Tema 3. Mecanismos y máquinas

Macarena Godoy Gandía

3º ESO A

Tecnología

11 FEB 2008

Índice1. Supermáquinas

2. Palancas

3. Poleas y polipastos

4. Plano inclinado, cuña y tornillo

5. Mecanismos de transmisión

6. Las máquinas térmicas

7. Motores para volar

1. SupermáquinasUna máquina es un conjunto de elementos que

interactúan entre sí y que es capaz de realizar un trabajo o aplicar una fuerza.

Los elementos que constituyen las máquinas se llaman mecanismos.

2. Palancas

La palanca es una máquina simple.

Máquina porque es capaz de multiplicar la fuerza y simple porque está compuesta por pocos elementos

Ley de la palanca

Cuando una palanca está en equilibrio se cumple que:

La fuerza por su brazo es igual a la resistencia por su brazo.

F · BF = R · BR

Fuerza: fuerza que se aplicaResistencia: fuerza que se venceBrazo: distancia del punto de aplicación de la fuerza al punto de apoyo

La fuerza y la resistencia se miden en newton, N

Tipos de palanca

En la palanca de primer género, el Punto de apoyo se encuentra situado entre la Potencia (Fuerza) y la Resistencia.

En la palanca de segundo género, la Resistencia se encuentra entre el Punto de apoyo y la Potencia.

En la palanca de tercer género, la Potencia se encuentra entre el Punto de apoyo y la Resistencia.

3. Poleas y polipastos

Polea es una rueda con una hendidura en la llanta por donde se introduce una cuerda o una correa.

Polipasto es un conjunto de poleas combinadas de tal forma que puedo elevar un gran peso haciendo muy poca fuerza.

Polipasto

TornoBásicamente consiste en un cilindro horizontal (tambor) sobre el que se enrolla (o desenrolla) una cuerda o cable.

Se comporta exactamente igual que una palanca, donde:

... el brazo de potencia (BP) es el brazo de la manivela (radio de la manivela)...el brazo de resistencia (BR) es el radio del cilindro en el que está enrollada la cuerda

4. Plano inclinado, cuña y tornilloPlano inclinado

Es una rampa que sirve para elevar cargas realizando menos esfuerzos.

Siempre se cumple que:

F = R · (a/b)

F = fuerzaR = pesoa = altura del plano inclinadob = distancia recorrida

CuñaPlano inclinado doble, donde la fuerza que se aplica perpendicular a la base se transmite multiplicada a las caras de la cuña.

Tornillo

Plano inclinado, pero enrollado sobre un cilindro.Cada filete de la rosca hace de cuña, introduciéndose en el material con poco esfuerzo.

5. Mecanismos de transmisión

Transmisión por engranajesLos engranajes son ruedas que tienen dientes en todo su

perímetro externo y engarzan unas con otras.

El número de dientes de un engranaje por su velocidad es igual al número de dientes del engranaje con el que se engrana por su velocidad:

Z1 · w1 = Z2 · w2

Z: nº de dientesW: velocidad

Transmisión por correaLa correa conduce el movimiento de una polea a otra.Su relación de movimiento es:D1 · w1 = D2 · w2D: diámetro; w: velocidad

Transmisión por cadenaLos eslabones de una cadena se acoplan a los dientes

de una rueda.Su equilibrio de movimiento es:Z1 · w1 = Z2 · w2

Tornillo sin fin y ruedaTransmiten un movimiento giratorio entre dos ejes

que se cruzan perpendicularmente.La rueda no puede mover el tornillo porque

se bloquea.

Relación de transmisiónEs el cociente de las velocidades (w) de los dos

elementos que se mueven y se representa por rR = Wconducida / Wmotriz

Trenes de mecanismos Sistema de transmisión reductor: es para unir un sistema de

poleas a un sistema de engranajes, poniendo una polea y un engranaje en el mismo eje.

Tren de poleas: cuando queremos reducir la velocidad de un motor, se puede hacer con varias poleas unidas por correas.

Tren de engranajes: si queremos aumentar la velocidad de un mecanismo se usan varios engranajes o poleas acoplados, pasando de mayor a menos tamaño.

Mecanismos de transformación Piñón cremallera: permite convertir un movimiento giratorio

en uno lineal continuo, o viceversa. Cuando el piñón gira, sus dientes empujan los de la cremallera, provocando el desplazamiento lineal de esta, o viceversa.

