els elements mecànicstecnosahuquillo.weebly.com/uploads/2/6/3/1/26313636/ii_els... · forces en...

Els elements mecànics

IES Sivera Font-CFGM

1

TEMA

II

Els

ele

me

nts

me

cà

nic

s



2

II Identificació d’elements mecànics

1. Cinemàtica i dinàmica de les màquines.

1.1. Velocitats en les màquines

1.2. Acceleració en les màquines

1.3. Forces en les màquines

1.4. Moment de forces

1.5. Forces d’inèrcia

1.6. Potència en les màquines

2. Elements mecànics transmissors del moviment: descripció,

funcionament, simbologia, manteniment de primer nivell

2.1. Palanques. Tipus de palanques

2.2. Corrioles. Tipus de corrioles

2.3. Rodes de fricció

2.4. Politges i corretges

2.5. Engranatges

2.5.1. Engranatges cilíndrics. De dents rectes i helicoidals

2.5.2. Engranatges cònics

2.5.3. Caragol sense fi

2.6. Relació de transmissió

2.7. Juntes Cardan

2.8. Operacions de manteniment

3. Elements mecànics transformadors del moviment: descripció,

funcionament , simbologia.

3.1. Manovella-torn

3.2. Biela-manovella

3.3. Pinyó i cremallera

3.4. Lleva i seguidor

4. Elements mecànics auxiliars: descripció, funcionament, manteniment de

primer nivell.

4.1. Ralentitzadors i frens

4.2. Acumuladors d’energia. Volants i resorts

4.3. Trinquets

4.4. Elements de fricció. Coixinets i rodaments

4.5. Embragatges

5. Elements auxiliars d’unió: descripció, funcionament, manteniment de

primer nivell



3

5.1. Rosques. Caragols

5.2. Clavetes. Llengüetes. Passadors

5.3. Reblons

5.4. Soldadura

6. Simbologia d’elements mecànics

7. Normes de prevenció i seguretat en els elements mecànics

7.1. Elements de màquines que presenten riscos

7.2. Dispositius de protecció dels mecanismes

7.3. Normes bàsiques d’utilització de les eines

8. Valoració del desgats dels elements mecànics: lubricació i manteniment

preventiu

8.1. Desgast en els elements mecànics

8.2. Lubricació en les màquines

8.3. Manteniment preventiu delsd elements mecànics

Annex I: Metrotècnia

Annex II: Mecanismes combinats



4

Cinemàtica i dinàmica de les màquines

Si alguna característica tenen les màquines en el seu funcionament és l’existència

de moviment d’algunes de les seues parts. Aquestos moviments suposen

l’existència de velocitats, i com aquestes normalment no són constants, es

variacions de la velocitat donaran lloc a acceleracions de les peces en moviment.

Com les màquines, a banda de transmetre velocitats, transmeten esforços, tant

aquestos com les forces d’inèrcia (degudes a les acceleracions) han de tenir-se en

compte en l’esudi del seu funcionament.

1.1. Velocitats en les màquines

Bàsicament hi ha dos tipus de velocitat en les màquines, la velocitat lineal i la

velocitat angular.

Velocitat linial És quan un element mecànic es desplaça amb una trajectòria en línia recta o corba.

Aquesta velocitat pot ser uniforme i pot ser variable, tant en magnitud, en direcció

o en sentit. Com la definició de velocitat és l’espai recorregut en un temps

determinat tenim:

𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑡𝑎𝑡 =𝑒𝑠𝑝𝑎𝑖

𝑡𝑒𝑚𝑝𝑠; 𝑣 =

𝑒

𝑡

En el SI l’espai es mesura en metres (m) i el temps en segons (s), la velocitat

tindrà com unitats de mesura:

𝑒 (𝑚)

𝑡 (𝑠)= 𝑣 (𝑚 𝑠 )

Dos exemples de moviment

linial són els de la llimadora (a

l’esquerre) o l’agulla d’una

màquina de cosir (a la dreta).

Els dos moviments són

rectilinis alternatius i

accelerats.

1



5

Velocitat angular És dóna quan element mecànic gira (sense desplaçar-se) sobre un punt fixe que

anomenarem eix. La velocitat angular pot ser uniforme, si l’element gira sempre en

el mateix sentit i a la mateixa velocitat, serà oscil·lant si l’element gira

alternativament en un sentit i l’altre.

Donat que hi ha molts elements mecànics que tenen moviment de rotació, i que no

tots poden girar en un sentit o en un altre, cal definir els sentits de rotació que són

dos possibles: rotació a dretes quan l’element gira en el mateix sentit que les

agulles del rellotge, i rotació a esquerres quan gira en el sentit contrari de les

agulles del rellotge.

També puguen aplicar la regla del caragol.

En el moviment de rotació es donen una sèrie de característiques que cal tenir en

compte.

La velocitat angular que es defineix com l’angle recorregut per un element en un

temps determinat.

𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑡𝑎𝑡 𝑎𝑛𝑔𝑢𝑙𝑎𝑟 =𝑎𝑛𝑔𝑙𝑒

𝑡𝑒𝑚𝑝𝑠; 𝜔 =

𝛼

𝑡

En el SI l’angle es mesura en radians i el temps en segons (s), la velocitat

angular tindrà com unitats de mesura:

𝛼

𝑡 (𝑠)= 𝜔 (1 𝑠 )

Ara bé, la unitat de mesura més utilitzada no son els radians per segon, sinò el

nombre de voltes de dóna l’element que gira en un minut, conegut com

revolucions per minut o rpm.

Els ventiladors industrials giren sempre en el

mateix sentit i normalment a la mateixa

velocitat.

Els eixugaparabrisa dels automòbils són

un exemple de moviment de rotació

oscil·lant.

El sentit de

rotació a la dreta

és quan girant un

caragol en eixe

sentit aquest

avança.

El sentit de

rotació a

l’esquerre és

quan girant un

caragol en eixe

sentit aquest

avança.



6

Per a poder convertir un unitat en l’altra cal tenir en compte que una volta o una

revolució és un angle de 2 radians, i que 1 minut té 60 segons. Per exemple si

hem de convertir una velocitat angular de 30 s-1 en rpm farem:

30 𝑟𝑎𝑑

𝑠·

1 𝑟𝑒𝑣

2𝜋 𝑟𝑎𝑑·

60 𝑠

1 𝑚𝑖𝑛=

30 · 1 · 60

2𝜋·𝑟𝑒𝑣

𝑚𝑖𝑛= 286,47

𝑟𝑒𝑣

𝑚𝑖𝑛= 286,47 𝑟𝑝𝑚

Així puguem establir que la equivalència entre les dues unitats és: 1 𝑠−1 =30

𝜋 𝑟𝑝𝑚

Una altra qüestió és que en el moviment de rotació, a banda de la velocitat angular,

és l’aparició de velocitats linials conegudes també com velocitats tangencials.

Quan la barra de la figura gira respecte d’un

punt fixe o (eix) a una velocitat angular , tots

els punts que formen la barra (P, Q,) tenen la

mateixa velocitat angular, ja que recorren el

mateix angle ( ) en el mateix temps.

Ara bé, si els dos punts tenen la mateixa

velocitat angular, no tenen la mateixa velocitat

tangencial. Aquesta és una velocitat linial que

es representa per un vector aplicat en el punt

corresponent i que té la direcció d’una recta

perpendicular a l’eix de la barra (o-P). Aquest

vector també és tangent a la trajectòria circular

e i per això s’anomena velocitat tangencial.

Aplicant la definció de velocitat tenim que:

𝑉1 =𝑒

𝑡1; 𝑉2 =

𝑓

𝑡2 com 𝑒 > 𝑓 i 𝑡1 = 𝑡2

resulta que: 𝑉1 > 𝑉2, així tenim que per a una mateixa velocitat angular la

velocitat tangencial d’un punt és tant major quan a més distància del centre de

rotació es troba el punt.

Finalment per poder calcular la velocitat tangencial de qualsevol punt ho farem de

la forma següent:

𝑉 = 𝜔 · 𝑟; 𝜔 1

𝑠 · 𝑟 𝑚 = 𝑉

𝑚

𝑠

On V és la velocitat tangencial (m/s), és la velocitat angular (rad/s) i r és el radi de

rotació del punt corresponent o siga la distància des del punt (P, Q) fins al centre

de rotació o.

