MÁQUINAS Y MECANISMOS

Presentación realizada por:

Virgilio Marco Aparicio.

Profesor de Apoyo al Área Práctica del

IES Tiempos Modernos.

ZARAGOZA

MÁQUINAS Y MECANISMOS.

ÍNDICE

Los componentes de las máquinas

Los mecanismos

Palancas

Ruedas, levas y poleas

Sistemas de transmisión

La relación de transmisión

Manivelas y bielas

LOS COMPONENTES DE LAS

MÁQUINAS. Elementos.

Máquinas son aparatos que reducen el esfuerzo necesario para realizar un trabajo. En

casi todas las máquinas podemos encontrar:

Estructura: sirve de

apoyo y protección para el

resto de los componentes.

Motor: da energía

mecánica a partir de

cualquier otra.

Mecanismos: transmiten y

transforman las fuerzas y

los movimientos.

Circuitos: son los que

transportan la energía de un

lugar a otro de la máquina.

Actuadores: transforman

el movimiento en trabajo.

Dispositivos de mando

regulación y control:

controlan el funcionamiento

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LOS COMPONENTES DE LAS

MÁQUINAS. Circuitos hidráulicos y neumáticos.

Los circuitos hidráulicos o neumáticos son las partes por las que circula un fluido que en unos

es agua o aceite y en los otros aire comprimido. Suelen contener los siguientes elementos:

El generador. Se encarga de impulsar el fluido, suele ser una bomba de aire o un compresor.

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Los conductores. Son tubos o tuberías de diferentes materiales

Los receptores. Son los que aprovechan el movimiento del fluido para obtener calor, movimiento, trabajo, etc.

Elementos de protección. Boyas, filtros, válvulas, que aseguran el funcionamiento del circuito sin riesgos.

Elementos de control y regulación del caudal. Grifos, válvulas, compuertas que cortan o dirigen el paso del fluido.

MECANISMOS. Tipos de movimientos.

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La mayoría de las máquinas tiene varios componentes que realizan movimientos. Los cuatro movimientos básicos, que dan lugar a múltiples movimientos combinados, son:

Lineal. Se realiza en línea recta y en un solo sentido

Alternativo. Es un movimiento de constante avance y retroceso en línea recta.

Rotativo. Es un movimiento en círculo y en un solo sentido

Oscilante. Es un movimiento de constante avance y retroceso describiendo un arco

MECANISMOS. Tipos de mecanismos.

Los mecanismos son elementos o combinaciones de elementos que transforman las fuerzas y los movimientos.Así nos permiten modificar su dirección e intensidad hasta lograr los que necesitamos. Algunos tipos de mecanismos son:

Engranajes.

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Poleas.

Palancas. Bielas. Cigüeñales.

MECANISMOS. Ejemplo: tornillo - tuerca.

El mecanismo tornillo – tuerca se emplea para transformar un movimiento de giro en otrorectilíneo con una gran reducción de velocidad y, por tanto, un gran aumento de fuerza. Por ellose ha usado frecuentemente en prensas. Podemos encontrarnos los dos casos siguientes:

Tuerca fija. Al estar la tuerca fija el tornilloavanza en línea recta consiguiendo ejercer unagran presión sobre los obstáculos que encuentra ensu avance. Esta es la utilidad que se aprovecha enlos tornillos de banco y en las máquinas para lamedición de resistencia de materiales

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Tornillo fijo. En la bigotera y los compases deprecisión es el tornillo el que está fijo y al girarlomediante la ruedecilla central, se consigue que lastuercas se desplacen variando así la abertura entrelas puntas con gran precisión. Esta abertura semantiene fija a no ser que se vuelva a girar la rueda.

PALANCAS. Usos

• La palanca es una máquina consistente en una barra rígida que puede oscilar sobre un punto de apoyo.Puede usarse para: 1. Transmitir movimientos.

2. Transformar un movimiento en otro de sentido contrario.

3. Transformar fuerzas grandes en fuerzas pequeñas.

4. Transformar fuerzas pequeñas en fuerzas grandes.

5. Transformar un movimiento pequeño en otro mayor.

6. Transformar un gran movimiento en uno pequeño.

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PALANCAS. Tipos 1

• En toda palanca tenemos tres elementos imprescindibles:

Primer género. Tiene el punto de

apoyo colocado entre la potencia y la

resistencia.

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Potencia o fuerza que aplicamos Punto de apoyo Resistencia o fuerza que deseamos superar

Segundo género. Tiene la resistencia

colocada entre la potencia y el punto

de apoyo.

Tercer género. Tiene la potencia

colocada entre la resistencia y el pinto

de apoyo.

PALANCAS. Tipos 2

En la vida diaria nos encontramos con muchos aparatos y máquinasque combinan varios tipos de palancas, son lo que llamamos palancasmúltiples.

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PALANCAS. La Ley de la palanca

Mediante una palanca podemos amplificar nuestra fuerza colocando convenientemente elpunto de apoyo, la resistencia y el punto donde aplicaremos nuestra potencia.

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La LEY DE LA PALANCA dice: el producto de la potencia por su distancia hasta elpunto de apoyo es igual al producto de la resistencia por su distancia a ese mismo punto.

