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.