Activitat 1: calcula la velocitat tangencial que portarà una persona que es situa a

l’Equador terrestre i una altra que està al Pol Nord.



7

Dades:

Radi de la Terra a l’Equador: 6 371 km

Radi de la Terra al Pol: 0 km

Velocitat de rotació (angular): 1 rev/24 hores

𝜔 = 1 𝑟𝑒𝑣

24 𝑕·

2𝜋 𝑟𝑎𝑑

1 𝑟𝑒𝑣= 0,261

𝑟𝑎𝑑

𝑕

𝑉𝐸 = 𝜔 · 𝑟 = 0,261 𝑟𝑎𝑑

𝑕· 6371 𝑘𝑚 = 1 667,92 𝑘𝑚/𝑕

𝑉𝑃 = 𝜔 · 𝑟 = 0,261 𝑟𝑎𝑑

𝑕· 0 𝑘𝑚 = 0 𝑘𝑚/𝑕

Açò vol dir que una persona situada a l’Equador es desplaça a una velocitat de 1

667,92 km/h respecte a una altra situada en el Pol, però les dues donen una volta

cada 24 hores, és a dir tenen la mateixa velocitat angular.

La velocitat tangencial s’ha tenir en compte en determinades màquines, que si bé

no tenen velocitats de rotació massa elevades, per les seues dimensions poden

assolir velocitat tangencials molt elevades. Per exemple les pales dels

aerogeneradors giren a velocitats reduïdes entre 13 i 20 rpm, però com algunes

pales poden tenir una longitud de fins a 80 m, les velocitats tangencials dels

extrems de les pales serien tant altes que podrien destruir-les. Així quan el vent

supera els 25 m/s les pales deixen de girar al col·locar-les en “bandera”, és a dir

paral·leles a la direcció del vent.

1.2. Acceleracions en les màquines

En Física es defineix l’acceleració com la variació de la velocitat en un temps

determinat:

𝑎𝑐𝑐𝑒𝑙𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖ó =𝑣𝑎𝑟𝑖𝑎𝑐𝑖ó 𝑑𝑒 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑡𝑎𝑡

𝑡𝑒𝑚𝑝𝑠=

∆𝑣

𝑡 → 𝑎

𝑚

𝑠2 =

∆𝑣 (𝑚 𝑠)

𝑡 (𝑠)

Quan es produeix un increment de la velocitat direm que tenim acceleració positiva

o símplement acceleració, i si tenim una reducció de la velocitat direm que tenim

una acceleració negativa o deceleració.

El raonament anterior serveix quan tenim un moviment rectilini, però el mateix

puguem fer si el moviment és de rotació, aleshores tindrem una acceleració

angular.

𝑎𝑐𝑐𝑒𝑙𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖ó 𝑎𝑛𝑔𝑢𝑙𝑎𝑟 =𝑣𝑎𝑟𝑖𝑎𝑐𝑖ó 𝑑𝑒 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑡𝑎𝑡 𝑎𝑛𝑔𝑢𝑙𝑎𝑟

𝑡𝑒𝑚𝑝𝑠=

∆𝜔

𝑡 → 𝛼

1

𝑠2 =

∆𝜔 (1𝑠)

𝑡 (𝑠)

Les acceleracions en les màquines s’han de tenir molt en compte en el seu

funcionament ja que unes elevades acceleracions poden provocar unes forces

d’inèrcia elevades.



8

Activitat 2: calcula l’acceleració d’un automòbil que passa d’una velocitat de 0

km/h a una altra de 100 km/h en 10 segons.

Dades:

velocitat inicial: 0 km/h=0 m/s

velocitat final: 100 km/h=27,77 m/s

temps: 10 segons

𝑎 =𝑣𝑓 − 𝑣0

𝑡=

27,77 𝑚 𝑠 − 0 𝑚 𝑠

10 𝑠= 2,77 𝑚 𝑠2

Un cas tipic d’acceleració constant és l’accleració gravitatòria que exerceix la Terra

sobre tots i cadascun dels cosos situats sobre ella, que fan tots els cosos caiguen

amb una acceleració constant de 9,81 m/s2

Activitat 3: deixem caure un cos amb una massa d’1 kg des de una alçada de 10

metres, que tarda 2 segons en arribar a terra. Calcula quina velocitat portarà al

final de la seua caiguda. I si deixem caure un cos de 10 kg?

Dades:

massa: m=1 kg

altura: h= 10 m

temps: t=2 segons

acceleració: g=9,81 m/s2

𝑎 =𝑣

𝑡 → 𝑣 = 𝑎 · 𝑡 = 9,81

𝑚

𝑠2· 2 𝑠 = 19,62

𝑚

𝑠· 3,6 = 70,63 𝑘𝑚 𝑕

En el cas del cos de 10 kg la velocitat serà la mateixa ja que

aquesta no depén de la massa del cos.

1.3. Forces en les màquines

Les forces estan presents en molts aspectes de la nostra vida, encara que la

mojoria de les vegades no ens adonem de la seua intervenció. Quan circulem en

bicicleta estem fem força, quan tallem un tros de pa estem fem força, quan alcem

un pes estem fent força, etc.

L’aplicació d’una força sobre un cos pot provocar una

deformació sobre ell.

Quan comprimim una llauna aquesta pateix una

deformació permanent.

𝑎𝑔 𝑕



9

En les instal·lacions industrials és fonamental que les estructures estiguen

dissenyades i calculades per a què puguen suportar les forces que actuaran sobre

l’estructura de suport sense que es provoquen deformacions permanents.

Sobre l’estructura d’una nau industrial actuen

diverses forces, el pes del sostre, el possible vent,

possibles acumulacions de neu, etc. Totes elles

han de ser suportades per l’estructura.

Una altra conseqüència de l’aplicació de forces es que pot modificar l’estat de repós

o de moviment d’un cos.

𝐹 = 0 → 𝑣 = 0 𝐹 ≠ 0 → 𝑣 ≠ 0

Per exemple si tenim un cotxe en repós (la seua velocitat és nula, 𝑣 = 0) i li

apliquem una força segons la figura, el resultat serà que el cotxe adquereix una

velocitat (𝑣 ≠ 0), accelera i es desplaça. Per tant si volem desplaçar un cos hem

d’aplicar-li una força.

Per contra si tenim un cotxe que circula a una certa velocitat i apliquem una força

en sentit contrari a la marxa del vehicle, aquest reduirà la seua velocitat (decelera)

i acabarà parant-se

Si l’acció d’un força provoca una acceleració (o deceleració) del cos al qual s’aplica,

puguem dir que:

𝑎 =𝐹

𝑚

També puguem escriure l’equació d’aquesta forma: 𝐹 = 𝑚 · 𝑎

La força és una magnitud física (en aquest cas una magnitud vectorial), que té com

unitat el newton (N) i que es representa mitjançant una fletxa que s’anomena

vector.

F F F

F

F

F v



10

Activitat 4: Amb les dades de l’activitat 2, si el vehicle té una massa de 1000 kg

calcula quina força és necessari aplicar.

Dades:

acceleració: 27,7 m/s2

temps: 10 segons

𝐹 = 𝑚 · 𝑎 = 1000 𝑘𝑔 · 27,7 𝑚

𝑠2= 27 700 𝑁

En les màquines les forces les puguem classificar amb dos tipus, les forces motrius

(Fm) que són les generades pels dispositius motrius (motors) i les forces resistents

(Fr)que són les que ofereixen els materials a ser treballats (tallar, foradar, doblegar,

etc)

Així en una màquina de cosir la força resistent és la que

ofereix la tela a ser perforada per l’agulla. La força

motriu és la que fa l’agulla sobre la tela, força que li

arriba des del motor elèctric de la màquina mitjançant

diversos mecanismes.

El que sempre ha de passar és que les forces motrius

han de ser, almenys, iguals a les forces resistents. Per

aquest motiu les agulles acaben en punta així la força

motriu per foradar la tela és més reduïda.

Un altre exemple el tenim quan elevem una càrrega

mitjançant una corriola.

