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Sistemas Articulados de 4 barras

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DE 4 BARRAS
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ARTICULADO DE 4
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BARRAS
BARRAS
BARRAS
Es un mecanismo formado por tres barras
móviles y una cuarta barra fija (por
ejemplo, el suelo), unidas mediante nudos
articulados (unión de revoluta o pivotes).
Las barras móviles están unidas a la fija
mediante pivotes.
Usualmente las barras se numeran de la
siguiente manera:
Barra 2: Barra que proporciona movimiento
al mecanismo.
Barra 3: Barra superior.
Barra 4: Barra que recibe el movimiento.
Barra 1: Barra imaginaria que vincula la
unión de revoluta de la barra 2 con la unión
de revoluta de la barra 4 con el suelo.
LEY DE GRASHOF
La Ley de Grashof establece que en un mecanismo plano de cuatro barras
articuladas con una de ellas fija, por lo menos una de las barras podrá hacer un
giro completo, siempre que la suma de la barra más corta y la barra más larga,
sea menor o igual que la suma de las otras dos.
Esta ley es una regla sencilla que permite diseñar un mecanismo en el que se
requiera rotación completa, ya sea porque se conectará un motor o, por el
contrario, porque se quiere transformar un movimiento oscilatorio en rotatorio,
de forma tal que sea matemática y físicamente viable.
El movimiento del cuadrilátero articulado que cumpla la ley de Grashof puede
ser de los siguientes tipos:
De doble vuelta o manivela, si la barra más corta es la fija y las barras
adyacentes dan vueltas completadas.
Vuelta y de vaivén, si la barra corta es adyacente a la barra fija.
Doble balancín, siempre que la barra más corta esté opuesta a la fija1.
Cuando se cumple la igualdad en la fórmula de Grashof, entonces se está en el
caso límite en el que la suma de la barra más corta con las más larga, es igual a
la suma de las otras dos. En este caso, el mecanismo puede adoptar una
configuración en el que las cuatro barras quedan alineadas.
CLASIFICACIÓN
CUATRO ARTICULACIONES
GIRATORIAS
Este mecanismo está construido a partir de
cuatro enlaces conectados por cuatro
articulaciones giratorias. Los ejemplos de este
tipo de mecanismos incluyen:
Varillaje de doble manivela
Varillaje de manivela-balancín (utilizado en
gatos de bomba)
Varillaje de doble balancín (utilizado en la
dirección Ackermann)
Enlaces de paralelogramo (movimiento paralelo)
y antiparalelogramo (contraparalelogramo,
paralelogramo inverso, mariposa, corbatín)
Enlaces deltoides (Galloway) y trapecio (Arglin).
TRES ARTICULACIONES
GIRATORIAS
Este mecanismo está construido a partir de cuatro
enlaces conectados por tres articulaciones
giratorias y una articulación prismática.
Los ejemplos de este tipo de mecanismos
incluyen:
El varillaje de manivela-corredera es un tipo de
disposición en el que un eslabón es una manivela,
que luego se conecta a una corredera mediante
una biela.
La manivela-corredera invertida es otro tipo de
disposición en la que hay dos manivelas con una
corredera que actúa como acoplador.
CLASIFICACIÓN
INVERSIÓN DE UN
MECANISMO DE 4
BARRAS
La inversión en un mecanismo de cuatro barras se refiere a la obtención de un
mecanismo diferente a partir de otro dado sin cambiar su número y tipo de pares
cinemáticos, sino únicamente cambiando el eslabón que actúa como eslabón fijo
del mecanismo.
Por ejemplo, en un mecanismo de cuatro barras, puedes tener diferentes
inversiones dependiendo de cuál barra consideres como la barra fija. Cada
inversión puede resultar en diferentes movimientos de las piezas del mecanismo.
Es importante mencionar que la inversión no cambia la estructura básica del
mecanismo, solo cambia su comportamiento al alterar el eslabón fijo.
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  • 1. SISTEMAS ARTICULADOS DE 4 BARRAS PUNTO FIJO- DICIEMBRE- 2023 REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA DE LA FUERZA ARMADA NACIONAL U.N.E.FA
  • 2. SISTEMA SISTEMA SISTEMA ARTICULADO DE 4 ARTICULADO DE 4 ARTICULADO DE 4 BARRAS BARRAS BARRAS Es un mecanismo formado por tres barras móviles y una cuarta barra fija (por ejemplo, el suelo), unidas mediante nudos articulados (unión de revoluta o pivotes). Las barras móviles están unidas a la fija mediante pivotes. Usualmente las barras se numeran de la siguiente manera: Barra 2: Barra que proporciona movimiento al mecanismo. Barra 3: Barra superior. Barra 4: Barra que recibe el movimiento. Barra 1: Barra imaginaria que vincula la unión de revoluta de la barra 2 con la unión de revoluta de la barra 4 con el suelo.
