MECANISMOS

OPERADORES

MAQUINA COMPUESTA

Cuando no es posible resolver un problema técnico en una sola etapa hay que recurrir al empleo de una máquina compuesta, que no es otra cosa que una sabia combinación de diversas máquinas simples, de forma que la salida de cada una de ellas se aplica directamente a la entrada de la siguiente hasta conseguir cubrir todas las fases necesarias.Las máquinas simples, por su parte, se agrupan dando lugar a los mecanismos, cada uno encargado de hacer un trabajo determinado. Si analizamos un taladro de sobremesa podremos ver que es una máquina compuesta formada por varios mecanismos: uno se encarga de crear un movimiento giratorio, otro de llevar ese movimiento del eje del motor al del taladro, otro de mover el eje del taladro en dirección longitudinal, otro de sujetar la broca, otro...

La práctica totalidad de las máquinas empleadas en la actualidad son compuestas, y ejemplos de ellas pueden ser: polipasto, motor de explosión interna (diesel o gasolina), impresora de ordenador, bicicleta, cerradura, lavadora, video...

MECANISMOS

Toda máquina compuesta es una combinación de mecanismos; y un mecanismo es una combinación de operadores cuya función es producir, transformar o controlar un movimiento.Los mecanismos se construyen encadenando varios operadores mecánicos entre si, de tal forma que la salida de uno se convierte en la entrada del siguiente.Por ejemplo, en el taladro de sobremesa se emplean varios mecanismos, analicemos dos de ellos directamente relacionados con los movimientos de la broca (giro y avance):

El primer mecanismo es el encargado de llevar el movimiento giratorio desde el eje conductor al conducido (desde el motor al eje que hace girar la broca). Para construirlo se han empleado diez poleas de diferentes diámetros, dos ejes y una correa, formando la denominada caja de velocidades.

Con este sistema se modifican las condiciones de velocidad del eje del motor adaptándolas a las que necesita la broca.

El segundo mecanismo es el encargado de desplazar la broca longitudinalmente (hacia arriba o hacia abajo). Este mecanismo consiste en un eje de avance que accionado por una palanca de control hace girar un piñón que a su vez engrana con una cremallera que se desplaza hacia arriba o hacia abajo según el sentido de giro del piñón (mecanismo cremallera-piñón). Vemos que con este sistema transformamos un movimiento circular en el extremo de la palanca de control en uno longitudinal de la broca.Este mecanismo encadena los efectos de, al menos, cuatro operadores (algunos no se han representado para simplificar el gráfico): eje, palanca,piñón y cremallera.

MECANISMOS OPERADORES

En Tecnología se entiende por operador cualquier objeto (o conjunto de objetos) capaz de realizar una función tecnológica dentro de un conjunto. Por ejemplo:

FUNCIÓN TECNOLÓGICA POSIBLES OPERADORES

Abrir o cerrar el paso de una corriente eléctrica

interruptor, pulsador, conmutador...

Unir dos trozos de madera tornillo, clavo, tirafondo...

Convertir en alternativo un movimiento giratorio excéntrica, manivela, leva...

Producir calor resistencia eléctrica, vela, antorcha...

Conseguir ganancia mecánica polipasto, palanca, manivela...

Como vemos, en el apartado POSIBLES OPERADORES hemos puesto tanto elementos individuales (clavo, tirafondo, manivela...) como agrupaciones de ellos (interruptor, palanca, polipasto...), pues lo que identifica a un operador no es el conjunto de elementos que lo forman sino su capacidad para realizar una función dentro de un conjunto.

Aunque no sea una clasificación muy precisa, se puede hablar de operadores según la tecnología a la que pertenecen, pudiendo encontrar operadores: eléctricos (lámpara, cable, fusible, enchufe...), electrónicos (diodo, transistor, placa de circuito impreso...), mecánicos (eje, biela, polea, cuerda...), térmicos (cerillas, teas, piezoeléctrico...), químicos (grasa, cera, fósforo...), estructurales (barra, cartela, remache...), hidráulicos (grifo, bomba de agua, turbina...), etc.

Cuando empleamos operadores mecánicos, su unión (o interconexión) da lugar a un mecanismo, que a su vez puede ser considerado como otro operador si se une con otros mecanismospara formar una máquina. Eso mismo sucede con el resto de operadores. Veamos dos ejemplos cotidianos:

Para la construcción de una balanza romana tenemos que recurrir a la interconexión de varios operadores mecánicos y estructurales: barra, argolla, plato, tirantes, gancho... que en conjunto dan lugar a una palanca que se emplea para medir la masa de los objetos.

Para construir un circuito eléctrico elemental necesitamos interconectar, como mínimo, los operadores siguientes: pila eléctrica, cable, interruptor y lámpara.En este caso el cable es un operador que tiene por misión permitir el paso de la corriente eléctrica por su interior evitando las fugas hacia el exterior, pero está formado por 2 operadores más básicos: un conductor (cobre por el interior) y un aislante (PVC en el exterior). Lo mismo sucede con el interruptor, cuya función tecnológica es controlar el paso de la corriente eléctrica de forma fácil y segura, y está compuesto por otros operadores más elementales (una carcasa aislante exterior, varios tornillos y tuercas, un muelle, una palanca y un accionador basculante). Con la lámpara y la pila eléctrica sucede lo mismo.

ara la elaboración de nuestros proyectos tecnológicos necesitamos emplear mecanismos que a su vez están construidos con operadores.

La mayoría de los operadores mécanicos derivan de una máquina simple (o de una combinación de ellas), por lo que, aunque no sea una agrupación muy usual, se puede relacionar cada operador mecánico con la máquina simple de la que deriva. En la siguiente tabla aparecen relacionados, por orden alfabético, los operadores que necesitaremos para nuestros proyectos de Tecnología.

 OPERADORmecánico

MÁQUINA SIMPLE

Palanca  Plano inclinado   Rueda

Biela      

Cigüeñal *   *

Cremallera   * *

Cuña   *  

Émbolo      

Excéntrica *   *

Husillo   * *

Leva   * *

Manivela *   *

Palanca *    

Plano inclinado   *  

Polea     *

Rampa   *  

Rodillo     *

Rueda     *

Rueda dentada * * *

Sinfín   * *

Tirafondo   * *

Tornillo   * *

Tuerca   *  

MECANISMOS PARA LA

TRANFORMACIONDEL MOVIMIENTO

Para diseñar mecanismos para nuestros proyectos de tecnología necesitamos conocer el movimiento que tenemos (movimiento de entrada) y el que queremos (movimiento de salida) para después elegir la combinación de operadores (mecanismo) más adecuada. En el cuadro siguiente se ofrece una clasificación útil para abordar los proyectos de Tecnología.

Mecanismo/operador Utilidad práctica

Cable o cuerdaTransmitir fuerzas entre dos puntos variando la dirección de estas

Cuña Evita el movimiento de objetos rodantes. Multiplica la fuerza.

Gatillo Permite liberar una energía fácilmente.

Palanca Permite mover masas más fácilmente.

Polea fija de cableReduce el rozamiento en los cambios de dirección de una cuerda.

Polipasto Permite mover masas más fácilmente.

Rampa Guía el desplazamiento de objetos rodantes

Tren de rodadura Facilita el desplazamiento de objetos sobre una superficie.

Trinquete Evita que un eje gire en un sentido no deseado.