Embragues, Frens i Inversors de Gir: Mecanismes Clau
Embragues, Frens i Inversors de Gir
Embragues
Els embragues serveixen per comunicar moviment i permeten connectar i desconnectar, a voluntat o automàticament, un dispositiu.
Tipus d'embragues
- Embrague de fricció: Transmet el moviment a través de superfícies que, per força de fricció, connecten el conductor amb el conduit. Aquest embrague pot fer una connexió o desconnexió suau i progressiva.
- Embrague de disc: Un conjunt de molles mantenen el disc connectat a l'eix conduit, entre dues superfícies connectades a l'arbre motriu. Un dispositiu mecànic i un joc de palanques desbloquegen les molles, alliberant el disc, i el moviment deixa de transmetre's.
- Embrague cònic: L'arbre motriu i el conduit duen dues rodes de forma cònica i, mitjançant un desplaçament lateral, es pot acoblar o desacoblar la transmissió.
- Embrague de dents: La connexió es fa a través de rodes dentades encarades frontalment. És brusc i s'utilitza quan la velocitat angular no és gaire gran i transmet esforços elevats.
- Embrague hidràulic: Transmet el moviment amb un líquid. Dins del càrter, una turbina connectada al motor (o conductor) actua com a bomba per impulsar oli. A partir de certa velocitat angular, es genera moviment a les pales, que fa que giri.
- Embrague centrífug: L'arbre motriu duu masses connectades i retingudes amb molles. En augmentar la velocitat angular, la força centrífuga venç la resistència de les molles, separant i connectant a través de superfícies de fricció.
Frens
Els frens són dispositius que permeten desaccelerar i reduir, fins a aturar, un mecanisme o màquina. També poden ser dispositius de dissipació d'energia, absorbint energia cinètica i transformant-la en energia tèrmica. Una aplicació als ferrocarrils amb tracció elèctrica és que frenen amb el motor i generen una dinamo, retornant l'energia en forma d'electricitat.
Tipus de frens mecànics
- Fre de cinta: Una cinta recoberta interiorment de material resistent al desgast abraça exteriorment la roda. Es tensa la cinta de manera que faci pressió a la perifèria de la roda, a través de ferodo, que per fricció genera un moment d'aturada. S'utilitza en grues o ascensors accionats elèctricament.
- Fre de tambor o sabates: Dues peces recobertes de ferodo són obligades a fer pressió contra la part interior d'un tambor solidari amb l'arbre o eix que es vol frenar. És accionat per un sistema de palanques o per un dispositiu hidràulic.
- Fre de disc: L'element que s'ha de frenar duu un disc solidari on exerceixen pressió dues pastilles accionades per un èmbol hidràulic. Són més eficients, però l'inconvenient és que la forta generació d'energia tèrmica fa que s'hagi de refrigerar.
Fre elèctric
Quan es tracta de frenar, sense arribar a aturar, grans càrregues durant un temps prolongat, s'utilitzen elements electromagnètics, ja que els de sabata o ferodo suposarien un gran escalfament. El funcionament consisteix a col·locar un disc metàl·lic a l'arbre de transmissió. Davant del disc se situen electroimants que generen un potent camp magnètic, que indueix corrents paràsits al disc en moviment davant seu. Això provoca una forta atracció, la qual cosa obliga a disminuir la velocitat.
Inversor de gir
Un mecanisme molt important en màquines que tenen dos sentits de gir. La inversió se sol fer amb la inserció d'un engranatge al mig de la transmissió o a través de trens planetaris o epicicloïdals. El planeta, connectat a l'arbre motriu, a través dels satèl·lits connecta la corona dentada (interiorment) i solidària a l'arbre de sortida. Bloquejant els satèl·lits o el planeta, girarà en un sentit o en l'altre.