Los mecanismos
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3.Mecanismos y máquinas En este tema 3, conoceremos los fundamentos de las máquinas simples, su uso en las máquinas complejas y valoraremos las máquinas a lo largo de la historia y su importancia en el desarrollo y evolución actual.
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3.Mecanismos y máquinas
En este tema 3, conoceremos los fundamentos de las máquinas simples, su uso en las máquinas complejas y valoraremos las máquinas a lo largo de la historia y su
importancia en el desarrollo y evolución actual.
Máquinas
Una máquina es un conjunto de elementos que interactúan entre si y que es capaz de realizar un trabajo o palicar una fuerza.
Los elementos que constituyes a una máquina se llaman mecanismos.
PALANCAS
La palanca es una máquina simple. Es capaz de multiplicar la fuerza Esta compuesta por dos elementos: una barra
rígida y un punto de apoyo. Se puede levantar mucho peso haciendo poca
fuerza. La fuerza que se ejerza depende de donde la
apliques: ley de la palanca.
Palanca de primer grado
El punto de apoyo está entre la fuerza y la resistencia.
Dependiendo de la longitud de los brazos, la fuerza será mayor, menor o igual que la resistencia.
Palanca de segundo grado
La resistencia está entre el punto de apoyo y la fuerza.
Estas palancas tienen una gran ventaja mecánica: aplicando poca fuerza se vence un gran resistencia.
Palanca de tercer grado
La fuerza está entre el punto de apoyo y la resistencia.
Estas palancas tienen desventaja mecánica: es necesario mucha fuerza para vencer poca resistencia.
POLEA Y POLIPASTO La polea es una rueda con una hendidura en la
llanta por donde se introduce una cuerda o una correa. Sirve para elevar cargas con más comodidad porque cambian la direccion de la fuerza.
Un polipasto es un conjunto de poleas combinadas de tal forma que puedo elevar un gran peso haciendo muy poca fuerza.
La polea fija gira cuando se tira de la cuerda y la polea móvil gira a la vez que se desplaza hacia arriba
Torno
Un torno es un cilindro que consta de una manivela que lo hace girar, de forma que es capaz de levantar pesos con menos esfuerzos.
Se puede considerar una palanca de primer grado cuyos brazos giran 360º.
PLANO INCLINADO, CUÑA Y TORNILLO
El plano inclinado es una rampa que sirve para elevar cargas realizando menos esfuerzo.
La cuña es un plano inclinado doble, donde la fuerza que se aplica perpendicular a la base se transmite multiplicada a las caras de la cuña.
El tornillo es un plano inclinado pero enroscado en un cilindro. Cuando se aplica a presión y se enrosca, multiplica la fuerza aplicada.
MECANISMOS DE TRANSMISIÓN
Son máquinas más complejas, se caracterizan por tener movimiento. Lo que hacen los mecanismos de transmisión, es por ejemplo: comunicar el movimiento del motor a las ruedas.
Transmisión por engranajes Para que dos ruedas
dentadas engranen entre sí, el tamño de los dientes de cada una deben ser iguales. La rapidez con la que giran los engranajes se mide con la velocidad angular, se representa ώ y se mide en revoluciones por minuto(rpm).
Transmisión por correa
Es un mecanismo compuesto de una correa que conduce el movimiento de una polea a otra. La hendidura de ambas poleas tienen el mismo tamaño y la correa entre ambas debe tener la tensión adecuada.
Relación de transmisión 1.1
La relación de transmisión es el cociente de las velocidades de los dos elementos que se mueven y se representa por r.
r = ώ¹ ∕ ώ²
Relación de transmisión 1.2
Zmotriz<Zconducido
se reduce velocidad pero multiplica fuerza.
Zmotriz=Zconducido se mantiene la velocidad y la fuerza
Zmotriz>Zconducido se aumenta la velocidad y reduce la fuerza
Mecanismos de transformación
Piñón cremallera y husillo-tuerca: para transformar de movimiento circular en lineal o lineal a circular.
Biela-manivela, excéntrica, cigüeñal y leva: para transformaciones de movimiento circular en alternativo.
LAS MÁQUINAS TÉRMICAS
Estas son máquinas que transforman la energía térmica en energía mecánica.
Se pueden clasificar por la combustión: -De combustión externa, el combustible se quema fuera del motor, ejm: máquina vapor. -De combustión interna, el combustible se quema dentro del motor, ejm: el motor de un coche.
Máquina de vapor I
El proceso consisten en calentar agua, que genera vapor a gran presión, el vapor lleva al cilindro, cuando la válvula deja entrar el vapor a presión, el vapor se expande y empuja el émbolo, al procucirse vacio en el condensador, el vapor es succionado por otra valvula, cuando el pistón llega al final del recorrido comienza el ciclo de nuevo.
Si se le acopla un sistema de biela-cigüeal, podemos transformar el movimieto del embolo de vaivén en un movimiento circular.
Máquina de vapor II
Motores de combustión interna
De los motores de combustión interna, el más utilizado es el motor de cuatro tiempos, que es el que usan la mayoría de los coches. Para que el motor genere energía necesita el combustible y
el aire.
Motor de cuatro tiempos
Tiene cuatro fases, es menos sencillo que le motor de dos tiempos.
Las fases son: admitir combustible, comprimirlo, explotar, y expulsar los gases.
Motor de dos tiempos
Se usa en las motos, cortacésped, etc. A pesar del aceite con tanto sube y baja, los cilindros y los pistones se calientan, por lo que hay que refrigerarlos.
Motores diésel
Se usa un combustible llamado gasoil y no tienen bujía.
La mezcla del aire y el combustible se comprime tanto que alcanza los 600ºC.
MOTORES PARA VOLAR
Cohete, es un reactor que lleva en un tanque el combustible y en el 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.
Motores de aviones: -Los que tienen una turbina
compresora y se utilizan principalmente en aviones comerciales. -Los que no llevan turbina y se utilizan en aviones experimentales.
Turborreactor
En los motores con turbina, el aire entra aspirado por las hélices de un compresor, en la camara de combustión se produce una reacción y los gases a gran velocidad, impulsando el avión hacia delante
Turbofan
La gran ventaja es que es mucho mmás silencioso. Al estar el ventilador dentro del tubos se suman los dos efectos. El avance se debe al empuje del ventilador y los gases de la tobera final.
Turbopropulsor
La diferencia con el turborreactor está en la turbina de la parte posterior hace girar no solo al compresor, sino a una hélice delantera exterior.
La propulsión se debe a dos cosas: la hélice y los gases expulsados.
Estatorreactor
Las ventajas son: el poco peso y es sencillo.
Inconveniente: si la velocidad de vuelo no es muy alta, los gases pueden expandirse hacia la entrada.
Uso: aviones espía.
Pulsorreactor
La mejora es una válvula que permite la entrada de aire y se cierra cuando explota la mezcla.
Uso: motor de arranque de los veleros.