Com hem dit si les dues forces són iguals la caixa està en

equilibri (ni puja ni baixa):

𝐹𝑚 = 𝐹𝑟 → 𝑒𝑞𝑢𝑖𝑙𝑖𝑏𝑟𝑖

Si la força motriu és inferior a la força resistent la caixa

baixarà:

𝐹𝑚 < 𝐹𝑟 → 𝑙𝑎 𝑐𝑎𝑖𝑥𝑎 𝑏𝑎𝑖𝑥𝑎

Si la força motriu és superior a la força resistent la caixa pujarà:

𝐹𝑚 > 𝐹𝑟 → 𝑙𝑎 𝑐𝑎𝑖𝑥𝑎 𝑝𝑢𝑗𝑎

𝐹𝑟 (𝑝𝑒𝑠)

𝐹𝑚



11

1.4. Forces d’inèrcia

Podriem definir com a força d’inèrcia aquella que aplicada a un cos fa que aquest

tinga la tendència a mantenir el seu estat de repós o de moviment.

La força d’inèrcia apareix quan sobre un cos s’exerceix una acceleració o

deceleració, és a dir quan canviem la velocitat inicial del cos.

Les forces d’inèrcia tenen la mateixa direcció que l’acceleració que les provoca, però

el sentit sempre és contrari a l’acceleració.

Un exemple molt conegut de forces

d’inèrcia es dóna quan en un automòbil

que circula a una determinada velocitat i

frena, la disminució de la velocitat pot

ocòrrer en un temps llarg (frenada normal)

o en un temps molt curt (xoc del vehicle).

En aquest cas la força d’inèrcia afecta als

passatgers del vehicle, i encara que en els dos casos la massa del cos és la

mateixa, la força d’inèrcia és més elevada en el cas del xoc ja que la deceleració és

molt més elevada al parar el cotxe en dècimes de segon.

Les forces d’inèrcia poden ser de tal magnitud que en cas

de xoc frontal d’un cotxe els passatgers poden eixir

llançats pel parabrises, amb conseqüències fatals

Per aquest motiu les mesures de seguretat passives

(cinturons de seguretat, air bags, etc) dels vehicles han

anat incrementat-se amb la finalitat de salvaguardar la

integritat del passatgers. Ara bé aquestes mesures sols

seran efectives si funcionen o les utilitzem correctament.

Activitat 5: Calcula la força d’inèrcia que afecta a un passatger de massa 80 kg

que circula en un cotxe a una velocitat de 80 km/h i frena fins parar en 5 segons. I

si xoca i para en 3 dècimes de segon?

Dades:

velocitat inicial: v0=80 km/h=22,22 m/s

velocitat final: vf=0 m/s

massa: m=80 kg

temps: 5 segons

𝐹𝑡=5𝑠 = 𝑚 · 𝑎 = 80 𝑘𝑔 ·22,22 𝑚 𝑠

5 𝑠= 355,52 𝑁



12

𝐹𝑡=0,3𝑠 = 𝑚 · 𝑎 = 80 𝑘𝑔 ·22,22 𝑚 𝑠

0,3 𝑠= 5925,33 𝑁

Com es veu per a una mateixa massa quan més reduït és el temps en el qual la

velocitat es redueix, més elevada és la força d’inèrcia. En el segons cas el passatger

experimenta una empenta de 7,5 vegades el seu pes.

Les forces d’inèrcia apareixen en les màquines quan tenim una massa (un pistó, un

volant, etc) que té una velocitat, lineal o circular que varia en el temps, és a dir

tenen velocitats no uniformes.

Quan és dissenya una màquina que tindrà elements amb moviments alternatius és

necessari estudiar quines forces d’inèrcia poden aparèixer durant el seu

funcionament, i així dimensionar de forma adequada aquestos elements. Una biela

en un motor de combustió està sotmesa a forces d’inèrcia alternes molt elevades.

Les forces d’inèrcia poden ser elevades si la màquina té masses grans en moviment

i açò cal tenir-ho en compte ja que al parar el motor de la màquina aquesta

continuarà el seu moviment fins que la força desaparega.

En altres casos utilitzem les forces d’inèrcia en el nostre benefici per exemple quan

s’utilizen per acumular energia en els volants d’inèrcia i així ajudar a regularitzar

el moviment de rotació quan les forces motrius no són continues (motors

d’explosió, màquines de vapor, etc.)

Volant en una màquina de cosir

Volants en una locomotora de vapor

Volant en una màquina de vapor

Joguina amb volant d'inèrcia



13

1.5. Moment o parell de forces. Parell motor

Ja hem vist que quan apliquem una força a un cos que pot lliscar li provoquem un

desplaçament linial, que pot ser rectilini o curvilini.

Quan apliquem una força a un element mecànic que pot

girar respecte d’un punt, el resultat és una rotació de

l’element. Així si a la barra de la figura li apliquem una

força F tal com apareix, el resultat és la rotació de la barra

respecte del punt o.

La definició de moment M d’una força F és el resultat de

multiplicar el valor de la força per la distància d que hi ha

des del punt on s’aplica la força fins a l’eix de rotació de la

barra.

𝑀 = 𝐹 · 𝑑 → 𝑀 𝑁𝑚 = 𝐹 𝑁 · 𝑑 (𝑚)

Si expressem la força en newton (N) i la distància en

metres (m), el moment té la unitat de

newton per metre (Nm).

Cal tenir en compte que puguem obtenir el

mateix moment (per exemple el moment

necessari per apretar una femella amb un

par determinat) de dues formes diferents,

outilitzant una clau curta i fent molta

força, o utilitzant una clau més llarga i

fent menys força.

De la figura tenim que :

𝑀𝐴 = 𝐹𝐴 · 𝑑; 𝑀𝐵 = 𝐹𝐵 · 2𝑑; 𝑀𝐴 = 𝑀𝐵 → 𝐹𝐴 · 𝑑 = 𝐹𝐵 · 2𝑑; 𝐹𝐵 =𝐹𝐴 · 𝑑

2𝑑=

𝐹𝐴2

El moment d’un força apareix en moltes ocasions tant en la vida diària com el les

activitats industrials.

Per desfermar els caragols d’una roda necessitem aplicar un moment amb la clau

Per inserir un llevataps en el tap de suro necessitem aplicar un moment

Al pedalejar en una bicicleta estem aplicant un moment en l’eix dels pedals, que no és constant, ja que la força del peu sempre té direcció vertical, però com la inclinació de la biela varia la distància d’aplicació de la força no sempre és la mateixa



14

En les màquines amb moviments de rotació és donen dos tipus de moments, un

que el proporciona el dispositiu motriu que anomenarem moment motriu (Mm) i

l’altre el que ofereix la resistència que ha de vèncer la màquina o moment resistent

(Mr)

Un exemple clar es veu en la figura

que representa un mecanisme de

manovella-torn utilitzat durant molts

segles per a elevar càrregues.

Com es veu el pes a elevar

(resistència R) penja d’una corda que

s’enrotlla sobre un tambor, aquest té

un radi r. Per accionar la màquina

disposem d’una manovella de

longitud d solidària amb el tambor, a

l’extrem de la qual apliquem la força

F necessària per elevar la càrrega.

Si apliquem el concepte de moment

d’una força tenim:

𝑚𝑜𝑚𝑒𝑛𝑡 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑛𝑡: 𝑀𝑟 = 𝑅 · 𝑟

𝑚𝑜𝑚𝑒𝑛𝑡 𝑚𝑜𝑡𝑟𝑖𝑢: 𝑀𝑚 = 𝐹 · 𝑑

Si la màquina està en equilibri s’ha de complir que:

𝑀𝑟 = 𝑀𝑚 → 𝑅 · 𝑟 = 𝐹 · 𝑑

i si aïllem F podrem calcular quina força és necessària per elevar una determinada

càrrega:

𝐹 =𝑅 · 𝑟

𝑑

Activitat 6: Segons la figura anterior, i tenint en compte les dades següents,

calcua la força que hem de fer per elevar una càrrega de 1 000 N

Dades:

- r= 25 cm

- d= 0,75 m

- R= 1 000 N

- F=?

En els motors, tant tèrmics com elèctrics, la característica del moment de forces

anomenat parell motor, és molt important ja que ens dóna informació sobre la

força que pot fer el motor. Aquesta característica es representa mitjançant una

corba traçada sobre un diagrama parell-velocitat de rotació, doncs el parell

𝐹 · 𝑑 = 𝑅 · 𝑟

𝐹 =𝑅 · 𝑟

𝑑=

1000 𝑁 · 25 𝑐𝑚

75 𝑐𝑚= 333,33 𝑁



15

motor varia amb la velocitat del motor.

