Evidentemente, una de las consideraciones de mayor importancia cuando se diseña un mecanismo que se impulsará con un motor, es asegurarse de que la manivela de entrada pueda realizar una revolución completa. Los mecanismos en los que ningún eslabón describe una revolución completa no serían útiles para estas aplicaciones.
Cuando se trata de un eslabonamiento de cuatro barras, existe una prueba muy sencilla para saber si se presenta este caso.
La ley de Grashof afirma que, para un eslabonamiento plano de cuatro barras, la suma de las longitudes más corta y m ás larga de los eslabón es no puede ser mayor que la suma de las longitudes de los dos eslabones restantes, sí se desea que exista una rotación relativa continua entre dos elementos. Esto se ilustra en la
figura 1-9, en donde el eslabón más largo tiene la longitud 1, la del más corto es s y los otros dos tienen las longitudes p y q. Siguiendo esta notación, la ley de Grashof especifica que uno de los eslabones, en particular el más pequeño, girará continuamente en relación con los otros tres sólo cuando
s+l<p+q
Si no se satisface esta desigualdad, ningún eslabón efectuará una revolución completa en relación con otro.
Conviene hacer notar el hecho de que nada en la ley de Grashof especifica el orden en el que los eslabones se conectan, o cuál de los eslabones de la cadena de cuatro barras es el fijo. En consecuencia, se está en libertad de fijar cualquiera de los cuatro que se crea conveniente. Cuando se hace ésto se crean las cuatro inversiones del eslabonamiento de cuatro barras ilustrado en la figura 1-9. Las cuatro se ajustan a la ley de Grashof y en cada una de ellas el eslabón s describe una revolución completa en relación con los otros eslabones. Las diferentes inversiones se distinguen por la ubicación del eslabón s en relación con el fijo.
Si el eslabón más corto s es adyacente al fijo, como se consigna en la figura 1-9a y b, se obtiene lo que se conoce como eslabonamiento de manivela-oscilador.
Por supuesto, el eslabón s es la manivela ya que es capaz de girar continuamente, y el eslabón p, que sólo puede oscilar entre ciertos limites, es el oscilador. El mecanismo de eslabón de arrastre, llamado también eslabonamiento de doble manivela. se obtiene seleccionando al eslabón más corto s como el de referencia.
En esta inversión, que se muestra en la figura 1-9c, los dos eslabones adyacentes a s pueden girar en forma continua y ambos se describen adecuadamente como manivelas y, por lo común, el más corto de los dos se usa como entrada. Aunque se trata de un mecanismo muy común, el lector descubrirá que es un problema muy interesante intentar construir un modelo práctico que pueda operar un ciclo completo.
Si se fija el eslabón opuesto a s, se obtiene la cuarta inversión, o sea, el mecanismo de doble oscilador que aparece en la figura 1-9d. Se observará que aunque el eslabón s es capaz de efectuar una revolución completa, ninguno de los adyacentes al de referencia puede hacer lo mismo, ambos deben oscilar entre límites y son, por lo tanto, osciladores.
En cada una de estas inversiones, el eslabón más corto s es adyacente al más largo l. No obstante, se tendrán exactamente los mismos tipos de inversiones del eslabonamiento si el eslabón más largo l está opuesto al más corto s; el estudiante debe demostrar esto para comprobar que así es en efecto.
PARTES DE UN MECANISMO DE 4 BARRAS
s=Manivela
l=Biela
p=Balancín
q=Bastidor o Carcaza
EJEMPLO
Determine si el siguiente mecanismo cumple con la ley de Grashof, dibuje el mecanismo
s+l<p+q
64 mm+164 mm < 134 mm+114 mm
228 mm < 248 mm
Si cumple con la ley de Grashof el eslabón motriz se da la vuelta o cumple un periodo completo
TIPOS DE INVERSIÓN EN 4 BARRAS SIMULACIONES EN WORKING MODEL
a) Mecanismo manivela y oscilador
b) Mecanismo manivela y oscilador
c) Mecanismo doble manivela
d) Mecanismo doble oscilador o eslabón
