Biela manivela

Biela manivela
SISTEMA BIELA MANIVELA
Se trata de un mecanismo capaz de transformar el movimiento circular en movimiento alternativo Dicho
sistema está formado por un elemento giratorio denominado manivela que va conectado con una barra rígida
llamada biela, de tal forma que al girar la manivela la biela se ve obligada a retroceder y avanzar, produciendo
un movimiento alternativo.
Es un sistema reversible mediante el cual girando la manivela se puede hacer desplazar la biela, y viceversa.
Si la biela produce el movimiento de entrada (como en el caso de un "pistón" en el motor de un automóvil), la
manivela se ve obligada a girar
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 (carrera) = 2 * r
donde "l" es la longitud de desplazamiento de la biela y "r" es la longitud de la manivela.
Entre sus numerosas aplicaciones detallan sobre todo las utilizadas en el mundo del automóvil.
MECANISMO BIELA MANIVELA
En este mecanismo, el movimiento de rotación de una manivela o cigüeñal provoca el movimiento rectilíneo,
alternativo, de un pistón o émbolo. Una biela sirve para unir las dos piezas. Con la ayuda de un empujón
inicial o un volante de inercia, el movimiento alternativo del pistón se convierte en movimiento circular de la
manivela. El movimiento rectilíneo es posible gracias a una guía o un cilindro, en el cual se mueve. Este
mecanismo se usa en los motores de muchos vehículos.
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El recorrido máximo que efectúa el pistón se llama carrera del pistón. Los puntos extremos del recorrido
corresponden a dos posiciones diametralmente opuestas de la manivela. Por lo tanto, el brazo de la manivela
(distancia del eje al punto de unión con la biela) equivale a la mitad de la 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 / ð
donde
Vm : velocidad media del pistón
ð : velocidad de giro de la manivela
R : brazo de la manivela
El cálculo de la velocidad máxima que adquiere el pistón es más complicado, y depende básicamente de la
longitud de la biela. Cuando la biela es bastante mayor que el brazo de la manivela, la máxima velocidad se
produce aproximadamente a medio recorrido, y toma por valor
VM = ð R
donde
VM : velocidad máxima del pistón
PROBLEMA CINÉMATICO.
El problema cinématico consiste en conocer las posiciones, velocidades y aceleraciones de todas las barras,
esto lo voy a hacer mediante tres pasos, primero resolveré el problema de posición para pasar después al
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problema de velocidad y por ultimo resolveré el problema de aceleración. Representaré gráficamente la
evolución frente al tiempo de posición, velocidad y aceleración de la barra de salida en mi caso la corredera
del mecanismo biela manivela.
• Problema de posición:
El problema de posición lo resuelvo empleando las ecuaciones de lazos, así el lazo que uso es:
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
,
Del que obtengo:
En los datos de la practica se dicen que la barra de entrada evoluciona con velocidad constante durante el
recorrido considerado, por tanto
Dando valores numéricos, de lo que sacamos que:
Representando gráficamente la posición del barra de salida; s frente t.
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Problema de velocidad
Derivando las ecuaciones de lazo del problema de posición obtenemos la solución del problema de velocidad,
aunque también podríamos obtener las velocidades derivando las expresiones (1) y (2) directamente, pero he
usado la primera opción:
Valores numéricos:
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Resolviendo llegamos:
(3)
(4)
Representando gráficamente
frente a t
−6sin(2x)+6cos(2x)*tan(asen(−0.6sin(2x)))
Problema de aceleración.
Derivando las ecuaciones del problema de velocidad obtenemos la solución del problema de aceleración,
aunque también podríamos obtener las aceleraciones derivando las expresiones (3) y (4) directamente, pero
otra vez he usado la primera opción:
APLICACIONES DE UN CONJUNTO BIELA MANIVELA
Las aplicaciones del conjunto biela manivela es variado a continuación daremos a conocer algunas
aplicaciones
Staker
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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 que
actúa sobre la rotación del cuadrilátero articulado que soporta la varilla de empuje, produciendo un avance de
tipo sinusoidal con arranque y detención lentos y sin choques, ideal para no perjudicar la estabilidad de los
recipientes.