En un motor tèrmic el parell motor s’obté de la

pressió generada per

la combustió de la

mescla combustible,

que espenta el pistó

i que mitjançant la

biela fa força sobre

el cigonyal i el fa

girar.

Corbes característiques d'un motor tèrmic

1.6. Potència en les màquines

La potència d’una màquina ens informa de amb quina rapidesa pot fer un treball.

Per exemple si dos motors tenen el mateix parell motor però si un motor té més

potència que l’altre, els dos podran fer el mateix treball (per exemple pujar una

cabina d’un ascensor) però el que tinga més potència podrà pujar-la a major

velocitat.

Per definció la potència és igual al treball dividit pel temps emprat en realitzar-lo.

𝑝𝑜𝑡è𝑛𝑐𝑖𝑎 =𝑡𝑟𝑒𝑏𝑎𝑙𝑙

𝑡𝑒𝑚𝑝𝑠 → 𝑝 =

𝑊

𝑡

Si operem un poc aquesta equació tenim:

𝑝 =𝑊

𝑡=

𝐹 · 𝑒

𝑡= 𝐹 ·

𝑒

𝑡 → 𝑝 = 𝐹 · 𝑣

Corbes característiques d'un motor elèctric



16

La unitat de mesura de la potència és el watt (W) nom que prové de James Watt el

qual a mitat del segle XIX fa construir una màquina de vapor realment eficaç.

Així en l’equació anterior si la força F està en newton (N) i la velocitat v en m/s, la

potència estarà en watt (W)

Segons l’equació anterior la potència pot expressar-se en funció de la força i de la

velocitat.

Aquest concepte és fàcil d’entendre si examinem què passa quan circulem amb

bicicleta. Quan anem per terreny pla només hem de fer la força per véncer la

resistència de l’aire, per tant quasi tota la potència que pot desenvolupar el ciclista

la puguem convertir en velocitat. Tanmateix, quan circulem per una pendent a més

de la resistència de l’aire hem de véncer una part del pes del conjunt bicicleta-

ciclista, per tant si ara hem de fer més força la velocitat ha de disminuir.

En els motors amb moviment de rotació

(elèctrics, tèrmics, hidràulics, pneumàtics,

etc) la potència és funció directa de del

parell motor i de la velocitat de rotació, així

l’equació que relaciona les tres variables és

la següent:

𝑝 =𝐶𝑚 · 𝑛

9 550

on p és la potència en kw

Cm el parell motor en Nm

n la velocitat de rotació en rpm

𝑝 = 𝐹 · 𝑣; 𝑣 = 𝜔 · 𝑟

𝑝 = 𝐹 · 𝜔 · 𝑟; 𝐶 = 𝐹 · 𝑟

𝑝 = 𝐶 𝑁𝑚 · 𝜔 𝑟𝑎𝑑

𝑠

𝑝 = 𝐶 𝑁𝑚 · 𝑛 2𝜋 𝑟𝑎𝑑

𝑟𝑒𝑣·

1 𝑚𝑖𝑛

60 𝑠 =

𝐶 𝑁𝑚 · 𝑛 𝑟𝑝𝑚 60

2𝜋

= 𝑝 (𝑊)

𝑝 =𝐶 𝑁𝑚 · 𝑛 𝑟𝑝𝑚

60·1000

2𝜋

= 𝑝 (𝑘𝑊)

𝑝 =𝐶 𝑁𝑚 · 𝑛 𝑟𝑝𝑚

9 550= 𝑝 (𝑘𝑊)



17

Activitat 7: Un ciclista pot desenvolupar una potència de 200 W (un professional

400 W), si està pujant una pendent i ha de fer una força de 72 N, calcula a quina

velocitat pot pujar la pendent.

Dades:

F= 73 N

p= 200 W

v=?

Activitat 8: Un motor de gasolina esta girant a 5 000 rpm, i a aquesta velocitat

proporciona un parell motor de 112 Nm. Calcula la potència que proporciona en kw

i en cv

Dades:

Cm= 112 Nm

n= 5000 rpm

p=?

Activitat 9 Un motor de Fórmula 1 proporciona un parell motor de 445,15 Nm i

una potència de 950 cv. Calcula a quina velocitat gira el motor.

Dades:

Cm= 445,15 Nm

n= ¿ rpm

p=950 cv

𝑝 = 𝐹 · 𝑣

𝑣 =𝑝

𝐹=

200 𝑊

73 𝑁= 2,74 𝑚 𝑠

𝑣 = 2,74 𝑚

𝑠·

1 𝑘𝑚

1000 𝑚·

3600 𝑠

1 𝑕= 9,94 𝑘𝑚 𝑕


9 550=

112 𝑁𝑚 · 5000 𝑟𝑝𝑚

9 550= 58,63 𝑘𝑊

𝑝 = 58,63 𝑘𝑊 ·1 𝐶𝑉

0,736 𝑘𝑊= 79,66 𝑐𝑣

𝑝 = 950 𝑐𝑣 ·0,736 𝑘𝑊

1 𝑘𝑊= 699,2 𝑘𝑊


9 550=; 𝑛 =

9550 · 𝑝

𝐶𝑚=

9950 · 699,2 𝑘𝑊

445,15 𝑁𝑚= 15 000 𝑟𝑝𝑚



18

Elements transmissors del moviment

Són els elements que transmeten el moviment sense modificant sols la velocitat i la

força. Així si el moviment d’entrada és circular el d’eixida també és circular, i si el

moviment d’entrada és linial el d’eixida també és linial.

2.1. Palanques

La palanca és una màquina simple, composta per una barra rígida que pot girar

respecte d’un punt de suport anomenat fulcre. Transformen un moviment linial en

un altre moviment linial.

La palanca consta dels següents elements:

F: punt on fem la força.

R: punt on està la resistència que hem de vèncer.

d: distància que hi ha entre el punt on fem la força i el fulcre.

r: distància que hi ha entre el punt on està la resistència i el fulcre.

La vertadera

utilitat de la

palanca és, que

modificant la

situació del fulcre

i la longitud dels

braços puguent

reduir o

augmentar la

força que hem

de fer per a

vèncer una

determinada

resistència

Llei d’equilibri de la palanca. És l’expressió matemàtica que ens permet calcular qualsevol element de la

palanca coneguent els altres tres. Així és possible modificar els elements de la

palanca de forma que la força (F) que fem puga ser major o menor que la

resistència(R) a vèncer.

𝐹 · 𝑑 = 𝑅 · 𝑟

Palanques de 1r grau Són les que tenen el fulcre entre el punt d’aplicació de la resistència (R) i el punt

d’aplicació de la força (F). Els braços poden ser iguals i per tant F serà igual a R,

o desiguals i en aquest cas quan més prop estiga el fulcre de la resistència

menor serà la força a realitzar.

2



19

Activitat 10:Calcula la força que hi ha que fer per alçar el pes. Dades: 𝑅 = 1000 𝑁 𝐹 =? 𝑑 = 2 𝑚 𝑟 = 0,5 𝑚

𝐹 · 𝑑 = 𝑅 · 𝑟

𝐹 =𝑅 · 𝑟

𝑑=

1000 𝑁 · 0,5 𝑚

2 𝑚= 250 𝑁

Palanques de 2n grau En aquestes palanques el fulcre es troba en un extrem i la resistència està entre

la força i el fulcre. La força que hi ha que fer sempre és menor que la resistència

a vèncer.



20

Activitat 11:Calcula la força que hi ha que fer per alçar el pes. Dades: 𝑅 = 1000 𝑁 𝐹 =? 𝑑 = 1,5 𝑚 𝑟 = 0,6 𝑚

𝐹 · 𝑑 = 𝑅 · 𝑟

𝐹 =𝑅 · 𝑟

𝑑=

1000 𝑁 · 0,6 𝑚

1,5 𝑚= 400 𝑁

Palanques de 3r grau En aquestes palanques el fulcre es troba en un extrem i la força està entre la

resistència i el fulcre. La força que hi ha que fer sempre és més gran que la resistència a vèncer.



21

Activitat 12Calcula la força que hi ha que fer per alçar el pes. Dades: 𝑅 = 1000 𝑁 𝐹 =? 𝑑 = 0,6 𝑚 𝑟 = 1,5 𝑚

𝐹 · 𝑑 = 𝑅 · 𝑟

𝐹 =𝑅·𝑟

𝑑=

1000 𝑁·1,5 𝑚

0,6 𝑚=

2 500 𝑁

2.2. Corrioles

Corriola fixa Està composta per una única corriola que pot girar però

que no es desplaça. En aquesta màquina no s’amplifica la

força que fem, però al canviar la direcció de la força és fa

més còmoda l’elevació de càrregues.

