manivela

PROBLEMA CINEMÁTICO

• El problema cinématico consiste en conocer las posiciones, velocidades y aceleraciones de todas las barras.

PROBLEMAS DE POSICIÓN:

Mediante el método de lazos se obtiene las siguientes ecuaciones.Tomando las cotas en centímetros, las pasamos a metros.

Con lo que tengo un sistemas de dos ecuaciones con dos incógnitas, resolviéndolo obtengo, s y 

Se dice que la barra de entrada evoluciona con velocidad constante durante el recorrido considerado, por tanto:

Con lo que se obtiene

Mediante los resultados podemos graficarlos, obteniendo lo siguiente:

PROBLEMA DE VELOCIDAD

Derivando las ecuaciones de lazo del problema de posición obtenemos la solución del problema de velocidad.

Valores numéricos:

Con lo que se obtiene:

Resolviendo esto obtenemos:

Representando gráficamente S con respecto a t se obtiene:

-6sin(2x)+6cos(2x)*tan(asen(-0.6sin(2x)))

PROBLEMA DE ACELERACIÓN

Derivando nuevamente las ecuaciones del problema de velocidad obtenemos la solución del problema de aceleración.

Por lo cual las ecuaciones quedarían :

APLICACIONES

Stacker

El accionamiento eléctrico del mecanismo puede ser mediante motovariador o controlado con inversor. El movimiento de empuje es completamente mecánico y está generado por un mecanismo biela-manivela.

VERIFICACION DE AMORTIGUADORES

El movimiento se realiza mediante un mecanismo biela-manivela movido por un motor eléctrico o el movimiento lo transmite un servocilindro hidráulico con una válvula proporcional, trabajando en lazo cerrado un PID

Empujador de Botellas

Movimientos de avance y de deslizamiento lateral suaves, efectuados por sistema biela-manivela combinad con un sistema de variación de velocidad electrónico, permitiendo la alteración de la velocidad de los diferentes segmentos durante el ciclo.Deslizamiento de los movimientos sobre guías y rodamientos lineales.

CONCLUSIÓN

Como a quedado demostrado el movimiento de rotación de una manivela provoca el movimiento rectilíneo, alternativo, de un pistón o émbolo. La biela prácticamente sirve para unir ambos extremos del mecanismo.

Como logramos darnos cuenta éste mecanismo aunque se vea sencillo puede aplicarse en muchos aspectos de la industria como se mostró en algunas aplicaciones. Por lo tanto nos parece que es un mecanismo interesante en el cual realizamos nuestro estudio.