  • 3. LEY DE GRASHOF La Ley de Grashof establece que en un mecanismo plano de cuatro barras articuladas con una de ellas fija, por lo menos una de las barras podrá hacer un giro completo, siempre que la suma de la barra más corta y la barra más larga, sea menor o igual que la suma de las otras dos. Esta ley es una regla sencilla que permite diseñar un mecanismo en el que se requiera rotación completa, ya sea porque se conectará un motor o, por el contrario, porque se quiere transformar un movimiento oscilatorio en rotatorio, de forma tal que sea matemática y físicamente viable. El movimiento del cuadrilátero articulado que cumpla la ley de Grashof puede ser de los siguientes tipos: De doble vuelta o manivela, si la barra más corta es la fija y las barras adyacentes dan vueltas completadas. Vuelta y de vaivén, si la barra corta es adyacente a la barra fija. Doble balancín, siempre que la barra más corta esté opuesta a la fija1. Cuando se cumple la igualdad en la fórmula de Grashof, entonces se está en el caso límite en el que la suma de la barra más corta con las más larga, es igual a la suma de las otras dos. En este caso, el mecanismo puede adoptar una configuración en el que las cuatro barras quedan alineadas.
  • 4. CLASIFICACIÓN CUATRO ARTICULACIONES GIRATORIAS Este mecanismo está construido a partir de cuatro enlaces conectados por cuatro articulaciones giratorias. Los ejemplos de este tipo de mecanismos incluyen: Varillaje de doble manivela Varillaje de manivela-balancín (utilizado en gatos de bomba) Varillaje de doble balancín (utilizado en la dirección Ackermann) Enlaces de paralelogramo (movimiento paralelo) y antiparalelogramo (contraparalelogramo, paralelogramo inverso, mariposa, corbatín) Enlaces deltoides (Galloway) y trapecio (Arglin).
  • 5. TRES ARTICULACIONES GIRATORIAS Este mecanismo está construido a partir de cuatro enlaces conectados por tres articulaciones giratorias y una articulación prismática. Los ejemplos de este tipo de mecanismos incluyen: El varillaje de manivela-corredera es un tipo de disposición en el que un eslabón es una manivela, que luego se conecta a una corredera mediante una biela. La manivela-corredera invertida es otro tipo de disposición en la que hay dos manivelas con una corredera que actúa como acoplador. CLASIFICACIÓN
  • 6. INVERSIÓN DE UN MECANISMO DE 4 BARRAS La inversión en un mecanismo de cuatro barras se refiere a la obtención de un mecanismo diferente a partir de otro dado sin cambiar su número y tipo de pares cinemáticos, sino únicamente cambiando el eslabón que actúa como eslabón fijo del mecanismo. Por ejemplo, en un mecanismo de cuatro barras, puedes tener diferentes inversiones dependiendo de cuál barra consideres como la barra fija. Cada inversión puede resultar en diferentes movimientos de las piezas del mecanismo. Es importante mencionar que la inversión no cambia la estructura básica del mecanismo, solo cambia su comportamiento al alterar el eslabón fijo.
  • 7. TIPOS DE INVERSIÓN Este es el caso más común, donde el eslabón 1 (generalmente el suelo o la base del mecanismo) se mantiene fijo. Dependiendo de las longitudes de las barras, este mecanismo puede ser una manivela- balancín, doble manivela o doble balancín. PRIMERA INVERSIÓN En esta inversión, el eslabón 2 se mantiene fijo. Un ejemplo común de esto es el mecanismo de manivela-corredera, donde el eslabón 2 actúa como manivela. SEGUNDA INVERSIÓN 6000 / YEAR En esta inversión, el eslabón 3 se mantiene fijo. Esto puede dar lugar a un mecanismo en el que la corredera realiza una rotación pura. TERCERA INVERSIÓN 5000 / YEAR CUARTA INVERSIÓN En esta inversión, el eslabón 4 se mantiene fijo. Un ejemplo de esto es el mecanismo manual de bomba de pozo, donde la manija es el eslabón 2 y el eslabón 1 baja hasta la tubería del pozo para montar un pistón en su extremo inferior.
  • 8. Cuadrilátero articulado: Este es uno de los mecanismos más sencillos. Consta de tres sólidos con movimiento y uno fijo. Los sólidos rotan entre sí. 1. Mecanismo biela-manivela-corredera: Este mecanismo deriva del cuadrilátero articulado haciendo uno de los sólidos infinitamente largo. 2. Mecanismo de Watt de cuatro barras: Se utiliza en el guiado del eje trasero de un súper deportivo. Este es un caso de generador de trayectoria. 3. Mecanismo de cuatro barras sencillo: Como el tablero de baloncesto regulable. Este es un caso de generador de movimiento. 4. APLICACIONES REALES
  • 9. MECANISMO DE RETORNO RÁPIDO Un mecanismo de retorno rápido es un mecanismo utilizado en herramientas de maquinado para realizar cortes sobre una pieza. Se compone de un sistema de engranajes acoplado a un mecanismo de biela-manivela, en el cual se encuentra la parte que realiza el corte (pistón). Un ejemplo de esto es el Mecanismo de retorno rápido de Whitworth, que es uno de los mecanismos de retorno rápido más empleados. Su uso es habitual en las máquinas limadoras. Conducido por una manivela que se mueve con velocidad angular constante (generalmente por medio de un motor eléctrico), produce en la deslizadera un movimiento lento de avance (hacia la izquierda) y rápido de retroceso (hacia la derecha). Es importante mencionar que la inversión no cambia la estructura básica del mecanismo, solo cambia su comportamiento al alterar el eslabón fijo.