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Elementos-de-Maquinas-en-Mecatronica-Industrial

1. Elementos de
Máquinas en
Mecatrónica
Industrial
Este módulo explora los elementos fundamentales de las máquinas en
mecatrónica industrial. Abarca sistemas mecánicos, mecanismos,
movimientos y lubricación. Es esencial para comprender el funcionamiento
de sistemas industriales complejos.
by MARIA JESUS SANCHEZ

2. Sistemas y Elementos
Mecánicos
Ejes
Componentes cilíndricos que transmiten potencia y movimiento en
sistemas mecánicos.
Engranajes
Ruedas dentadas que transfieren movimiento entre ejes, modificando
velocidad y torque.
Cojinetes
Elementos que permiten el movimiento relativo controlado entre
partes, reduciendo la fricción.
Resortes
Componentes elásticos que almacenan y liberan energía en sistemas
mecánicos.

3. Acoplamientos y Frenos
Acoplamientos
Conectan ejes y transmiten
movimiento. Pueden ser rígidos o
flexibles.
Frenos
Detienen o ralentizan el
movimiento. Incluyen frenos de
disco y tambor.
Embragues
Permiten acoplar y desacoplar
partes del sistema. Pueden ser de
fricción o electromagnéticos.

4. Sistemas de Transmisión
1
Poleas y Correas
Transfieren movimiento entre ejes distantes. Usan correas planas,
trapezoidales o dentadas.
2
Cadenas y Ruedas Dentadas
Ideales para aplicaciones de alta fuerza. Comunes en maquinaria
industrial.
3
Engranajes
Transmiten movimiento entre ejes. Incluyen tipos rectos,
helicoidales y cónicos.

5. Elementos de Unión
Tornillos
Unen piezas con ayuda de
tuercas o en piezas
roscadas.
Pernos
Similares a tornillos, pero
más robustos para mayor
resistencia.
Tuercas
Se usan con tornillos para
asegurar uniones.
Arandelas
Distribuyen la carga y
evitan daños en la
superficie.

6. Uniones Permanentes
Remaches
Unen permanentemente piezas mediante deformación
plástica. Comunes en estructuras metálicas.
Soldaduras
Unen piezas metálicas por fusión. Incluyen soldadura por
arco, MIG y TIG.

7. Tipos de Engranajes
Rectos
Dientes paralelos al eje. Simples y eficientes, pero pueden ser
ruidosos.
Helicoidales
Dientes inclinados. Funcionamiento más suave y silencioso.
Cónicos
Para ejes que se intersectan. Útiles en transmisiones angulares.
Tornillo Sin Fin
Grandes reducciones de velocidad. Diseño compacto y alta carga.

8. Correas y Poleas
1
Correas Planas
Para baja potencia y grandes distancias entre ejes.
2
Correas Trapezoidales
Perfil en V para mayor tracción y eficiencia.
3
Correas Dentadas
Eliminan deslizamiento. Precisas en transmisión de movimiento.

9. Cadenas y Ruedas Dentadas
Cadenas de Rodillos
Alta resistencia y durabilidad. Comunes en bicicletas y
maquinaria industrial.
Ruedas Dentadas
Trabajan con cadenas. Transmiten movimiento entre
ejes separados.

10. Ejes y Acoplamientos
Ejes
Transmiten movimiento rotacional desde la fuente de energía.
Acoplamientos Rígidos
No permiten desalineación entre ejes conectados.
Acoplamientos Flexibles
Absorben desalineaciones y vibraciones. Útiles en ejes no
perfectamente alineados.

11. Movimiento de
Deslizamiento
1
Definición
Movimiento lineal de una superficie sobre otra.
2
Aplicaciones
Guías lineales en máquinas herramienta y sistemas de
automatización.
3
Características
Genera fricción. Requiere lubricación adecuada para reducir
desgaste.

12. Movimiento de Rodadura
Definición
Una superficie rueda sobre otra.
Altamente eficiente y reduce
fricción.
Ejemplos
Ruedas de vehículos, rodillos en
cintas transportadoras.
Ventajas
Baja fricción, menor desgaste,
mayor eficiencia energética.

13. Movimiento Pivotante
Definición
Rotación alrededor de un punto o
eje fijo.
Ejemplos
Bisagras en puertas, cojinetes de
rodadura en ruedas.
Características
Movimiento centrado en un
punto fijo. A menudo limitado a
un rango específico.

14. Movimiento Oscilatorio
1
Definición
Movimiento repetitivo de un lado a otro en un ángulo limitado.
2
Ejemplos
Péndulos en relojes, osciladores en sistemas electrónicos.
3
Características
Frecuencia y amplitud son parámetros clave en su diseño.

