MÁQUINAS - ELEMENTOS DE MÁQUINAS

Un eje pedalier tipo cartucho sellado con cabezal cuadrado

El eje pedalier de una bicicleta gira sobre los rodamientoscontenidos en la caja del pedalier. El eje pedalier contiene un cabezal donde las bielas se unen y los platos y los pedales se adhieren a las bielas.

Caja de pedalier

La caja del pedalier conecta al tubo del asiento, el tubo oblicuo o inferior y las vainas como parte del cuadro de la bicicleta.¹​²​

Son tres los tipos más comunes de pedalier:

• Ajustables, que usan cojinetes con sistema conos- cazoletas metidos en la caja del pedalier.
• Cartucho sellado, en que el eje y los rodamientos forman una pieza completa que se introduce dentro de la caja de pedalir.
• De una pieza, una sola pieza de acero forma los brazos de manivela y un eje. El eje se desplaza sobre cojinetes en el interior del pedalier. La mayoría de las bicicletas playeras de una velocidad tienen una unidad de una sola pieza que conforma el pedalier.

embrague es un sistema que permite tanto transmitir como interrumpir la transmisión de una energía mecánica a su acción final de manera voluntaria. En un automóvil, por ejemplo, permite al conductor controlar la transmisión del par motor desde el motor hacia las ruedas.

Está constituido por un conjunto de piezas situadas entre el motor y los dispositivos de transmisión, y asegura un número de funciones:

• En posición acoplado (o "embragado") transmite el par motor suministrado por el motor . En un automóvil, cuando el embrague gira, el motor está vinculado a la transmisión.
• En posición desacoplado (o "desembragado") se interrumpe la transmisión. En un automóvil, las ruedas giran libres o están detenidas, y el motor puede continuar girando sin transmitir este par de giro a las ruedas.
• En las posiciones intermedias restablece progresivamente la transmisión de par, mediante rozamiento o fricción.

Si consideramos la ecuación que define la potencia (${\displaystyle P}$) de un motor:

${\displaystyle P=M\omega ={\frac {2\pi Frn}{60}}}$,

en la que

• ${\displaystyle M}$ = par motor
• ${\displaystyle r}$ = radio de la muñequilla del cigüeñal
• ${\displaystyle F}$ = fuerza media de la biela sobre la muñequilla
• ${\displaystyle n}$= revoluciones por minuto del motor (rpm)
• ${\displaystyle \omega }$ = velocidad angular = ${\displaystyle 2\pi n/60}$

Según la cual, en la transmisión de fuerza mediante giro (la definición misma de momento de fuerza o par) toda disminución de la velocidad de giro (RPM) implica un aumento de par en la misma proporción. Esta es la razón de ser de las desmultiplicaciones de la caja de cambio y del grupo, reducir la velocidad de giro para ganar par.

Disco de embrague.

Por tanto una disminución a la mitad del régimen del primario con respecto al del motor, implica un aumento al doble del par transmitido al primario, conservándose el producto, o sea la potencia, sin tener cuenta las pérdidas por calor debidas al rozamiento.

Esto se entiende fácilmente si se imagina intentando subir una cuesta muy pronunciada, hasta el punto de hacer "patinar" el embrague durante un período prolongado: de esta manera se obtiene el par que el motor no puede dar, mediante reducción de su régimen al entrar la fuerza al cambio.

Asimismo, permite moderar los choques mecánicos evitando, por ejemplo, que el motor se detenga o que los componentes de los sistemas se rompan por la brusquedad que se produce entre la inerciade un componente que se encuentra en reposo y la potencia instantánea transmitida por el otro. Y funciona por un accionamiento de una palanca.

Clasificación[editar]

Existen diferentes tipos de embrague:

• Según el número de discos
  • hidráulico. No tiene discos. Se utiliza en vehículos industriales.
  • monodisco seco.
  • bidisco seco con mando único;
  • bidisco con mando separado (doble);
  • multidisco húmedo o seco.
• Según el tipo de mando
  • mando mecánico;
  • mando hidráulico;
  • mando eléctrico asistido electrónicamente.
  • centrífugo.

Elementos constitutivos y de funcionamiento[editar]

Esquemática de funcionamiento de un embrague a diafragma. A: posición de acoplamiento o "embragado", B: posición de desacople o "desembragado".

El mecanismo del embrague está formado por los componentes siguientes:

• El volante motor 2, atornillado al cigüeñal 1.
• El disco de fricción 3 que gira solidario con el eje de entrada al cambio o "primario" 6 gracias a un estriado.
• El plato de presión 4, que presiona al disco asegurando su adherencia al volante motor 2cuando el mecanismo está en posición de reposo (embragado).
• Los muelles del mecanismo (en este caso de diafragma), 5apoyan en el cojinete o "collarín" 7.

Cuando el mando hidráulico (o por cable) del conductor es activado por el conductor, la palanca desplaza al cojinete, el cual empuja al diafragma, que articula sobre los apoyos 9 que a su vez están fijos a la cubierta o tapa 8 , dejando entonces de hacer fuerza con lo que el disco de fricción ya no apoya sobre el volante. El primario 6 queda libre, no recibe par del motor, podemos cambiar de marcha con suavidad. Del mismo modo, si salimos desde parado, acoplaremos el disco de fricción con el pedal tanto más progresivamente cuanto más incremento de par necesitemos en el primario . Por ejemplo en una cuesta muy pronunciada, haremos lo que se llama "  hacer patinar el embrague ».

1. Cigüeñal (u otro eje conductor);

2. Volante;

3. Disco de fricción;

4. Plato de presión;

5. Muelle o resorte de diafragma;

6. Eje primario o conducido;

7. cojinete de empuje;

8. cubierta o tapa;

9. Anillos de apoyo;

10. Tornillos de fijación;

11. Anillos.

Embrague multidisco[editar]

Embrague multidisco en seco en una moto de competición. Se aprecian claramente los muelles.

Componentes de un embrague multidisco: a la izquierda, el tambor y el buje, a la derecha los discos.

Los embragues multidisco funcionan según el mismo principio, solo que se utiliza un "paquete" de discos, unos con dentado externo engrana con el cigüeñal mediante el "tambor" ; los otros, intercalados con los anteriores, con dentado interno engranan con el cambio mediante el "buje". Este paquete de discos en reposo está presionado por una serie de muelles helicoidales, con lo que el tambor y el buje giran solidarios. Su uso está limitado a las motocicletas, ya que el par que transmiten hacia el cambio es mucho más elevado que el que produce el cigüeñal debido a la desmultiplicación primaria, inexistente en el automóvil. Por tanto el acoplamiento ha de ser mucho más progresivo, mejorándose el proceso al estar sumergido en baño de aceite, que absorbe el calentamiento originado por el rozamiento, que se reparte además entre varios discos. Solo las máquinas de competición poseen embrague en seco, de tacto mucho más brusco (ver figura).

Características técnicas[editar]

El par que puede transmitir un embrague depende del material de fricción del disco, del área de las superficies en contacto, del diámetro del disco y de la fuerza del o los muelle(s).

Hay casos en que el mecanismo del embrague se sustituye por un convertidor de par hidráulico. Es el sistema de la Transmisión automática.