Analisis de MEcanisimo Biela Manivela

INDICE GENERAL



1) INTRODUCCIÓN
El análisis cinemático de un mecanismo es uno de los fundamentos necesarios para conocer el funcionamiento de una máquina o de los mecanismos que la conforman y además se usará como principio para poder calcular las velocidades y aceleraciones en los puntos más relevantes de los elementos que conforman el mecanismo como pares cinemáticos, centros de masa,etc, y posteriormente conocer las fuerzas que están actuando en cada uno de los puntos relevantes antes mencionados para de esta manera tomar en cuenta estás fuerzas en el proceso de diseño del mecanismo, selección de materiales que resistan estas fuerzas y selección de las áreas correctas que soportarán los esfuerzos implícitos, o para saber bajo que parámetros está trabajando el mecanismo yrealizar el mantenimiento correcto del mismo.
En el presente trabajo se analizará cinemáticamente dos mecanismos similares; el mecanismo Biela-Manivela-Corredera Centrado y también Descentrado. Para este fin se usará el método Grafo-Analítico para un valor dado de ángulo de manivela, siendo esta el impulsor del mecanismo y además se encontrará las ecuaciones de Posición, Velocidad y Aceleración demanera analítica para ambos mecanismos. Todo este análisis servirá como guía para observar y concluir como afectan ciertos parámetros y variaciones a los mecanismos.
2) OBJETIVOS
Conocer el mecanismo de Biela-Manivela-Corredera tanto Centrado como Descentrado
Graficar el esquema cinemático para el mecanismo biela – manivela – corredera (Centrado y descentrado)
Realizar el análisis cinemático deambos mecanismos
Emplear el método Grafo-Analítico para el análisis cinemático
Obtener las ecuaciones exactas y las ecuaciones aproximadas para la Posición, Velocidad y Aceleración en ambos mecanismos
Analizar el efecto de la excentricidad en este tipo de mecanismos
Analizar el efecto de la relación L/R sobre el mecanismo

3) MARCO TEÓRICO
3.1) Mecanismo Leva-Seguidor


3.2) MecanismoBiela-Manivela-Corredera Descentrado
Ahora observamos un mecanismo Biela-Manivela-Corredera Descentrado o Excéntrico en la Figura 2:

Fig. 2: Mecanismo Biela-Manivela-Corredera Descentrado
Este mecanismo consta de las mismas partes que un mecanismo de Biela-Manivela-Corredera convencional pero la bancada en donde esta pivotado el eslabón Manivela no está alienado con el centro de la corredera, esdecir que existirá una excentricidad que en la Fig. 2 lleva la designación e y es la distancia perpendicular entre el par cinemático que une la manivela con la bancada y el par cinemático entre la biela y la corredera.
4) APLICACIONES DEL MECANISMO BIELA-MANIVELA-CORREDERA
4.1) Aplicaciones del Mecanismo Biela-Manivela-Corredera Centrado
Una de las aplicaciones de este mecanismo está en losmotores de combustión interna, bombas de pistón, compresores de pistón, máquinas de coser, el mecanismo de limpia parabrisas, etc.
En la Figura 3 se puede observar el mecanismo Biela-Manivela-Corredera de un motor de combustión interna. Este mecanismo transforma la energía cinética de los gases de combustión generados por la quema de una mezcla de aire y combustible en la cámara de combustiónformada cuando este mecanismo alcanza su punto muerto superior; estos gases empujarán la corredera (en este caso conocida como Pistón) hacia abajo y este movimiento alternativo o reciprocante será transmitido a la biela y posteriormente a la manivela la cual rotará para así transmitir la rotación a un eje que ganará un torque usado para muchas aplicaciones, en especial las automotrices y de generacióneléctrica.

Fig. 3: Mecanismo Biela-Manivela-Corredera de un M.C.I.

Otro ejemplo de este mecanismo es el de una bomba de émbolo reciprocante, la cual funciona con la manivela como eslabón impulsor y el émbolo o pistón realizará su movimiento de traslación. Esta bomba succionará un fluido en el momento en que el émbolo esté descendiendo o trasladándose hasta el PMS debido al vacío que se...