Llei d’equilibri

Determina la relació entre la força que hi ha que fer

per elevar un determinat pes, i ve donada per l’equació

següent:

𝐹 = 𝑅 Avantatge mecànic

És la relació entre entre la força i la resistència:

𝑣 =𝑅

𝐹= 1

Corriola mòbil

Està composta per una corriola que gira i es

desplaça, anomenada corriola mòbil, de la qual penja

la càrrega i una corriola fixa que només gira.

Llei d’equilibri

𝐹 =𝑅

2

Avantatge mecànic

𝑣 =𝑅

𝐹= 2



22

Polispast exponencial

Quan la càrrega a elevar és molt pesant, no tenim

prou amb una corriola mòbil. Una solució és anar

col·locant més corrioles mòbils a mesura que la càrrega

a elevar augmenta. Així quan tenim més d’una corriola

mòbil, el mecanisme s’anomena polispast.

En aquest tipus de corriola, de totes les corrioles

només una és fixa, la resta són mòbils.

Llei d’equilibri

𝐹 =𝑅

2𝑛

Avantatge mecànic

𝑣 =𝑅

𝐹= 2𝑛

on n és el nombre de corrioles mòbils.

Polispast lineal

Si bé el polispast exponencial amplifica la força de

forma considerable, el seu muntatge és complicat i a més

la distància que es pot elevar la càrrega és molt reduïda.

Per resoldre aquests desavantatges s’utilitzen els

polispasts lineals. En aquestos les corrioles s’agrupen en

dos grups, un penjat del sostre on es munten les

corrioles fixes i un altre grup, del qual penja la càrrega,

que conté totes les corrioles mòbils.

Llei d’equilibri

𝐹 =𝑅

2 · 𝑛

Avantatge mecànic

𝑣 =𝑅

𝐹= 2 · 𝑛

on n és el nombre de corrioles mòbils.

Corrioles

fixes

Corrioles

mòbils



23

2.3. Rodes de fricció

S’utilitzen quan les potències a transmetre són menudes entre eixos paral·lels. La

trasnmissió es realitza per la força

de fricció generada entre les dues

rodes. Per aconseguir una força de

fregament elevada es necessari

que les rodes tinguen una banda

de rodadura (d’elevat coeficient de

fregament) per exemple de goma i

a més s’ha d’exercir una força que

aplicada sobre els eixos pressionen

una roda contra l’altra.

Com es veu les dues rodes giren

una en sentit contrari de l’altra.

2.4. Politges i corretges

Quan la distància entre els eixos és gran s’utilitza el dispositiu de politges i corretja.

Aquest sistema s’utilitza quan la

potència a transmetre és menuda on

es munta una corretja o elevada on es

munten dos o més corretges.

En aquest dispositiu la transmissió

també es realitza per fricció entre la

corretja i les politges, per aquest

motiu i per a què la corretja no llisque

aquesta ha d’estar tibant.

Accionament d’una atracció de fira

Sistema d’arrossegament d’una cinta de casset

Goma envolvent

Cables de poliéster

Cautxú



24

Com es pot veure les dues politges giren en el mateix sentit de rotació.

Segons les diverses aplicacions que té el sistema així s’utilitzen corretges de

diferents seccions transversals. Encara que totes, bàsicament, estan fetes dels

mateixos materials segons es veu a la figura.

A continuació es pot veure les diverses seccions que poden tindre les corretges

Corretja redona en una màquina de

cosir

Corretja plana amb tensor

Accionament amb 4 corretges

Sistemes per a tensar corretges de transmissió



25

2.5. Engranatges

S’anomena engranatge al conjunt

format per dues o més rodes

dentades. Aquestes rodes

dentades també reben el nom de

pinyons.

S’utilitzen quan les potències a

transmetre són elevades o el

moviment entre els eixos ha de ser

sincrònic. Per exemple, una

aplicació dels engranatges són les

caixes de canvi dels automòbils,

les quals han de transmetre

potències entre 50 cv i 400 cv des

del motor fins a les rodes. Una altra aplicació molt coneguda és le muntatge en

rellotges mecànics, on les potències són molt reduïdes però es necessita un

sincronisme perfecte entre les dues agulles per moltes voltes que giren (a les 3 les

agulles han de formar un angle recte entre elles).

Per a què dues rodes dentades puguen engranar s’han de complir dos requisits:

Que les dents de les dues rodes siguen de la mateixa forma.

Que les dents tinguen les mateixes mesures (el mateix mòdul).

Segons la forma dels pinyons i la forma de les dents els engranatges poden ser:

Engranatge cilíndric de dents rectes Les dents són paral·leles a l’eix del pinyó.

S’utilitzen per a unir eixos paral·lels.

Permeten transmetre potències elevades.

Són fàcils de fabricar.

Si giren a velocitats elevades fan molt de

soroll.

Engranatge cilíndric de dents helicoidals Les dents formen un agle amb l’eix del

pinyó.

S’utilitzen per a unir eixos paral·lels.

Permeten transmetre potències elevades.

Són complicats de fabricar.

Encara que giren a velocitats elevades

silenciosos.



26

Engranatge cònic S’anomena així perquè les dents es

tallen en un tronc de con.

S’utilitza quan es vol canviar la

direcció del moviment, així els eixos

es tallen.

Segons la conicitat dels pinyons

l’angle entre els eixos pot ser 90º o

més gran o més menut.

Caragol sense fi Està format per pinyó anomenat

caragol que normalment té una

sola dent enrotllada en forma

helicoidal, i per una roda dentada.

Canvia la direcció del moviment

però els eixos no es tallen sinò

que es creuen.

S’utilitza quan es necessita una

reducció molt elevada de la

velocitat. Per les seues

característiques mecàniques és un mecanisme irreversible, és a dir si girem el

caragol la roda girarà, però per molta força que fem sobre la roda mai farem girar

el caragol. Aquesta característica el fa útil, per exemple, com a element en un

muntacàrregues manual.

Donada la versalitat dels engranatges es poden fer tots el muntatges que

necessitem per accionar qualsevol tipus de

màquines.

Tren d’engranatges

Engranatge planetari

caragol

roda



27

2.6. Pinyó i cadena

S’utilitzen tant per a transmetre

elevades potències com

potències menudes on es

necessite sincronisme entre els

eixos.

El dispositiu està format per dues

rodes dentades unides per una

cadena de corrons o articulada. A

la imatge es pot veure els

elemnets que constitueixen la

cadena.

Engranatge de dents en espiga

Diferencial de cotxe amb engranatges cònics

Engranatges en un rellotge

Cadenes en la distribució d’un motor

Cadena en una bicicleta



28

2.6. Relació de transmissió

Si un mecanisme modifica el valor de les velocitats de rotació, a la relació entre la

velocitat d’entrada al mecanisme i la velocitat d’eixida se l’anomena relació de

transmissió.

Un exemple tipic de mecanisme

d’aquest tipus són les caixes de canvi

dels automòbils, els reductors de

velocitat, el canvi de velocitats d’un

bicicleta, etc.

Aquest tipus de mecanismes són molt

utilitzats ja que permeten modificar el

valor del parell motor i la velocitat de

rotació per adaptar el funcionament

dels motors a les necessitats de la

màquina que accionen.

A la imatge tenim un motor elèctric acoblat a

un reductor de velocitat, després aquest

conjunt s’utilitzarà per accionar una màquina.

Activitat 13 Calcula el parell motor a l’eixida del reductor

si, el reudctor redueix la velocitat del motor 20 vegades.

Dades:

Cm= 9,55 Nm

n= 1500 rpm

reducció velocitat: 20

𝑝𝑜𝑡è𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟: 𝑝𝑚 =𝐶𝑚 · 𝑛𝑚

9550=

9,55 𝑁𝑚 · 1500 𝑟𝑝𝑚

9550= 1,5 𝑘𝑊

Si no tenim en compte les pèrdues de treball per fregament en el reductor, la potència a l’entrada ha

de ser la mateixa que en l’eix d’eixida.