Husillo-tuerca: está formado por un eje roscado y una tuerca con la misma rosca que el eje. Se si gira la tuerca, esta se desplaza linealmente sobre el husillo, y al revés.

Mecanismos de transformación de movimiento circular a alternativo

Biela-manivela: mecanismo compuesto de 2 barras articuladas, de forma que una gira y la otra se desplaza por una guía. La barra que gira se llama manivela y, la otra, biela.

Excéntrica: rueda que tiene una barra rígida unida en un punto de su perímetro.

Cigüeñal: sistema compuesto por la unión de múltiples manivelas acopladas a sus correspondientes bielas.

Leva y seguidor: dispositivo que al girar es capas de accionar un elemento al que no está unido y moverlo de forma alternativa.

6. Máquinas térmicas

Las máquinas térmicas, según la forma de realizar la combustión del combustible, pueden ser de dos tipos:

De combustión externa: el combustible se quema fuera del motor, como en el caso de una máquina de vapor.

De combustión interna: el combustible se quema dentro de la máquina, como en el motor de un coche.

Combustión externa: máquina de vaporUna máquina de vapor es un motor de combustión

externa que transforma la energía de una cantidad de vapor de agua en trabajo mecánico o cinético.

La máquina de vapor de Watt se hizo popular gracias al tren, a los barcos de vapor y a multitud de máquinas que sustituyen el trabajo manual. Así, aparecieron nuevas profesiones.

Combustión interna El motor de cuatro tiempos: es el más usado y se

usa en la mayoría de los coches. Para que un motor genere energía necesita combustible y aire. Se llama de cuatro tiempos porque tiene cuatro fases:

El motor de dos tiempos: motor mas sencillo, que se usa mucho en las motos, cortadores de césped, etc. Admite combustible, lo comprime, lo explote y expulsa los gases, pero en solo dos fases.

Los motores diésel: se usa el gasoil y no tiene bujía. La mezcla del aire y el combustible se comprime mucho y alcanza temperaturas muy altas, por lo que no necesita la chispa de la bujía.

7. Motores para volar

Principio de acción reacciónPara comprenderlo, es necesario un ejemplo.

No es tan difícil. Tu haces fuerza sobre algo y ese algo, a su ves, hace fuerza sobre ti en sentido contrario. A estas fuerzas se les llama acción y reacción.

El reactor es un motor que se basa en este principio. Cohete: reactor que lleva en un tanque el combustible

y en otro el comburente.Los gases al calentarse se dilatan y salen a gran velocidad. Cuanta más velocidad de salida tengan los gases producidos por la combustión, más velocidad tendrá el cohete. Se cumple:

Mgas · Vgas = Mcohete · Vcohete

Motores de aviones Turborreactor: el aire entra aspirado por las hélices de un

compresor. En la cámara de combustión, el aire entra en contacto con el queroseno. Los gases salen por la parte de atrás a gran velocidad.Al salir, hace girar una turbina que, a su vez, hace girar un compresor delantero.

Turbofan: es mucho mas silencioso que el anterior. Al estar el ventilador, se suman dos efectos: el ventilador refrigera el turborreactor y y el flujo del aire es mayor.

Turbopropulsor: la turbina de la parte posterior hace girar al compresor y a una hélice delantera exterior. La propulsión se debe a dos causas: a los gases que salen por la parte posterior y al empuje de la hélice.

Estatorreactor: es una especie de motor de reacción que carece de compresores y turbinas, pues la compresión se efectúa debido a la alta velocidad a la que ha de funcionar. El aire ya comprimido, se somete a un proceso de combustión en la cámara de combustión y una expansión en la tobera de

escape. El régimen de trabajo de este motor es continuo.

Pulsorreactor: posee válvulas, que permiten la entrada del aire y se cierran cuando explota la mezcla. La combustión se produce a pulsos. Estos motores de instalan en aviones que soportan poco peso y suelen volar a baja cota.Se usa para el motor de arranque de los veleros.

Espero que os haya gustado este trabajo y que hayáis aprendido mucho sobre los

mecanismos y las máquinas.

Besos a todos, amigos.

FIN

Bibliografía

Tecnologías 3º ESO SantillanaWikipediaMecanesoFotos:

- Google- Mecaneso- Wikipedia- Tomadas por mí con el móvil