MÁQUINAS - ELEMENTOS DE MÁQUINAS

piñón a la rueda de un mecanismo de cremallera o a la rueda más pequeña de un par de ruedas dentadas, ya sea en una transmisión directa por engranaje o indirecta a través de una cadena de transmisión o una correa de transmisión dentada.¹​ También se denomina piñón tensor a la rueda dentada destinada a tensar una cadena o una correa dentada de una transmisión.²​

En una etapa de engranaje, la rueda más grande se denomina «corona», mientras que en una transmisión por cadena como la de una bicicleta o motocicleta además de corona a la rueda mayor se le puede denominar «plato», «estrella» o «catalina».³​ En un tren de engranajes de varias etapas, la corona de una etapa gira solidariamente con el piñón de la etapa consecutiva.

En las transmisiones por cadena y por correa, un piñón demasiado pequeño da lugar a mayores curvaturas en el elemento flexible de la transmisión, lo cual incrementa el desgaste y disminuye la vida útil de los elementos.

Principio de funcionamiento según la relación de transmisión[editar]

Cuando el piñón es pequeño, de manera que habría poca distancia desde la base del diente hasta un chavetero, los dientes se tallan mediante un mecanizado en el eje. Esto conlleva el inconveniente de usar el mismo material para el eje que para el dentado, lo cual puede llevar a hacer necesario realizar algún tratamiento térmico superficial para endurecer la superficie de los dientes del piñón mientras que el núcleo del eje y la base de los dientes deben ser resistentes a esfuerzos estáticos y de fatiga. En cambio, cuando hay espacio suficiente, se monta el piñón en un eje con un chavetero o en un eje nervado.⁴​

En el caso de formar parte de un mecanismo reductor de velocidad, la relación de transmisión, que es la razón geométrica entre la velocidad de salida y la velocidad de entrada, será menor a la unidad y, por tanto el eje de salida gira más despacio que el eje de entrada, como en la transmisión de un automóvil, donde el piñón es una rueda motriz. En cambio, en un mecanismo multiplicador de velocidad, en el que el eje de salida gira más deprisa que el eje de entrada, como en la transmisión de una bicicleta, el piñón es la rueda conducida.

Igualando las velocidades lineales en las circunferencias primitivas del piñón y la corona, se obtiene la siguiente expresión:

v = ω_e r_e =ω_s r_s ;

donde

• v es la velocidad lineal en la circunferencia primitiva;
• ω_e es la velocidad angular a la entrada;
• ω_s es la velocidad angular a la salida;
• r_e es el radio primitivo a la entrada;
• r_s es el radio primitivo a la salida.

Como ambas ruedas dentadas deben tener el mismo paso entre dientes, y por tanto el mismo módulo (M), la relación entre el diámetro primitivo (Dp) y el número de dientes (Z) será igual en las dos.

${\displaystyle M={\frac {Dp_{e}}{Z_{e}}}={\frac {Dp_{s}}{Z_{s}}}}$

${\displaystyle {\frac {M}{2}}={\frac {r_{e}}{Z_{e}}}={\frac {r_{s}}{Z_{s}}}}$

Por tanto, la relación de transmisión (i) será igual a:

${\displaystyle i={\frac {\omega _{s}}{\omega _{e}}}={\frac {r_{e}}{r_{s}}}={\frac {Z_{e}}{Z_{s}}}}$

Aplicando la ley de acción y reacción, la fuerza que ejerce la rueda motriz sobre la conducida sería igual y de sentido opuesto a la fuerza resistente.

${\displaystyle F\approx T_{e}r_{e}\approx T_{s}r_{s};}$

donde

• T_e es el momento de fuerza a la entrada;
• T_s es el momento de giro a la salida;

Sin embargo, el par obtenido en el eje conducido es inferior al calculado de esta manera, pues se pierde energía mecánica a consecuencia de la fricción.

${\displaystyle i={\frac {r_{e}}{r_{s}}}>{\frac {T_{s}}{T_{e}}}}$

piñón libre o rueda libre es el mecanismo que permite a un eje girar libremente en un sentido y ser engranado en el sentido contrario.

Un piñón libre permite, por ejemplo, que un ciclista deje de pedalear sin provocar que la rueda se frene o bloquee.

Consiste en un sistema instalado en un eje que permite que los piñones giren libremente en una dirección y se mantengan solidarios en la dirección contraria.

Se utilizan unos trinquetes empujados por un muelle para que, en la dirección de giro en la que se realiza la transmisión, se engranen con el resto del mecanismo para transmitir la potencia. En la dirección contraria los trinquetes son empujados hacia el eje y el resto del mecanismo gira libremente. En las bicicletas, este proceso produce el clásico ruido de carraqueo de la bicis cuando se deja de pedalear.