𝑝𝑜𝑡è𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑟𝑒𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜𝑟: 𝑝𝑟 =𝐶𝑟 · 𝑛𝑟

9550= 1,5 𝑘𝑊

𝑟𝑒𝑑𝑢𝑐𝑐𝑖ó 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑡𝑎𝑡: 𝑛𝑟 =𝑛𝑚

20=

1500 𝑟𝑝𝑚

20= 75 𝑟𝑝𝑚

𝑝𝑎𝑟𝑒𝑙𝑙 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑟𝑒𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜𝑟:𝐶𝑟 =𝑝𝑟 · 9550

𝑛𝑟=

1,5 𝑘𝑊 · 9550

75 𝑟𝑝𝑚= 191 𝑁𝑚

191 𝑁𝑚

9,55 𝑁𝑚= 20

Açò significa que quan reduïm la velocitat de rotació augmentem en la mateixa proporció el parell

motor, açò significa que amb motors de reduïda potència puguem accionar màquines que

necessiten un parell elevat.

En la majoria d’aplicacions tècniques els motors (tant elèctrics com tèrmics) tenen

velocitats nominals massa elevades per acoblar-los directament a les màquines que

motor elèctric eix d’eixida

motor elèctric



29

han d’accionar, per això entre els motors i les màquines se solen instal·lar sistemes

de reducció de la velocitat.

Relació de transmissió en rodes de fricció i politges

En aquest mecanisme tenim,

- n1: velocitat de la roda motriu

- n2: velocitat de la roda conduïda

- d: diàmetre de la roda motriu

- D: diàmetre de la roda conduïda

La relació de transmissió és: 𝑛1 · 𝑑 = 𝑛2 · 𝐷 → 𝑖 =𝑛1

𝑛2=

𝐷

𝑑

Activitat 14: Segons la figura calcula el diàmetre de la politja conduïda.

Relació de transmissió en els engranatges

En els engranatges en compte de utilitzar

els diàmetres de les rodes s’utilitza el

nombre de dents.

- n1: velocitat de la roda motriu

- n2: velocitat de la roda conduïda

- Z1: nombre de dents de la roda motriu

- Z2: nombre de dents de la roda conduïda

500 rpm

3 000rpm

150 mm

d2

Dades:

n1=3 000 rpm

n2=500 rpm

d1=150 mm

d2=?

𝑑2 =𝑛1 · 𝑑1

𝑛2=

3 000 𝑟𝑝𝑚 · 150 𝑚𝑚

500 𝑟𝑝𝑚= 900 𝑚𝑚

𝑛1 · 𝑑1 = 𝑛2 · 𝑑2



30

La relació de transmissió queda: 𝑛1 · 𝑍1 = 𝑛2 · 𝑍2 → 𝑖 =𝑛1

𝑛2=

𝑍2

𝑍1

En els caragols sense fi el nombre de dents de la roda motriu (Z1) és el nombre

d’entrades del caragol, que poden ser una, dues, tres, etc.

Activitat 15: Segons la figura calcula la velocitat de la roda conduïda.

2.7. Juntes Cardan

Són elements de transmissió del moviment circular entre eixos que són paral·lels o

que formen un determinat angle. Les juntes Cardan estan compostos pels elements

que apareixen en la figura.

eix motriu

eix conduït forquilles

creueta Transmissió entre eixos alineats

Transmissió entre eixos formant angle

Transmissió entre eixos paral·lels

Junta Cardan per a potències elevades

Junta Cardan per a potències reduïdes

20 dents

52 dents

1 000 rpm

n2

𝑧1 · 𝑛1 = 𝑧2 · 𝑛2

𝑛2 =𝑧1 · 𝑛1

𝑧2==

20 𝑑𝑒𝑛𝑡𝑠 · 1000 𝑟𝑝𝑚

52 𝑑𝑒𝑛𝑡𝑠=

= 384,61 𝑟𝑝𝑚

Dades:

z1=20 dents

z2=52 dents

n1=1000 rpm

n2= ? rpm



31

Elements transformadors del moviment

Són els mecanismes que transformen el tipus de moviment entre eixos, és a dir

poden passar un moviment de rotació a un rectilini o a l’inrevés. Entre molts

mecanismes que complexien aquesta funció en tractarem alguns.

3.1. Manovella-torn

El mecanisme consta dels elements que apareixen en la figura, aquest s’ha utilitzat

druant molts segles per a elevar càregues a certa altura accionat per força

muscular. Les grues romanes o medievals estaven basades en aquest mecanisme.

Hui en dia encara s’utilitza aquest mecanisme encara que accionat per motors

elèctrics.

De les moltes asplicacions que té la manovella- torn en presentem alguns.

3

Màquina de cosir accionada a manovella

Manovella de persiana

Junta Cardan doble per a gran potència

Junta Cardan aplicada a una clau de bugies



32

3.2. Biela-manovella

Segons es veu en la figura aquest és un mecanisme que permet transformar un

moviment rectilini

alternatiu del pistó en

un moviment circular

continu del cigonyal

(aplicació en un motor

d’explossió). Aquest

mecanisme és

reversible, és a dir pot

transformar un

moviment circular

continu del cigonyal en

un moviment rectilini

alternatiu del pistó

(aplicació en un compressor d’aire)

Grua medieval feta amb peces de Lego

Accionament d’una locomotora de vapor

Aplicació en una màquina de vapor



33

3.3. Caragol i femella

És un mecanisme format per dues peces, una és una

vareta roscada que encaixa en una peça amb forat roscat

anomenada femella. La característica fonamental és que

al girar el caragol aconseguim un moviment linial del

mateix caragol o de la femella. És també un mecanisme

irreversible, quan girem el caragol aquest avança sobre la

femella, però per molt que espentem el caragol aquest no avançarà.

3.4. Pinyó i cremallera

És un mecanisme format

per un pinyó que engrana

sobre una barra dentada

anomenada cremallera.

Permet canviar un

moviment linial de la

cremallera en un

moviment circular del

pinyó. El mecanisme és

Aplicació a un gat Aplicació a una mordassa

Aplicació a un serjant

Femella

Caragol

Aplicació al moviment d’una agulla en

una màquina de cosir

Accionament d’una màquina de cosir manual



34

reversible.

Algunes aplicacions d’aquest mecanisme es poden veure tot seguit.

3.5. Lleva i seguidor

El mecanisme està compost per dues

peces, la lleva que és una peça

cilíndrica abombada que gira i el

seguidor que és una vareta que es

recolça sobre la lleva.

El mecanisme permet convertir un

moviment circular de la lleva en un

moviment rectilini alternatiu del

seguidor. Aquest dispositiu és molt

utilitzat per obrir vàlvules, accionar

interruptors, accionar palanques, etc.

Aplicació a una direcció d’automòbil

Mecanisme de cremallera dissenyat per Leonardo da Vinci

Mecanisme d’accionament d’una porta lliscant

Eix motriu d’una locomotora d’un tren cremallera



35

Elements mecànics auxiliars

Anomenem elements auxiliars a aquells que no són imprescindibles per al

funcionament d’un màquina, però que milloren el seu funcionament i allarguen la

vida útil de les mateixes. A continuació en veurem alguns.

4.1. Ralentitzadors i frens

Servexien per a reduir la velocitat, sobre tot de rotació, de les màquines o inclús

per parar-les. La majoria dels frens funcionen amb el fregament produït per unes

peces fixes (sabates, pastilles, etc) amb un material d’elevat coeficient de

fregament, que frega sobre una part mòbil (tambor, disc, etc) feta normalment

d’acer. Aquest fregament dissipa l’energia que té l’element en moviment en forma

de calor, i per tant ja que preveure que es poden generar elevades temperatures.

Ralentitzador elèctric

S’utilitza muntat en els eixos

motrius d’autobusos i camions, i

permet reduir la velocitat del

vehicle sense necessitat d’accionar

els frens de les rodes. Amb

aquestos dispositius no es pot

detindre el vehicle del tot, ja que a

mesura que disminueix la velocitat

l’efecte de frenada és menor.

4

Aplicació de les lleves en un motor de

combustió

Programador de lleves d’una rentadora



36

Fre de cinta

Estan constituïts per un tambor que gira solidari

amb l’eix que desitgem frenar i una cinta que

abraça el tambor. La cinta es pot apretar contra el

tambor, i així generar la força de fregament

necessària per a frenar, mitjançant palanques.