Un cilindro neumático, accionado por un muelle neumático, que cumple la función de amortiguador durante la
bajada del vástago, levanta la cabeza de la carrera de retorno. El stacker tiene un sistema de regulación en
altura para un mejor uso de acuerdo con el artículo que se ha de cargar. La modificación de la carrera se
realiza cambiando la longitud de la biela de empuje.
VERIFICACION DE AMORTIGUADORES
Dos tipos de máquinas diferente, según el sistema de arrastre del vástago del amortiguador. 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
En ambos casos, el cuerpo del amortiguador descansa en un soporte donde se transmite la fuerza a una célula
de carga extensométrica. La señal de desplazamiento proporcional a la carrera del vástago del amortiguador,
la emite un captador de desplazamiento asociado al cilindro hidráulico o un encoger asociado al giro del
mecanismo biela−manivela.
Ambas máquinas pueden utilizarse para verificación en línea de producción, comparando los valores leídos de
fuerza−desplazamiento con valores previamente prefijados. Además es posible llevar una estadística de la
producción con los valores de aceptados, rechazados, medias, recorridas, etc
EMPUJADOR DE BOTELLAS
Funcionamiento mecánico, asistido por un sistema electrónico, permitiendo cadencias hasta 18 ciclos/minuto.
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.
Altura de elevación: hasta 500mm.
Anchura del rodillo de empujar: hasta 5500mm.
Potencia instalada: 9.5 kW, 380 V ... 500 VAC, 50−60 Hz.
MAQUINA ENVASADORA
La maquina envasadora MH3, es una maquina horizontal tubular, confeccionadora de bolsas de tres costuras
tipo almohada y fondo fuelle, tanto en polietileno como en materiales laminados este tipo de maquinas
horizontales son recomendadas para productos frágiles o que deban ir acomodados en la bolsa, también
permite trabajar con gran variedad de productos. Consta de los siguientes elementos.
− Tracción del material de envoltura por medio de las mordazas de sellado, dicho movimiento se recibe a
través de una biela manivela y las mordazas se encuentran montadas sobre rodamientos lineales.
− Sistema de fotocentrado por medio de fibra óptica.
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− En caso de materiales laminados, mordazas construidas en acero indeformable, con temperatura constante
controladas electrónicamente.
− En caso de polietileno, mordazas de sellado por pulso controladas electrónicamente y refrigeradas por agua.
− Todos los elementos que se encuentran en contacto con el producto realizados en acero inoxidable.
− Comando de la envasadora por intermedio de un PLC, marca Allen Bradley.
− Movimiento principal de la envasadora realizado por un motorreductor libre de mantenimiento.
− Corte neumático por cuchilla dentada.
− Cubierta de acrílico de seguridad.
La maquina admite la incorporación de todo tipo de dosificadores para diferentes clases de productos.
Velocidad máxima de envasadora: 30 golpes/min.
Medidas máx. de la bolsa almohada: 220 mm x 350 mm
Medidas máx. en fondo cuadrado/fuelle: Fondo 140mm x 70mm de altura
Potencia eléctrica instalada: 3,5 kw
Consumo de aire: 50 litros/min.
INTRODUCCION
En este informe se dará conocer el conjunto de la biela manivela como introducción se denotara que este tipo
de mecanismo trata de transformar movimientos y así por medio de este método poder llegara transformar en
trabajo, además se tomara en consideración los problemas sinematicos de este método y algunas aplicaciones
que tiene el mecanismo biela manivela en diferente rubros a nivel industrial
CONCLUSION
Como a quedado demostrado el movimiento de rotación de una manivela provoca el movimiento rectilíneo,
alternativo, de un pistón o émbolo. Una biela sirve para unir las dos piezas. Con la ayuda de un empujón
inicial o un volante de inercia, el movimiento alternativo del pistón se convierte en movimiento circular de la
manivela. El movimiento rectilíneo es posible gracias a una guía o un cilindro, en el cual se mueve. Además
se a dado a conocer las aplicaciones que utilizan este método el cual es tan importante como lo es el
mecanismo biela manivela
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