Potencia x dp= Resistencia x dr

Con el punto de apoyo a la misma distancia

de la potencia y de la resistencia no hay

amplificación de la fuerza

Si la potencia está dos veces más lejos del

punto de apoyo que la resistencia, la fuerza

se amplifica al doble.

RUEDAS, LEVAS Y POLEAS.Volver al

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Ruedas: en el volante y en otras ruedas aprovechamos la propiedad de la palanca.

La potencia se aplica en el exterior y la resistencia está en el mismo punto de

apoyo que se sitúa en el centro.

La rueda excéntrica y la leva: son ruedas que giran sobre un eje que no coincide con

su centro. Logran convertir un movimiento circular en uno alternativo que es

transmitido a otro componente (palanca, balancín, ...) que está conectado con ellas

La polea es un mecanismo compuesto por una rueda,

acanalada en su perímetro, y su eje. La polea fija no

se mueve al desplazar la carga. En la polea móvil, que

se desplaza al desplazar la carga, el punto de apoyo no

está en el eje sino en la cuerda. Con las poleas

logramos realizar esfuerzos hacia abajo para subir

cargas, ganando así en comodidad. Con las poleas

móviles también logramos amplificar la fuerza.

Los polipastos son combinaciones de poleas, fijas y

móviles, con las que logramos cambiar la dirección del

esfuerzo que realizamos y conseguimos amplificar la

fuerza. Para ello tenemos que aumentar también la

longitud de la cuerda que deberemos desplazar.

SISTEMAS DE TRANSMISIÓN.Volver al

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Mediante ruedas de fricción: son mecanismos con dos o más

ruedas que están en contacto. Al girar una hace girar a la otra en

sentido contrario. Los ejes de las ruedas deben estar muy próximos

y pueden ser paralelos o que se corten.

Transmisión mediante poleas y correa: son mecanismos formados

por dos o más poleas conectadas entre sí mediante correas. Los ejes de

las ruedas pueden estar muy alejados y pueden estar paralelos o

cortarse. Las correas pueden colocarse cruzadas para cambiar el

sentido de giro. Según los diámetros de las ruedas y la rueda que actúe

como motriz podemos lograr modificar la relación entre la velocidad

de giro y la fuerza de una rueda y otra.

Transmisión mediante piñones y cadena: son mecanismos

compuestos por dos ruedas dentadas unidas mediante una cadena. Se

comportan como las transmisiones mediante poleas y correa, pero con

la ventaja de que, al ser las ruedas dentadas, la cadena no corre peligro

de deslizarse.

Los sistemas de transmisión son mecanismos que se emplean para transmitir movimientos de un eje

a otro. Existen varios sistemas:

SISTEMAS DE TRANSMISIÓN.

EngranajesVolver al

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De ruedas rectas: Se emplea para

aumentar o reducir la velocidad de giro

y para mantener o cambiar el sentido de

la rotación.

De ruedas cónicas: transmite el

movimiento a un eje que se

encuentra en ángulo recto con el eje

motor.

Tornillo sin fin o sin fin corona:

transmite el movimiento a un eje

perpendicular y reduce mucho su

velocidad.

Los sistemas de transmisión por engranajes están formados por ruedas dentadas engarzadas entre sí.

Podemos encontrar los siguientes tipos.

Cremallera y piñón: convierten

el movimiento giratorio en lineal

y viceversa.

LA RELACIÓN DE TRANSMISIÓN

En todos los sistemas de transmisión, el aumento o disminución de fuerza y velocidad dependede la relación de transmisión.

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La Relación de transmisión en el caso de poleas y correa es: el cociente entre entre eldiámetro de la rueda arrastrada y el de la rueda motriz.

d1 / d2 = n2 / n1

z1 / z2 = n2 / n1

La Relación de transmisión en el caso de engranajes y piñones con cadena es: el cocienteentre entre el número de dientes del engranaje arrastrado y el del engranaje motor.

n1

d1

n2

d2

Rueda motriz Rueda arrastrada

n1

z1

n2

z2

Rueda motriz Rueda arrastrada

LA RELACIÓN DE TRANSMISIÓN.

El reductor de velocidad.

El reductor de velocidad es un mecanismo que se emplea para lograr que un motor

cuyo eje gira muy deprisa pero con poca fuerza sea capaz de mover un elemento que

precisa mayor fuerza para girar, pero gira más lentamente.

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Rueda motriz Rueda arrastrada Rueda motriz Rueda arrastrada

MANIVELAS Y BIELAS. La manivela

La manivela es un mecanismo que sirve para hacer girar un eje con

menos esfuerzo. Cuanto más larga es la manivela menor es el

esfuerzo que deberemos realizar.

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El cigüeñal es un conjunto de manivelas colocadas sobre un mismo eje.

Se usa cuando queremos dar movimiento alternativo a varios

elementos.

MANIVELAS Y BIELAS. La biela

La biela es una barra rígida que está conectada a un cuerpo que gira . Cuando elcuerpo gira la biela se desplaza según un movimiento alternativo. El efecto también sepuede logra a la inversa, es decir, transformando un movimiento alternativo en unogiratorio.

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La biela y la manivela suelen utilizarse juntas formando el conjunto biela-manivela .

El pedal de la bicicleta que transforma el movimiento alternativo de la pierna en la

rotación del plato y de las ruedas es un ejemplo muy conocido.