¿Qué es un elemento de máquina?
Las máquinas están formadas por elementos de la máquina, que son partes individuales de la máquina que se mueven e impactan otras partes para hacer que la máquina funcione. Aunque un elemento de la máquina puede consistir en partes estructurales más pequeñas, toda la configuración que realiza la función se considera el elemento. Por ejemplo, una válvula consta de varios componentes, incluido un volante y un eje o vástago, pero solo la válvula completa se denominaría elemento de máquina. Existe una amplia variedad de elementos de máquinas diferentes, tanto de uso general como de uso especial, y su diseño óptimo es un campo de estudio importante en ingeniería.
Los elementos de máquina de uso general se pueden utilizar en cualquier aplicación e incluyen elementos como engranajes, cojinetes y ejes. Los engranajes son piezas giratorias con dientes entrelazados que giran contra otros engranajes, lo que hace que giren y transmitan fuerza de rotación o torque. Los rodamientos se usan para transportar fuerza; un ejemplo es el rodamiento de bolas, que permite una fricción reducida a medida que rueda libremente debajo de una parte móvil. Los ejes y los acoplamientos, como los engranajes, también transmiten torque y se utilizan para conectar piezas, especialmente en vehículos como automóviles y motocicletas. Aunque existen muchas variaciones y otros tipos de elementos de propósito general, todos funcionan según los mismos principios de fuerza y movimiento y pueden incorporarse a casi cualquier máquina según sea necesario.
La otra categoría principal de elemento de máquina es el elemento de máquina especial. Estos dispositivos también usan los principios básicos de fuerza y movimiento para funcionar, pero a diferencia de los elementos de propósito general, solo se pueden usar en aplicaciones específicas. Los pistones y las válvulas son ejemplos de tales partes. Las válvulas controlan el flujo de fluido o gas a través de una tubería al obstruir la tubería, y se pueden abrir o cerrar con un interruptor externo o rueda. Los pistones son componentes móviles que se utilizan en motores y bombas para transmitir la fuerza de la presión de gas o fluido en una cámara cilíndrica, o para expulsar ese gas o fluido.
Al diseñar un elemento de máquina, los ingenieros buscan optimizar varios factores. El elemento de la máquina debe tener suficiente resistencia y durabilidad para realizar su función prevista de manera confiable, pero también debe ser lo más pequeño y ligero posible. Idealmente, también debería ser fácil y económico de fabricar y mantener sin dejar de cumplir con los estándares de la industria. Dado que la función básica del elemento de la máquina es la consideración más importante en el diseño, el proceso comienza adaptando el elemento a su función y luego incorporando otros factores.