LOS OPERADORES MECANICOS: LA CREMALLERA

Un mecanismo de cremallera es un dispositivo mecánico con dos engranajes (denominados piñón y cremallera) que convierte un movimiento de rotación en un movimiento rectilíneo. El engranaje circular denominado piñón engrana con una barra dentada denominada cremallera, de forma que un giro aplicado al piñón causa el desplazamiento lineal de la cremallera.También se conocen por la denominación de mecanismos de piñón y cremallera.Por ejemplo, en un ferrocarril de cremallera , la rotación de un piñón montado en una locomotora permite transmitir a un carril dentado la fuerza necesaria para que un tren suba una pendiente pronunciada.Para cada par de perfiles de envolventes es posible diseñar un sistema de engranajes conjugados. En el caso básico de la cremallera, uno de los engranajes es un borde recto dentado, con radio infinito.Se utilizan tipos de cremalleras normalizadas de referencia para especificar los detalles de los dientes y sus dimensiones en el diseño de máquinas herramienta, como fresas o cortadores

usos :

Aplicaciones

Controles de la compuerta de uncanall

Los mecanismos de cremallera y piñón son a menudo utilizados como parte de un accionamiento lineal sencillo, donde la rotación de un volante girado manualmente o por un motor se convierte en un movimiento lineal.

Normalmente, la cremallera recibe directamente las cargas que se oponen a su movimiento, por lo que el piñón de ataque suele ser pequeño, de modo que la relación entre el desarrollo del piñón y el del volante con el que se acciona reduce considerablemente el par de giro necesario. Cuando las fuerzas de accionamiento necesarias son mayores, se incluyen engranajes des multiplicadores intermedios, o sistemas de tornillo sin fin.

ventajas y desventajas :

Ventajas:
*- Reducen el esfuerzo en el volante, con menor fatiga para el conductor, ventaja muy conveniente en los largos recorridos o para las maniobras en ciudad.
*- Permiten acoplar una dirección mas directa; es decir, con una menor reducción con lo que se obtiene una mayor rapidez de giro en las ruedas. Esto resulta especialmente adecuado en los camiones y automóviles.
*En el caso de reventó del neumático, extraordinariamente grave en las ruedas directrices, estos mecanismos corrigen instantáneamente la dirección, actuando automáticamente sobre las ruedas en sentido contrario al que el neumático reventado haría girar al vehículo.
*No presentan complicaciones en el montaje, son de fácil aplicación a cualquier vehículo y no afectan a la geometría de la dirección.
* Permiten realizar las maniobras mas delicadas y sensibles que el conductor precise, desde la posición de paro a la máxima velocidad. La capacidad de retorno de las ruedas, al final del viraje, es como la de un vehículo sin servo dirección.
* En caso de avería en el circuito de asistencia, el conductor puede continuar conduciendo en las mismas condiciones de un vehículo sin servo dirección, ya que las ruedas continúan unidas mecánicamente al volante aunque, naturalmente, tenga que realizar mayor esfuerzo en el mismo.

formulas matemáticas

Llamaremos avance (A) del piñón a la distancia que avanza la cremallera en una vuelta completa del piñón, su valor coincide con el perímetro de la circunferencia primitiva y vendrá dado por la fórmula:

$A=p\cdot{}d_p=p\cdot{}Z$

Donde:

- dp representa el diámetro primitivo del piñón en metros.

- p representa el paso de los dientes del piñón en metros.

- Z representa el número de dientes del piñón.

Por otro lado la velocidad de avance (Va) de la cremallera expresada en m/s. Se calculará según la fórmula:

- Donde n es la velocidad d giro del piñón, en rpm.

El paso p representa la distancia en metros entre dos dientes, su inversa representará por lo tanto los dientes que hay en un metro de avance, por lo tanto en un metro de cremallera, se disgnará por N.