El movimiento del cono rodante es el movimiento rodante generado por un cono rodando sobre otro cono. En el movimiento del cono rodante, al menos uno de los conos es convexo , mientras que el otro cono puede ser convexo, cóncavo o una superficie plana (una superficie plana puede considerarse como un caso especial de un cono cuyo ángulo de vértice es igual a). La característica distintiva de un cono rodante, en relación con otros rodillos simétricos axialmente ( cilindro , esfera , disco redondo ), es que mientras rueda sobre una superficie plana, el centro de gravedad del cono realiza un movimiento circular en lugar de lineal . Otra característica única es que uno de sus puntos (su vértice) está en reposo durante todo el movimiento.
Cinemática
El movimiento de un cono rodante se puede describir como una superposición de un movimiento de rotación del cono alrededor de su eje de simetría y un movimiento de rotación de su eje alrededor del eje de simetría del cono estacionario. La relación entre las velocidades angulares de estos dos movimientos viene dada por:
dónde y son los ángulos de la mitad del vértice del cono estacionario y el cono rodante, respectivamente, es la velocidad angular del eje de simetría del cono rodante alrededor del eje de simetría del cono estacionario, y es la velocidad angular del cono rodante alrededor de su propio eje de simetría. En el caso especial de un cono rodando sobre una superficie plana (p. Ej.), esta relación se convierte en . Por ejemplo, un cono que tiene un ángulo de vértice de 60 grados, mientras se rueda sobre una superficie plana, realizará exactamente dos rotaciones completas alrededor de su eje de simetría antes de volver a su posición original.
Usar
Una de las aplicaciones más prácticas de los conos rodantes es el uso de rodamientos de rodillos cónicos en dispositivos giratorios. Los rodamientos cónicos pueden soportar cargas más altas que los rodamientos de bolas tanto en dirección radial como axial y, por lo tanto, se utilizan con más frecuencia como rodamientos de rueda en la mayoría de los vehículos terrestres con ruedas.
En los sistemas de transporte , los rodillos cónicos se utilizan a veces cuando es necesario crear una trayectoria curva. Un ejemplo común son las cintas transportadoras en las terminales de los aeropuertos, donde es necesario mover el equipaje en bucles.
En los siglos XVIII y XIX, el movimiento de cono rodante se utilizó en el proceso de extracción del aceite de oliva . Las aceitunas se pusieron en una gran palangana circular y se enrollaron sobre ellas conos de metal pesado. El hecho de que un cono pueda rodar en círculos sin deslizarse hizo más eficiente el uso de muelas de rodillos cónicos .
Referencias
- Sir William Thomson y Peter Guthrie Tait (2003). " Principios de mecánica y dinámica ". págs. 79–81.
enlaces externos
- Simulación de cono rodante. Apéndice de simulación de Eugene Butikov. Cubre también el caso de un cono cóncavo.
- Extracción de aceite de oliva Una revisión de las técnicas tradicionales de extracción de aceite de oliva, incluidas las muelas de rodillos cónicos.