Fre de tambor

El tambor 1 que està fet de fosa,

gira solidari amb l’eix a frenar. Las

sabates 2 i 3 estan constituïdes per

un suport fet en acer i un material

d’elevat coeficient de fregament i

resistent al calor que freguen contra

la part interna del tambor. Els molls

i els passadors 4 serveixen per a

subjectar les sabates i que al mateix

temps tinguen certa flexibilitat. Els

molls 7 fan que les sabates tornen a

la seua posició de repós quan el

cilindri hidràulic 6 deixa d’espentar

les sabates contra el tambor.

És un fre molt efectiu ja que amb poca força sobre les sabates obtenim una força

de frenat molt elevada, però presenta problemes de refrigeració quan s’utilitza de

manera prolongada.

Fre de disc

Estan formats per tres peces principals que són el disc, les pastilles de fre i la pinça

de subjecció. El disc gira solidari amb l’eix a frenar i la pinça està fixa, dins la pinça

Elements d’un fre de disc



37

es col·loquen les pastilles que estan formades per una l’amina d’acer recoberta d’un

material d’elevat coeficient de fregament i resistent al calor. Per a frenar cal fer

força sobre les pastilles i aquestes pressionaran contra el disc per generar la força

de frenat necessària.

En aquest sistema cal fer més força per a frenar, però no tenen problemes de

ventilació. En algunes aplicacions per evitar que els discos s’escalfen excessivament

(cotxes de competició) és fabriquen discos dobles amb autoventilació i inclús els

discos es fabriquen amb materials ceràmics.

4.2. Acumuladors d’energia

Són dispositius que poden acumular energia i després tornar-la en determinats

moments. La seua funció basica és regularitzar el moviment en màquines on

l’impuls motriu és intermitent.

Hi ha dos grans grups de elements acumuladors d’energia que són els molls i els

volants d’inèrcia.

Molls

Estan fets d’acer d’alta elasticitat que al comprimir-se o estirar-se acumulen

energia i que la tornaran en el moment que ens interesse.

Hi ha moltes classes de molls que es classifiquen en funció de la forma de treballar.

Fre de disc doble i autoventilat per a elevades

prestacions Fre de disc en una bicicleta

Molls de compressió Molls de tracció



38

Volants d’inèrcia

S’utilitzen en els motor tèrmics (de vapor o d’expossió) per a regularitzar el

moviment de rotació d’aquestos. Estan formats per un disc de gran massa (elevat

moment d’inèrcia) que gira solidari amb l’eix motriu, així durant la carrera de

treball acumulen energia i la tornen en les carreres sense treball.

Molls de torsió Molls de flexió

Molls helicoidals muntats en la suspensió d’un automòbil

Moll espiral muntat en un

rellotge mecànic

Volant muntat en un alternador Volant d’un motor Diesel d’un cilindre



39

4.3. Cadells

Són dispositius mecànics formats per

una roda dentada i un gallet que encaixa

en les dents, per la forma de les dents,

la roda i per tant l’eix al qual està fixada,

només pot girar en un sentit, ja que el

gallet impedeix que la roda gira en sentit

contrari.

S’utilitza quan es vol bloquejar la rotació

d’un eix.

Volant en un motor de moto, que a més serveix

per a genera electricitat

Volant en un motor de cotxe, que a més serveix

de suport per a l’embragatge



40

4.4. Coixinets i rodaments

Aquestos dos elements tenen com a missió reduir el fregament existent entre els

eixos que giren el suport on es recolcen. Per la seua fabricació poden ser coixenets

llisos i coixinets de rodadura més coneguts com a rodaments.

Coixinets llisos

Normalment estan fets de bronze amb

altres metalls que li proporcionen un

coeficient de fregament reduït i així

afavorir la rotació de l’eix dins el

coixinet. Aquestos necessiten lubricació

que normalment és fa amb oli. En

màquines portàtils on lubricar els

coixinets és complicat es fan de bronze

amb plom o fòsfor i aleshores tenim el

que es coneix com coixinets

autolubricants, ja que no necessitaran

oli durant la seua vida útil.

Coixinets de rodadura

En aquests elements es substitueix el

lliscament dels coixinets llisos per una

rodadura de determinats elements. Un

rodament està format, bàsicament,

per un anell exterior que va col·locat

en el suport o carcassa de la màquina,

un anell interior que es munta sobre

l’eix que gira, els elements rodants

(que poden ser boles, cilindres, cons,

etc) i una peça anomenada gàbia que

manté els elements rodants en la seua

posició. Tant els anells com els

elements rodants estan fabricats en

Coixinets llisos de diverses formes

Coixinets llisos partits. S’utilitzen en el muntatge de les

bieles sobre el cigonyal dels motors d’explossió



41

acer d’alta qualitat i a més porten tractaments termoquímics que doten a les

usperfícies d’una elevada duresa.

Segons la forma de treballar dels rodaments poden ser rodaments radials, axials o

mixtes.

Rodaments radials. Suporten esforços radials, és a dir perpendiculars a l’eix

de gir.

Tots els rodaments necessiten lubricació, siga per oli o per greix. Si és per oli els

rodaments van destapats i se’ls ha de garantir la lubricació i si són per greix van

tapats lateralment i de fàbrica se’ls introudeix el greix dins.

Rodaments radials. Suporten esforços axials, és a dir paral·lels a l’eix de gir.

Rodaments mixtes. Poden suportar indistintament esforços axials i radials.



42

La forma més normal de designar els rodaments és per les

seues mesures, que bàsicament són el diàmetres exterior

D, el diàmetre interior d i l’amplada del rodament B.

A l’hora d’elegir un rodament s’ha tener en compte sobre

tot, la càrrega que ha de suportar i la velocitat de rotació

de l’eix. Cal tenir en compte que si els rodaments van

lubricats amb greix, la seua velocitat de rotació ha de ser

inferior que si van lubricats amb oli.

4.5. Embragatges

S’utilitzen per a unir eixos de forma temporal. Normalment uneixen l’eix d’un motor

amb l’eix d’accionament de la màquina. A continuació passem a estudiar alguns

tipus d’embragatges.

Embragatges de dents.

A l’esquerre puguem veure un embragatge de dents rectes i a la dreta un de dents

inclinades. En ambdós embragatges la connexió o desconnexió dels eixos

s’aconsegueix desplaçant la part móbil sobre l’eix estriat. Per accionar aquestos

embragatges és necessari que els eixos estiguen parats.

Per poder embragrar o eixos en moviment és necessari recurrir a altres tipus

d’embragatges on la transmissió de la potència es fa mitjançant una força de

fregament.

Embragatges centrifugs.

En aquestos la conneixó o desconnexió dels eixos es fa

de forma automàtica segons la velocitat que porte l’eix

motriu. Funcionen gràcies a la força centrífuga generada

per la velocitat de rotació sobre unes peces excèntriques

recobertes de material de fricció. Aquestes peces

ataquen interiorment una campana solidària a l’eix

conduït. Aquest embragatge s’utilitza quan desitgem que

Part fixa

Part mòbil

Eix estriat



43

la connexió entre eixos siga automàtica, així s’utilitza en motoserres, ciclomotors,

etc.

Embragatges cònics.

Aquest dispositiu consta d’una campana 2

amb una superfície interna de forma cònica

muntada sobre l’eix motriu 6. L’eix conduït

disposa d’una peça cònica recoberta de

material de fricció 3. Per a generar la força de

fregament necessària el moll 4 pressió la

peça 3 contra la 2. Mitjançant la palanca 5

puguem retirar el moll i desembragar els

eixos.

c

Aquest sistema és molt utilitzat en els

automòbils. Està compost per un disc

pla forrat de material de fricció per les

dues cares que és l’encarregat de

transmetre la potència del motor a la

caixa de canvis. El disc queda apretat

pel moll cònic entre la maça

d’embrague i el volant del motor (unit

al cigonyal), tot el conjunt queda

muntat en la carcassa. La palanca

serveix per a desembragar i embragar.

Embragatge electromagnètic.

Aquest és

tipus

d’embragatge

funciona

mitjançant la

força

d’atracció

magnètica

generada per

una bobina per

on es fa

circular un corrent elèctric. Una aplicació molt coneguda d’aquest embragatge és el

muntatge del compressor de l’aire condicionat dels automòbils.



44

Elements auxiliars d’unió

Són els elements que s’utilitzen per a unir dues o més peces en les màquines.

Aquestes unions poden ser temporals o desmuntables i permanents, segons la

finalitat s’utilitzen diferents.

