Descripción breve

Una biela es un elemento rígido que conecta un pistón a un cigüeñal o una manivela. Sirve como el enlace mecánico que transmite la fuerza y el movimiento entre ambos, permitiendo la conversión del movimiento alternativo (lineal) en movimiento rotativo.

Uso / Función

Conversión de Movimiento: Fundamental en los motores de combustión interna para convertir el movimiento de arriba hacia abajo de los pistones en la rotación de las ruedas.
Bombas: Se utiliza en bombas manuales y molinos de viento para convertir la rotación en la acción de bombeo lineal.
Motores de Vapor: Transfiere la potencia desde el pistón deslizante a las ruedas motrices.

Principio de funcionamiento

La biela tiene dos extremos:

Pie de biela (Extremo pequeño): Generalmente unido a un pistón o una cruceta deslizante mediante un bulón o pasador.
Cabeza de biela (Extremo grande): Unido al muñón de un cigüeñal. A medida que el pistón se mueve linealmente, la biela empuja o tira de la manivela. Debido a que el muñón de la manivela se mueve en círculo, la biela debe pivotar en ambos extremos, lo que le permite traducir el movimiento rectilíneo en una trayectoria circular.

Cómo crearla

1. El Cuerpo

Debe ser extremadamente fuerte para resistir el pandeo bajo compresión y la rotura bajo tensión.
Generalmente tiene una sección transversal en forma de “I” para maximizar la resistencia y minimizar el peso.

2. Los Cojinetes

Ambos extremos deben tener cojinetes lisos para permitir la rotación alrededor de los pasadores.
En versiones primitivas, pueden ser simples agujeros con mucha lubricación.
En versiones modernas, se utilizan casquillos de precisión o cojinetes partidos.

3. Sujeción

La “Cabeza de biela” a menudo se divide en dos piezas (la biela y la tapa) para que pueda sujetarse alrededor del cigüeñal. Estas se mantienen unidas mediante pernos de alta resistencia.

Materiales necesarios

Estructural: Hierro o Acero de alta resistencia. El hierro fundido se utiliza a veces para aplicaciones de menor tensión.
Cojinetes: Bronce, latón o “metal Babbitt” (una aleación blanda que reduce la fricción).
Lubricación: Grasa animal, grasa o aceite de motor es esencial para evitar que la biela se gripe o se atranque.

Variantes y mejoras

Bielas Maestra y Esclava: Se utilizan en motores radiales (como los de los primeros aviones) donde varias bielas se conectan a un solo muñón de cigüeñal.
Bielas Horquilla y Hoja: Se utilizan en motores en V para permitir que dos cilindros compartan el mismo espacio longitudinal en el cigüeñal.

Límites y riesgos

Fatiga: La biela está sometida a millones de ciclos de tensión. Una pequeña grieta puede provocar una rotura de biela, lo que a menudo destruye todo el motor.
Peso: Si la biela es demasiado pesada, crea vibraciones y limita la velocidad de la máquina.
Fallo de Lubricación: Sin aceite, los cojinetes se derretirán o se griparán, causando un fallo mecánico inmediato.

Biela

Hecho de