Sistemas de unión con movimiento. Biela -Manivela

Sistemas de unión con movimiento

En un sistema de unión con movimiento se puede hablar de mecanismo el cual está compuesto por un conjunto de elementos que cumplen una función para lograr un fin específico. Los mecanismos trasmiten o trasforman los tipos de movimiento por eso son esenciales en la construcción de una maquina. Existen mecanismos simples, de transmisión y de transformación.
Las maquinas simples son utilizadas generalmente, para compensar una fuerza resistente o levantar un peso fácilmente. Es decir, realizar un mismo trabajo con menor fuerza. La máquina se diseña para conseguir que las fuerzas aplicadas sean las apropiadas algunos ejemples son la palanca en los tres grados

Biela – Manivela

De la manivela se distinguen 3 partes principales el eje que determina el centro de giro de la manivela, el brazo que determina la distancia entre eje y empuñadura, y la empuñadora es la parte donde va ubicada la mano.
La biela es una barra rígida para establecer uniones articuladas en sus extremos permitiendo la unión de dos operadores transformando el movimiento rotativo de uno a uno lineal alternativo, de la biela se distinguen tres partes básicas, la cabeza que es el extremo que realiza el movimiento rotativo, el pie de la biela es el extremo que realiza el movimiento alternativo y el cuerpo que es la parte que une la cabeza con el pie.

La manivela es una palanca doblada en ángulo recto que unida a un eje sirve para accionar un mecanismo, este mecanismo permite convertir el movimiento giratorio continuo de un eje en uno lineal alternativo en el pie de la biela, También permite el proceso contrario: transformar un movimiento lineal alternativo del pie de biela en uno en giratorio continuo en el eje al que está conectada la excéntrica o la manivela
Este mecanismo es el punto de partida de los sistemas que aprovechan el movimiento giratorio de un eje o de un árbol para obtener movimientos lineales alternativos o angulares; pero también es imprescindible para lo contrario: producir giros a partir de movimientos lineales alternativos u oscilantes.

Diseño

A la hora de diseñar estos mecanismos se debe tener en cuenta que:
La longitud del brazo de la manivela determina el movimiento del pie de la biela, por tanto, hemos de diseñar la manivela con longitud mucho más corta que la biela.
Para que el sistema funcione adecuadamente se deben emplear bielas cuya longitud sea, al menos, 4 veces el radio de giro de la manivela a la que está acoplada.
Cuando tenemos que transformar movimiento giratorio en alternativo, el eje de la manivela es el elemento motriz y el pie de biela se conecta al elemento resistente. Esto hace que la fuerza aplicada al eje se reduzca en proporción inversa a la longitud de la manivela, por lo que cuanto mayor sea la manivela menor será la fuerza que aparece en su empuñadura y consecuentemente en el pie de la biela.
Las cabezas de las bielas deben de estar centradas en la empuñadura sobre la que giran, por lo que puede ser necesario aumentar su anchura.