close
Vés al contingut

Palanca articulada

De la Viquipèdia, l'enciclopèdia lliure
Eina de premsat amb palanca articulada

Una palanca articulada o palanca tipus genoll (en anglès: knee lever ), consta d'almenys dos elements connectats per una frontissa. Com en qualsevol palanca, segons el principi de la palanca, un recorregut gran amb baixa força de tracció o compressió es converteix en un recorregut petit amb alta força, o viceversa (multiplicador de força).

La característica única del principi de la palanca articulada rau en el fet que la relació de transmissió entre la força aplicada i la força resultant canvia contínuament durant el moviment. De la mateixa manera, la relació entre la carrera primària i la carrera secundària canvia, però de manera inversament proporcional a la força: en posició plegada, la palanca articulada produeix una transmissió de gran desplaçament amb una transmissió de força baixa. Com més s'acosta la palanca articulada a la posició estesa, més disminueix la velocitat de carrera per a una velocitat d'accionament constant, mentre que la força de pressió augmenta. Amb la palanca articulada completament estesa, la força, en teoria, tendeix a l'infinit.

Aquesta propietat de la palanca articulada s'utilitza, per exemple en una premsa de palanca, per primer portar ràpidament el pistó de la premsa cap al material que s'està premsant, després per comprimir el material a velocitat mitjana i pressió mitjana, i finalment per completar el procés de premsat a baixa velocitat i pressió molt alta.

Palanca articulada vs. palanca composta

[modifica]
Palanca articulada tipus genoll (knee lever, toggle lever) Palanca composta (compound lever)
Estructura Dos o més braços units per una articulació central que forma una mena de “genoll”. Diverses palanques simples connectades en sèrie.
Principi de funcionament La multiplicació de força augmenta de manera no lineal en apropar-se al punt mort. La multiplicació de força és la suma de les relacions de cada palanca simple.
Transmissió de força Variable i creixent; tendeix a força teòrica infinita a la posició totalment estesa. Relativament constant i predictible; acumulativa però no exponencial.
Velocitat de moviment Ràpida al començament, lenta i molt potent al final del recorregut. Moviment més uniforme segons la geometria de cada palanca.
Avantatge principal Permet bloqueig automàtic en sobrepassar el punt mort (efecte pestell de palanca). Permet grans multiplicacions de força sense necessitat de geometria de genoll.
Inconvenient principal Requereix una geometria precisa; risc de sobrecàrrega al punt mort. Mecanisme més llarg, voluminós i amb més peces.
Aplicacions típiques Premses, alicates de pressió, tancaments de palanca, mecanismes de bloqueig, eines de subjecció. Cisalles, tisores de tall pesat, eines de gran multiplicació de força, frens mecànics.
Tipus de moviment No lineal, amb un canvi continu de la relació de transmissió. Lineal o gairebé lineal, segons la combinació de palanques.
Capacitat de bloqueig Sí, en sobrepassar el punt mort. No, excepte dissenys específics.

Importància a l'enginyeria mecànica

[modifica]
Cisalla articulada amb disseny simètric: A banda i banda de la línia central, dues palanques basculants actuen a l'uníson

El principi de palanca articulada s'utilitza quan es desitja un moviment ràpid seguit duna alta multiplicació de força. Aquest és el cas, per exemple, quan cal expulsar l'aire contingut en un material porós abans de requerir més força de pressió per deformar encara més el material, ara compacte. També s'aplica quan durant un procés de subjecció cal recórrer certa distància en punt mort del fulcre abans d'assolir la peça a subjectar o a tallar.

Els efectes següents es combinen en una palanca articulada:

  • Una rampa de desacceleració integrada mecànicament a una velocitat constant.
  • Una transmissió de força molt alta en els darrers mil·límetres del recorregut del capçal de premsa.
  • Estendre la palanca articulada en excés (més enllà del punt mort) pot aconseguir un efecte de bloqueig si hi ha un topall mecànic. Fins i tot si la força d'accionament disminueix, la força de subjecció es manté i la peça subjectada no es pot deixar anar.

Es poden utilitzar elements elàstics (ressorts) per limitar la força de pressió i compensar les toleràncies.

