Para poder emplear el motor mencionado debe cumplirse que:
Sustituyendo los valores de la ecuación, se observa:
De donde:
Por tanto, se confirma que el motor sería adecuado para la sustitución.
Bajo el término eje se incluye a los órganos estáticos que sustentan a uno o más órganos móviles que giran sobre él. En realidad, un eje no es más que una barra, en general cilíndrica, cuya función es la de guiar a otros órganos, habitualmente ruedas, en un movimiento giratorio. En función del modelo, la rueda girará solidariamente al eje o de forma libre sobre este. En los casos en los que rueda y eje giren solidariamente y sea el eje el que transmita el movimiento a la rueda, y no al revés, se tratará de un tipo concreto de eje que se denomina “árbol”.
De forma general se llama árbol al órgano que, al girar sobre su eje de revolución, transmite ese movimiento a poleas, ruedas dentadas y otros elementos de transmisión. Los ejes de los árboles suelen ser horizontales y se apoyan sobre cojinetes o rodamientos. En función del tipo de aplicación, pueden encontrarse diversas clases de árbol:
1 Liso: de apariencia totalmente cilíndrica.
2 Escalonado: similar a los árboles lisos pero con varios diámetros diferentes. Son los más comunes.
3 Ranurado: de pequeña longitud y presenta acanaladuras que aumentan la capacidad de transmisión, ya que se emplean para el acoplamiento de los elementos.
4 Hueco: como su propio nombre indica, no se trata de piezas macizas.
5 Acodado: árbol con forma especial, que no presenta formas de líneas rectas, siguiendo el eje de revolución, sino que su aspecto es similar al de un cigüeñal.Sabía que...: los árboles acodados son especialmente frecuentes en las aplicaciones en las que se pretende convertir un movimiento alternativo en un movimiento giratorio y viceversa, como puede ocurrir cuando se realiza una extrusión de plástico empleando sistemas de pistones.
Actividades
5. Haga una búsqueda de imágenes de cada uno de los tipos de árboles anteriormente mencionados y relaciónelas con las figuras de la siguiente imagen.
Una chaveta es una pieza en forma de prisma de sección cuadrada o rectangular que se emplea para unir otras dos piezas de sección circular, de manera que giren solidariamente; es decir, sin deslizamientos entre las piezas que une.
La chaveta puede realizar su función gracias a que se practica una perforación con la forma de la sección de la chaveta (denominada chivetero), que está compartida entre las dos piezas para que se produzca la tracción simultánea del bloque que componen las dos piezas y la chaveta. La instalación de chavetas es muy frecuente en sistemas de transmisión en los que los ejes de rotación de la pieza conductora y de la pieza conducida son coincidentes, como, por ejemplo, ocurre cuando los motores eléctricos se acoplan a poleas o engranajes.
Importante
A la chaveta y al chivetero se les exige que presenten un gran ajuste entre ellos para evitar desgastes y rotura por cizallamiento.
Los cojinetes y rodamientos son órganos que se emplean para servir de punto de apoyo a árboles y ejes y como elemento de unión entre estos y el elemento de soporte, ayudándolos en su movimiento de rotación (reduciendo fricciones, pérdidas de energía y desgaste mecánico) y evitando los deslizamientos. En ocasiones, los cojinetes y rodamientos van junto con los bastidores de las piezas que giran sobre sí mismas, aunque lo más normal es que vayan montadas sobre los elemento de apoyo.
Las levas son órganos empleados para producir un movimiento alternativo, ya sea lineal o giratorio, a partir de uno giratorio. Son discos de perfil parcialmente circular, de contorno especialmente ideado para que al estar en contacto con otra pieza (seguidor) reproduzca en esta última el perfil de la leva.
Sabía que...
Las levas son uno de los órganos más antiguos y básicos de los que se emplean en las máquinas, actualmente. Mediante su empleo, se puede conseguir cualquier movimiento rectilíneo o lineal.
Toda leva está solidariamente fijada a un eje o un árbol, de forma que la transmisión de movimiento se realiza desde el eje o el árbol a la leva, siendo interesante en ocasiones fijar varias levas a un mismo eje o árbol (árbol de levas) para sincronizar la operación de varios órganos.
Una variante de las levas es el órgano conocido como excéntrica. En este tipo especial de leva en el que el contorno de la pieza es una circunferencia, la peculiaridad consiste en que el eje sobre el que gira la pieza no coincide con el eje centro geométrico de la pieza.
Actividades
6. ¿Cuál es el significado del término excéntrico?
La excéntrica es un órgano que surge de la evolución de la rueda y con un comportamiento basado en la palanca, al igual que ocurre con la manivela o el cigüeñal. Se emplea para obtener movimientos de giro a partir de un movimiento lineal alternativo y viceversa; y para producir un movimiento giratorio de forma manual.
Las manivelas y bielas son órganos de uso frecuente en sistemas alternativos. Las primeras están solidariamente unidas a los árboles usados en la transmisión y presentan forma de eje acodado y, al igual que la excéntrica, están basadas en la rueda y la palanca.
Manivela y excéntrica se conciben como órganos funcionalmente idénticos de apariencia diferente. De hecho, una manivela no es más que una excéntrica a la que se le ha eliminado todo el material sobrante, conservando únicamente lo imprescindible para interconectar los dos ejes. Por lo que, su aplicación es la misma que la de la excéntrica.
En cuanto a las bielas, son órganos en forma de barra empleados para obtener un movimiento alternativo (pistón, émbolo…) a partir de uno rotativo. Suele formar pareja con la manivela, la excéntrica o el cigüeñal (que son los órganos que le transmiten el movimiento rotativo).
El émbolo surge de la necesidad de limitar los movimientos de una biela a una dirección, esto se consigue empleando un sistema de guía que elimine los cambios de orientación de la biela, obteniendo un movimiento lineal alternativo más preciso. Su uso es frecuente