Usos[editar]

Bicicletas[editar]

Los piñones libre son usados ampliamente en casi la totalidad de las bicicletas que existen actualmente. De esta manera, un ciclista puede pedalear para transmitir el movimiento a la rueda trasera y poder avanzar; así como cuando deje de dar pedales, la rueda trasera seguirá girando libremente sin necesidad de que se transmita el movimiento de inercia a los pedales nuevamente.

Antes de inventarse este sistema, las bicicletas mantenían la rueda solidaria a los pedales, denominada bicicleta de piñón fijo. Estas tienen la ventaja de que permiten notar la adherencia del asfalto y la inercia de la bicicleta ayuda a pasar los puntos muertos. Sin embargo, producen más esfuerzo en la rodilla durante la frenada (si no se utilizan los frenos), no permiten usar cambios de marchas, si se engancha el pantalón con el plato no se puede dejar de pedalear sin parar la bici o bloquear la rueda trasera y en curvas cerradas no se pueden mantener los pedales horizontales para no tocar con ellos el suelo.

Coches[editar]

La rueda libre ha sido usada en coches con motor de dos tiempos, como el Saab 93 y Saab 96. Esto hacía imposible usar el motor como freno en esos modelos.

Helicópteros[editar]

Las aspas de un helicóptero han de ser capaces de girar más rápido que el motor para entrar en autorrotación, en caso de fallo del rotor principal o de cola.

pulverizador, flis flís, aerosol, espray, spray, atomizador, vaporizador o rociador es un recipiente donde se almacena un líquido, que tiene un dispositivo en la parte superior que permite expulsar ese líquido en forma vaporizada (reducido a gotas muy finas). El mecanismo de expulsión puede ser activado manualmente o mediante un gas.

Uno de los usos se puede observar en la maquinaria agrícola, donde éste se utiliza para realizar aplicaciones fitosanitarias. También se usa para aplicar perfumes y productos de limpieza.

Siglos XVIII y XIX[editar]

El concepto del pulverizador se originó en la década de 1790, cuando se introdujeron en Francia las bebidas carbonatadas auto-presurizadas. En 1837, Perpigna inventó un sifón de soda, e incorporó una válvula al recipiente de la bebida. En 1862, se ensayaron latas metálicas de pulverizadores, construidas de acero y demasiado pesadas y voluminosas para tener éxito comercial. En 1899, los inventores Helbling y Pertschpatentaron aerosoles presurizados que utilizaban cloruro de metilo y cloruro de etilo como propulsores.¹​

Siglo XX[editar]

El 23 de noviembre de 1927, el ingeniero noruego Erik Rotheim patentó una lata de aerosol con válvula. Este fue el precursor del aerosol moderno.¹​ En 1998, la oficina de correos de Noruega emitió un sello postal en conmemoración de la invención del aerosol.²​

Segunda Guerra Mundial[editar]

En 1941, los estadounidenses Lyle Goodhue y William Sullivan, que se acreditaron como los inventores del moderno pulverizador.³​ Durante la década de 1940 se llevó a cabo una producción masiva de aerosoles en los Estados Unidos. Se trataba de un insecticida denominado “bomba insecto”, desarrollado por Goodhue y Sullivan. Los soldados lo utilizaron para combatir las enfermedades causadas por insectos en la zona del Pacífico durante la Segunda Guerra Mundial. Se fabricaron 50 millones de unidades, y algunas de ellas encontraron su camino hacia el mercado estadounidense, después de la guerra, como excedente del ejército.

Otros productos[editar]

Como resultado de la gran aceptación por parte del público, las compañías comerciales empezaron a buscar formas de explotar esta novedosa forma de envasado. Insecticidas, desodorantes de ambientes, lacas para el cabello, fueron los primeros productos en llegar al mercado europeo, a principios de la década de 1950. Más tarde, aparecerían productos poco usuales, a menudo de corta duración, como los concentrados de café, de chocolate o de whisky. Fabricados originariamente a partir de una lata de aluminio estirado, los aerosoles empezaron pronto a fabricarse, también, como envases de tres piezas de hojalata.

Décadas de 1970 y 1980: los clorofluorocarburos y la capa de ozono[editar]

A finales de la década de 1970, una corriente de conciencia medioambiental captó la atención del mundo, tras la publicación del informe Molina/Rowland (véase Mario José Molina y Sherwood Rowland) acerca la capa de ozono. Los aerosoles se convirtieron en el objetivo prioritario de legisladores, de la prensa mundial y de las organizaciones de consumidores, por el papel que se creía que tenían los clorofluorocarburos (o CFC), usados a menudo como propelentes, en la disminución de la capa superior de ozono, a pesar de su contribución, relativamente menor, al fenómeno. La industria se alejó de los clorofluorocarburos, para aproximarse a propelentes alternativos. Se introdujo en Europa el etiquetado “sin clorofluorocarburo”. Desde 1989, los aerosoles europeos para el consumo (excepto algunos productos médicos, como los inhaladores contra el asma) no contienen clorofluorocarburos.