Invents

[modifica]
Mecanisme per parar una ballesta amb palanca articulada al segle XVI
Tensió aplicada en pressionar la palanca articulada

La invenció de la palanca articulada està vinculada a la invenció de la premsa de palanca per a l'encunyació de monedes. Diedrich Uhlhorn apareix com a inventor alemany a Grevenbroich el 1817.

« Els esforços dels enginyers anglesos i francesos per substituir la premsa hidràulica per altres premses que també funcionessin silenciosament (sense impacte) van ser en gran part infructuosos. Entre elles hi havia, en particular, la premsa de disc excèntrica de Hallett i les premses de palanca de Sudds, Barker, Atkins i altres. L'avantatge d'aquestes premses —que la força de premsatge augmenta amb la resistència de la peça— es veu totalment compensat per la major fricció i el desgast associat en comparació amb les premses hidràuliques, per la qual cosa es poden considerar obsoletes.

Politechnisches Journal

 »
  • El 1811, el rus I. Nevedomsky va presentar la invenció d'una premsa de palanca.[1]
  • Anant més enrere a la història, trobem al segle XVI una palanca articulada unida a la ballesta com a ajuda per poder armar la corda del fort arc de metall.
  • Ja al segle XV, els armers enginyosos van dissenyar una palanca de peu de cabra per poder parar fàcilment les ballestes. Aquesta fou la primera palanca articulada acoblada que es coneix. Consistia en una forquilla de dues puntes amb un mànec extensible. L'arpa de tensió per a la corda de l'arc es muntava al terç inferior.[1] Utilitzant el mànec extensible, la palanca de peu de cabra, que estava fixat a un passador a la culata de la ballesta mitjançant les puntes de la forquilla, es tensava cap al disparador, i l'arpa de tensió tirava així de la corda fins a la nou de bloqueig. Com més es tensava la corda, més petita es tornava la palanca inferior (forquilla). Tot i augmentant la força de tensió de l'arc, l'efecte de la palanca articulada reduïa la força que el tirador havia d'exercir disparar-la. També es va dissenyar una altra versió que actuava en compressió.[2]

Estructura i aplicacions

[modifica]

La seva estructura és comparable a la de l'articulació del genoll humà. Consta de tres punts de suport i almenys dues extremitats. A l'articulació del genoll humà, aquestes són l'articulació del maluc, l'articulació del genoll i l'articulació del turmell, que es connecten a través de la part inferior i superior de la cama.

Per a l'amplificació de la pressió, s'utilitza, per exemple, en premses de palanca en la impressió tipogràfica (el model més conegut és la premsa de platina original de Heidelberg ) i en premses per a fruites. També s'utilitza com a gat de tisora per a moviments d'elevació.

Es pot trobar algun tipus de palanca articulada en una àmplia varietat d'eines, com tisores de mà, alicates de bloqueig, alicates perforadores i molts més.

Per subjectar se sol utilitzar una palanca articulada, que s'estén massa per bloquejar-la al seu lloc :

Galeria

[modifica]

Referències

[modifica]
  1. 1 2 3 Plantilla:Brockhaus-1895 Erfinder: der Russe I. Nevedomsky, 1811 in St. Petersburg zur Münzprägung
  2. ↑ Fig. 106 (Bild, Schieben der Bogensehne) Ein hölzerner Ziegenfußhebel spannt durch drücken auf die Bogensehne. (The Crossbow, Seite 167)

Bibliografia

[modifica]
  • Kniehebel. In: Meyers Großes Konversations-Lexikon. 6. Auflage. Band 11: Kimpolung–Kyzĭkos. Bibliographisches Institut, Leipzig / Wien 1907, S. 172–173 (Digitalisat. zeno.org).
  • Kniehebel. In: Brockhaus'Kleines Konversations-Lexikon. 5. Auflage. Band 1. Brockhaus, Leipzig 1911, S. 979 (Digitalisat. zeno.org).
  • Karlheinz Roth: Konstruieren mit Konstruktionskatalogen. Band 2: Sammlung von Konstruktionskatalogen. ISBN 978-3-540-67026-1, Kapitel 11, S. 97 ff.; books.google.cat

Enllaços externs

[modifica]
A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Palanca articulada
Obtingut de «https://ca.wikipedia.org/w/index.php?title=Palanca_articulada&oldid=37651272»