¿Qué es una Manivela?
Una manivela es un dispositivo de entrada para generar mecánicamente una salida giratoria mediante la rotación manual de una manivela. Se refiere principalmente a una palanca (pieza en forma de vara) con un orificio (o eje) en un extremo como lado de salida giratorio y una manivela de entrada (herramienta) en forma de L.
Una manivela se indica como “una parte de un eje o eje doblado, o brazo, enchavetado en ángulo recto con el extremo de un eje, para que un movimiento circular sea dado a o recibido del eje, o para que un movimiento alternativo sea convertido en un movimiento circular, o viceversa”.
Usos de las Manivelas
Las manivelas se utilizan en una gran variedad de aplicaciones y entornos en los que se requiere una acción giratoria. Algunos ejemplos conocidos son las manivelas giratorias de los gatos de los coches y las manivelas para abrir y cerrar ventanas y persianas. También pueden utilizarse en manivelas de carretes de caña de pescar.
En aplicaciones industriales, se utilizan a menudo para el funcionamiento rotativo de reserva en caso de fallo del equipo de alimentación, como los motores eléctricos. Se utilizan para abrir y cerrar válvulas, operaciones rotativas manuales de motores eléctricos, engranajes reductores, etc., y para el posicionamiento de máquinas herramienta como tornos.
Principio de las Manivelas
Una manivela es un elemento mecánico que sirve como dispositivo de entrada mecánica para movimientos rotativos manuales. Una manivela en este caso se refiere a un mecanismo que comprende, por ejemplo, una varilla (palanca) que conecta un eje giratorio y un eje descentrado. Una manivela también se refiere a una empuñadura para accionar el dispositivo.
Los dispositivos de entrada para generar una salida giratoria agarrando y girando un mango (manivela) con la mano se denominan colectivamente “manivelas”. La rotación puede generarse con menos fuerza debido a la longitud de la manivela que haciendo girar directamente un eje o similar. Al girar una manivela, cuanto más alejado esté el punto de aplicación de la fuerza (manivela) del centro de rotación, menor será la fuerza necesaria.
La fuerza necesaria para hacer girar un eje, por ejemplo, se denomina “par motor”, que se define mediante la siguiente fórmula.
Par T (N-m) = Fuerza tangencial F (N) *1 x radio de giro R (m) *2
1 Fuerza para girar la empuñadura
2 Longitud de la palanca (distancia entre el centro de la empuñadura y el orificio de la palanca)
Cuanto más larga es la palanca, más fuerza de giro se puede generar con menos fuerza. Sin embargo, cuanto más larga sea la palanca, más difícil será aumentar la velocidad de giro. Por lo tanto, debe elegirse una palanca larga cuando se requiera una velocidad de giro baja con un par de giro grande, y una palanca corta cuando se requiera una velocidad de giro alta con un par de giro pequeño.
Tipos de Manivelas
Existen varios tipos de manivelas, en función del material, la forma y la configuración de los orificios de la palanca/manivela.
- Material de la palanca/maneta hierro fundido, acero al carbono, acero inoxidable, aleación de aluminio, resina
- Forma de la palanca recta, descentrada
- Fijación de la manilla fija, giratoria, giratoria escamoteable
- Forma del orificio de la palanca orificio redondo, orificio cuadrado
- Otros, fijación del eje de la carraca, contrapeso en el lado opuesto de la empuñadura
Selección de las Manivelas
Las manivelas se seleccionan teniendo en cuenta el entorno operativo y el espacio de trabajo, incluyendo lo siguiente:
- Seleccione un orificio redondo o cuadrado en función de la forma del eje de la manivela y del dispositivo en el que vaya a instalarse.
- Seleccione las dimensiones del eje y del orificio de la palanca de la manivela y del dispositivo en el que se va a instalar.
- Si la fuerza necesaria para la operación es elevada, seleccione una palanca más larga.
- Del mismo modo, si la fuerza necesaria para la operación es elevada, seleccione un material de alta resistencia, por ejemplo, acero al carbono o acero inoxidable.
- Si la manivela está demasiado cerca del equipo al que está fijada y no puede accionarse debido a la interferencia de piezas u otros objetos, debe seleccionarse una manivela desplazada.
- Si la manivela estorba cuando no está en funcionamiento, seleccione una manivela giratoria o una manivela giratoria escamoteable.
- Seleccione un material de palanca metálico y resistente a la intemperie, especialmente si está expuesto a altas temperaturas, humedad y luz solar constante.
- Seleccione una empuñadura de tipo trinquete si, por ejemplo, no hay espacio de trabajo para una rotación de 360°.
- Seleccione una empuñadura equilibrada, por ejemplo, para el posicionamiento en tornos y otras máquinas herramienta con un elevado número de revoluciones.