Un aspecto importante en cualquier especialidad del área de ingeniería es el diseño y análisis de dispositivos que tienen que ver con la elaboración de estructuras, mecanismos o maquinaria.
Las máquinas y herramientas, por rudimentarias o sofisticadas que parezcan, tienen en común muchos elementos y son distintas unas de otras solo en la aplicación.
Un arreglo mecánico orientado a realizar trabajos simples recibe el nombre de mecanismo, mientras que uno que transforma la energía es llamado máquina.
Cualquier dispositivo o arreglo mecánico, sea éste una máquina o un mecanismo, se forma de elementos simples, eslabonados y acomodados de tal forma que generan movimientos relativos. Estos elementos son llamados eslabones y pares cinemáticos (juntas) y los dispositivos obtenidos mediante el ensamble pueden ser catalogados como mecanismos simples o complejos.
Un eslabón es un cuerpo rígido que tiene dos o más pares o elementos de apareamiento por medio de los cuales se puede conectar con otros cuerpos con el fin de transmitir fuerza o movimiento.
Un par cinemático es un elemento de enlace entre eslabones, que permite el movimiento relativo de estos con cierta libertad.
Un mecanismo es una combinación de cuerpos rígidos o resistentes formados de tal manera y conectados de tal forma que se mueven uno sobre el otro con un movimiento relativo definido. Un ejemplo de mecanismo es el dispositivo manivela-biela-pistón de una máquina de combustión interna.
Dado que una máquina es un dispositivo generado con la finalidad de dirigir, regular o aprovechar la acción de una determinada fuerza, se les clasifica según su complejidad en:
Sencillas: La mayoría utilizan el principio de la palanca, tal es el caso de unas pinzas, un cortaúñas o incluso un cuchillo.
Complejas: Cuentan con varios elementos sincronizados, por lo regular son dispositivos que trabajan por ciclos y transforman energía en grandes cantidades, tal es el caso de las máquinas de combustión interna o los mecanismos hidráulicos de una excavadora.
Muy complejas: El número de mecanismos es muy elevado, tal es el caso de un motor a reacción o un transbordador espacial.
Y de acuerdo a la cantidad de pasos que requieren para realizar su trabajo:
Simples: Llevan a cabo su trabajo en un solo paso, lo que hace muy sencillo explicar su funcionamiento, tal es el caso de unas tijeras, un hacha o un torno. De acuerdo al operador del que derivan, las máquinas pueden dividirse en tres tipos: rueda, plano inclinado o palanca.
Compuestas: Este tipo de máquinas implica una sincronía necesaria con otros elementos que no son mecánicos, tales como computadoras, impresoras 3D, etc.
De acuerdo al tipo de propulsión:
Manuales: Son aquellas que funcionan mediante un impulso, no utilizan ningún tipo de motor.
Por motores eléctricos: Se dividen en dos categorías:
Estacionarias: Son aquellas que requieren una conexión a una toma de corriente para operar, tal es el caso de una máquina de coser.
Móviles: Utilizan motores eléctricos pero se alimentan por medio de baterías, la mayoría de las veces son recargables.
Por combustión: Utilizan un combustible para mantener su autonomía de funcionamiento, por lo regular es algún derivado del petróleo, gas natural o alcohol.
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