Biela-manivela

Este mecanismo transforma o movemento circular en rectilíneo alternativo e viceversa, xa que se trata dun mecanismo reversible.

Partes e funcionamento do mecanismo biela-manivela

Este mecanismo funciona ao xirar o elemento chamado manivela cun movemento circular continuo arredor dun eixe. A manivela está unida, a unha distancia (r) do eixe, a unha barra chamada biela, e á súa vez a biela está unida mediante un pasador a un émbolo que estará guiado para ter un movemento rectilíneo, ben para desprazarse por unha corredeira ou dentro dun cilindro.

Se o elemento motriz é a manivela, temos un mecanismo que transforma o movemento circular continuo en rectilíneo alternativo. Por exemplo, un compresor de pistóns.

Se o elemento motriz é o émbolo, temos un mecanismo que transforma o movemento rectilíneo alternativo en circular. Por exemplo, o motor de combustión de pistóns.

O percorrido do pistón entre o punto máis alto e o máis baixo chámase carreira (c), e é o dobre do raio (r) da manivela.

c = 2 · r

onde:

• c: carreira do pistón
• r: raio da manivela

Aplicacións do mecanismo biela-manivela

Este mecanismo ten moitas aplicacións distintas, e moitas delas son moi comúns e forman parte das máquinas que manexamos a diario.

Motores de combustión

É a aplicación máis coñecida e probablemente a máis estendida. Nos motores de combustión, a forza motriz procede do pistón, que recibe a enerxía da combustión que se produce na parte superior do cilindro. A combustión empurra o pistón e a biela transmite a forza ao cegoñal, provocando o seu xiro. Neste caso, o mecanismo transforma o movemento rectilíneo alternativo do pistón en movemento circular do cegoñal.

Compresores de membrana e de pistóns

Dos múltiples tipos de compresores que hai, entre os modelos máis comúns e baratos están os de membrana. Nestes, un mecanismo acciona unha membrana flexible que se encarga de realizar a aspiración e a compresión do aire.

De funcionamento similar son os compresores de pistóns, nos que o traballo de aspiración e compresión o realiza directamente un pistón.

Os dous tipos de compresores funcionan mediante un mecanismo biela-manivela. Un motor eléctrico move a manivela, que transmite o movemento ao pistón ou á membrana a través da biela.

Nestas máquinas, ao contrario do que sucede no motor de combustión, prodúcese a transformación do movemento circular da manivela en rectilíneo alternativo do pistón ou da membrana.

Máquina de vapor

A máquina de vapor é outro clásico, como o motor de combustión. O seu uso nos medios de transporte é hoxe moi reducido.

Na actualidade, o vapor segue empregándose como forza motriz para mover turbinas en diversas aplicacións, pero estas xa non utilizan o mecanismo biela-manivela.

Serra mecánica alternativa

Estas serras teñen unha folla robusta unida a un arco que leva un movemento alternativo producido por un mecanismo biela-manivela.

As serras mecánicas alternativas foron unha aplicación importante do mecanismo biela-manivela nas máquinas ferramenta. Hoxe empréganse menos, en favor das serras de cinta ou de disco.

Ademais das aplicacións citadas, existen moitas outras. O mecanismo biela-manivela pode intervir no movemento principal de máquinas como a limadora ou o martinete, e tamén en mecanismos ou movementos secundarios, como os dalgunhas máquinas de coser ou prensas de impresión.