15. Movimiento Helicoidal
Definición
Combina rotación y traslación.
Común en tornillos y helicoides.
Aplicaciones
Tornillos de avance en tornos,
taladros y prensas de tornillo.
Características
La geometría de la hélice y el paso
del tornillo son factores clave.

16. Movimiento Alternativo
Definición
Movimiento de ida y vuelta en línea recta.
Ejemplos
Pistones en motores de combustión interna, bombas de pistón.
Características
Convierte movimiento rotacional en lineal y viceversa.

17. Movimiento Rotacional
1
Definición
Movimiento continuo
alrededor de un eje.
2
Ejemplos
Volantes de inercia, poleas,
discos de freno.
3
Características
Fundamental en la transmisión
de potencia en máquinas.

18. Importancia de la Lubricación
Reducción de Fricción
Forma una película entre superficies en movimiento, disminuyendo el
contacto directo.
Minimización del Desgaste
Prolonga la vida útil de los componentes y reduce costos de
mantenimiento.
Disipación de Calor
Ayuda a disipar el calor generado por el movimiento entre superficies.
Protección contra Corrosión
Actúa como barrera contra humedad y agentes corrosivos.

19. Lubricación por Baño de
Aceite
1
Método
Componentes parcialmente sumergidos en aceite.
2
Aplicaciones
Ideal para cajas de engranajes y cojinetes de rodadura.
3
Ventajas
Buena disipación de calor y lubricación continua.

20. Lubricación por Grasa
Método
Utilizada en componentes cerrados
y de difícil acceso.
Ventajas
Buena adherencia, efectiva en
condiciones de alta carga y baja
velocidad.
Aplicaciones
Ideal cuando la re-lubricación
frecuente no es posible.

21. Lubricación por Pulverización
Método
Lubricante aplicado en forma de
aerosol.
Aplicaciones
Común en sistemas abiertos
como cadenas y engranajes
expuestos.
Ventajas
Aplicación ligera y uniforme de
lubricante.

22. Lubricación por Circulación
1
Método
Lubricante bombeado a través del sistema y filtrado para
reutilización.
2
Aplicaciones
Adecuada para aplicaciones de alta velocidad y alta carga.
3
Ventajas
Excelente disipación de calor y eliminación de contaminantes.

23. Tipos de Lubricantes: Aceites
Tipos
Minerales, sintéticos o
semisintéticos.
Aplicaciones
Desde motores hasta sistemas
hidráulicos.
Factores Clave
Viscosidad y aditivos son cruciales
en la selección.

24. Tipos de Lubricantes: Grasas
Composición
Aceite base y un espesante.
Ventajas
Excelente adherencia, ideal para aplicaciones de difícil reengrase.
Usos
Rodamientos, juntas y componentes sellados.

25. Lubricantes Sólidos
1
Tipos
Incluyen grafito, disulfuro de molibdeno y polímeros.
2
Aplicaciones
Condiciones extremas de temperatura y presión.
3
Ventajas
Proporcionan lubricación de emergencia y protección contra
desgaste.

26. Fluidos Sintéticos
Características
Mayor estabilidad térmica y
química que los aceites minerales.
Aplicaciones
Aeroespacial, automotriz y de alta
precisión.
Ventajas
Rendimiento superior en
condiciones extremas.

27. Selección de Lubricantes
Temperatura
Deben mantener propiedades a temperaturas esperadas.
Carga y Velocidad
Deben soportar cargas y operar eficientemente a velocidades
requeridas.
Compatibilidad
El lubricante debe ser compatible con los materiales de los
componentes.
Ambiente
Considerar factores como humedad, polvo y productos químicos.

28. Análisis de Viscosidad
1
Importancia
Mide la resistencia del lubricante al flujo.
2
Indicador
Cambios pueden indicar contaminación o degradación del
lubricante.
3
Método
Se realiza con viscosímetros en laboratorios especializados.

29. Detección de Contaminantes
Tipos
Partículas metálicas, agua, polvo y
otros contaminantes.
Métodos
Análisis espectrométricos y
ferrografía para identificación y
cuantificación.
Importancia
Esencial para evaluar la condición
del lubricante y del sistema.

30. Análisis de Degradación
Indicadores
Oxidación, formación de lodos y acidez.
Métodos
Análisis químicos como determinación del índice de acidez y
oxidación.
Importancia
Crucial para evaluar la condición del lubricante y planificar
mantenimientos.