El Deporte velocipédico (1895-04-10 00:00:00), página 3

De la forma de las bielas.

SUPERIORIDAD DE LAS BIELAS DE SECCIÓN RECTANGULAR SOBRE LAS BIELAS DE SECCIÓN CIRCULAR.

A medida que los fabricantes se esfuerzan en reducir al mínimo el peso de las máquinas, notase que muestran mayor tendencia á adoptar exclusivamente la forma redonda de las bielas, forma que, además de ser menos elegante, no encuentra justificación alguna.

Tengo á la vista cálculos que condenan la forma circular que hoy se da á las bielas; pero como son algo ingratos, me los reservo, y daré á conocer solamente sus resultados; bastando con que diga á mis lectores que tengo efectuados dichos cálculos y que los pongo á la disposición de aquellas personas á quienes puedan interesar.

Consideremos dos bielas de la misma longitud y de igual peso, una de sección circular y otra de sección rectangular. Siendo iguales, pesos y longitudes, la superficie de dichas secciones ha de ser necesariamente la misma en ambos casos. La diferencia estriba únicamente en la manera como en cada una está distribuida la materia.

Admitamos que una de las dimensiones de la sección rectangular h sea igual al diámetro de la sección circular. Para que la superficie de ambas secciones sea la misma, el cálculo muestra que la otra dimensión de la sección rectangular a debe tener por valor:

\[
\frac{\pi r}{2} = \frac{3.1416 \times r}{2}
\]

siendo \( r \) el radio de la sección circular.

En estas condiciones, si consideramos la resistencia de las dos bielas así constituidas, encontraremos que la resistencia de flexión de la biela de sección rectangular, en el sentido del esfuerzo á que está sometida normalmente, es á la resistencia de la biela de sección circular como

\[
\frac{4}{3} \text{ es á } 1.
\]

Es decir, que en condiciones iguales, si la biela de sección circular cede á un esfuerzo de 75 kilogramos, por ejemplo, la biela de sección rectangular no cederá sino á un esfuerzo de

\[
\frac{75 \times 4}{3} = 100 \text{ kilogramos}.
\]

Es, pues, ilógico repartir la materia en sección circular, toda vez que con otra distribución del mismo peso de metal se puede obtener un órgano más resistente.

El buen sentido demuestra, desde luego, que es por lo menos inútil dar á una biela que trabaja en sentido perpendicular á su eje igual sección que en el sentido de este eje, según el cual, los esfuerzos son mucho menos considerables.

Bien sé que las bielas están expuestas á romperse en una porción de circunstancias; pero éstos son accidentes que no han de ser tenidos en cuenta cuando se trata de construir máquinas ligeras, destinadas á obtener grandes velocidades y que, por consiguiente, no reúnen las condiciones exigidas para resistir toda clase de malos tratamientos que puedan serles inferidos por sus propietarios. En la mayoría de los casos, la sección circular de las bielas es insuficiente para resistir golpes anormales.

En resumen: la biela redonda es inferior á la biela de sección rectangular, cuando el peso de ambas es el mismo.

Hay un medio racional de disminuir el peso de la biela, conservándole la resistencia necesaria, y consiste en emplear bielas de sección rectangular, pero huecas. Nada más sencillo que comparar la resistencia de una biela construida de este modo con la resistencia de las precedentes.

Consideremos una biela maciza de sección rectangular, cuyas dimensiones sean \( 15 \times 20 \) m/m, y otra de sección rectangular, pero hueca. Supongamos que la dimensión transversal de \( 15 \) m/m sea conservada, y demos al tubo de que está formada un espesor de \( 2 \) m/m. Pues el cálculo demuestra que, para que la resistencia de esta biela sea igual á la maciza de sección rectangular, la dimensión longitudinal del rectángulo deberá ser de \( 25 \) m/m en vez de \( 20 \) m/m.

Hemos supuesto, por tanto, dos bielas de igual resistencia: una maciza y otra hueca. Sus pesos han de guardar entre sí la misma relación que las superficies de sus secciones, porque hemos supuesto también que estas bielas tienen la misma extensión. Y siendo respectivamente estas superficies de \( 300 \) m cuadrados para la biela maciza y de \( 144 \) m cuadrados para la biela hueca, sus pesos han de ser entre sí como \( \frac{300}{144} \); es decir, que la biela maciza, de resistencia igual, pesa algo más de dos veces lo que la biela hueca.

A decir verdad, aumentase algo el peso adicionando piezas macizas en los extremos de la biela hueca para facilitar la colocación de los ejes de las bielas y de los pedales; pero no es menos