5.1. Rosques i caragols

S’utilitzen en unions desmuntables i són molt utilitzades en mecànica.

S’anomena rosa qualsevol element mecànic que disposa d’una canal en forma

d’hèlix contínua construït sobre un cilindre.

Segons la posició de l’hèlix, distingirem entre caragols i femelles.

Si l’hèlix és exterior al cilindre, és un caragol.

Si l’hèlix és interior, és una femella.

Podem considerar que la rosa es genera quan un prisma, anomenat filet, s’enrosca

sobre un cilindre, al qual anomenarem nucli.

Tipus de rosques

Les rosques es classificar atenent a una sèrie de característiques que són:

Classes de caragols

En els caragols utilitzats en la indústria podem distinguir entre tres tipus de

caragols que són, els tirafons, els espàrrecs i els perns, els quals es poden veure a

la imatge.

5

Per la forma del filet Pel nombre d’entrades Pel sentit de gir

Pas de rosca



45

Una altra característica dels caragols és la forma del cap (o cabota) que serveix per

poder enroscar-lo i desenroscar-lo. Així mateix les femelles poden ser de moltes

formes diferents.

Per a roscar forats és necessari que el forat tinga un diàmetre

inferior al diàmetre nominal del caragol. El diàmetre del forat

depén del diàmetre del caragol i del pas de rosca

A la taula es mostren els diàmetres i els passos de la rosca

mètrica o ISO des del diàmetre d’1 mm fins a 20 mm. A la

columna de la dreta es pot veure el diàmetre de la broca

necessària per a fer el forat.

Classes de caragols

Tipus de cabota de caragols Alguns tipus de caragols de seguretat



46

5.2. Clavetes. Llegüetes. Passadors

Aquests sistemes

s’utilitzen quan necessitem

que el moviment d’un

arbre o eix siga solidari

amb qualsevol altre

elements de la màquina.

Per a aquesta funció

s’utilitzen les xavetes i les

llengüetes.

Una xaveta és un prisma de secció generalment rectangular que s’empra per fer

solidari el gir de dues peces mecàniques.

Muntatge amb xaveta

Muntatge d’una llengüeta de disc o

Woodruf



47

Un passador és una peça arredonida i allargada que

s’utilitza com a element de subjecció i per fer

solidàries dues peces. Sol estar sotmés a esforços

tallants.

Entre tots els tipus de passadors puguem destacar-

ne alguns que són els que es mostren a la figura

del costat.

5.3. Reblons

Els reblons són peces cilíndriques proveïdes

de cabota i capaços de defromar-se per

compressió. Proporcionen una unió fixa entre

dues peces mecàniques, generalment

planxes i barres o perfils.

Estan formats per la cabota i la canya,

aquesta una vegada col·locada unint les dues

peces es deformarà a colps per formar una

altra cabota.

Les operacions per col·locar

reblons són les següents:

1- Col·locació del rebló i la

sofridera.

2- Es col·loca bé el conjunt

mitjançant l’assentador.

3- S’ajusta la longitud del

rebló al gruix de les planxes.

4- Comença a deformar-se el

rebló amb un martell de bola per

la part plana.

5- Acaba de deformar-se

amb la bola del martell.

6- Se li dóna forma final

mitjançant la boterola.



48

Per a unions que no tenen excessives exigències mecàniques s’utilitzen uns reblons

tubulars fets d’alumini, i que són fàcils de col·locar mitjançant unes alicates

especials. A la imatge es pot veure el procés per col·locar aquest tipus de reblons.

5.4. Soldadura

S’anomena soldadura la unió estable de dues peces o de dues parts d’una mateixa

peça, que s’obté per aplicació de calor.

La soldadura es coneix des de fa més de 4000 anys, quan els egipcis soldaven

peces de bronze utilitzant estany com a metall d’aportació. Durant molt segles els

reixats de portes i finestres fetes amb ferro es soldaven utilitzant plom com a

metall d’aportació. En 1885 es va aplicar per primera vegada la soldadura per arc

voltaic, i en 1900 es va aplicar la soldadura autògena aprofitant la combustió del

gas acetilé.

Cabota

Durant el segle XIX i bona part del XX les estructures

metàl·liques anaven reblonades

Les 18 000 peces de la Torre Eiffel estan unides amb 2, 5

milions de reblons

Una aplicació del reblons ha sigut en la fabricació de

calderes de vapor

Peça del casc del Titànic recuperada, on es poden veure

les planxes unides per reblons



49

Soldadura tova

La soldadura tova (a baixa

temperatura) s’utilitza per a soldar

components en els circuits impresos.

Utiliza un soldador elèctric i com a

material d’aportació s’usa un fil d’un

aliatge d’estany i plom que fon a 200

ºC. Aquest fil està reblit per dins de

resina que actua com a desoxidant.

Soldadura forta

Té una aplicació molt important en les

instal·lacions fetes amb tub de coure. Per aplicar

el calor s’utilitza un bufador que crema gas butà,

com a material d’aportació s’utilitza llautó,

estany, o aliatges de plata. Com a desoxidant

s’utilitza el bórax

Soldadura per arc elèctric

Aquest equip

està compost

per un

tranformador

que baixa la

tensió de 230

V a un valor

que oscil·la

entre 20 V i

100 V.

D’aquesta

manera



50

s’consegueixen en el secundari del transformador intensitats de 250 A, que quan es

forme l’arc oferiran temperatures superiors als 3000 ºC. Al transformador es

connecten un cable amb una pinça on es subjecta l’elèctrode, i un altre cable amb

una altra pinça que es subjecta a la peça a soldar. En aproximar l’elèctrode a la

peça salta una espurna que tanca el circuit elèctric i genera l’arc elèctric.

A mesura que anem soldant l’elèctrode va consumint-se i per tant ja que anar

aproximant la pinça per mantenir la separació constant per a què l’arc no s’apague.

L’elèctrode està format per un nucli d’acer protegit per un revestiment. La calor

generada per l’arc fon

el nucli i el material

fos ompli les arestes i

els buits de les peces

que se solden. El

revestiment protegeix

la soldadura contra

l’oxidació.

Soldadura oxiacetilènica

Amb aquest procediment es poden unir

peces de metalls que tinguen un elevat punt

de fusió. Com a font de calor utilitza una

mescla d’oxigen i acetilé que es crema en un

bufador.

Com a material d’aportació s’empren varetes

del mateix metall que es vol soldar.

Aquest tipus de soldadura necessita d’un

instal·lació específica que es veu a figura

adjunta. Actualment en compte d’un

generador d’acetilé, aquest es presenta en

botelles a pressió igual que l’oxigen.



51

Simbologia

Per a posar en pràctica el manteniment de màquines i equips industrials s’han

d’efectuar una sèrie d’operacions i seguir les instruccions específiques de cada tasca

concreta. Per ajudar a realitzar les tasques més habituals del manteniment

preventiu (per exemple posar oli en determinats punts) s’han confeccionar i

normalitzat una sèrie de símbols que permeten de forma visual seguir les

instruccions o interpretar fallides. Dels molts símbols que hi ha, i a tall d’exemple

en mostren una selecció.

Indicador d’hores de servici

Redueix la velocitat

Augmenta la velocitat

Necessitat de manteniment

Nivell Filtro del motor

6



52

Normes de prevenció i seguretat en el maneig d’elements

mecànics

És per tots conegut que el treballador en el seu lloc de treball està sotmés a una

lluita contínua amb el medi que l’envolta. Aquest, normalment, es presenta baix la

forma de risc. Per a lluitar contra els riscos utilitzem les Tecniques de Prevenció i

sols quan no es poden utilitzar, cal acudir a les Tècniques de Protecció.

Per evitar l’accident laboral hem d’estudiar la forma d’aïllar el risc eliminant la

possibilitat de que es materialitze l’accident.

Hipotèticament es tracta de crear una barrera de separació entre l’agent material

agressiu i el treballador. Aquesta barrera pot materialitzar-se físicament mitjançant

resguards, dispositius de seguretat, i proteccions personals. Són aquestes barreres

físiques les que presenten una major fiabilitat per no dependre de la voluntat

humana en la seua utilització. Altres barreres no físiques, però complementàries de

les anteriors, són les normes de seguretat i la senyalització.

Estadísticament els accidents a causa de les màquines, motors i òrgans de

transmissió i transport, donen lloc a un promig anual de 155 378 accidents, el que

representa el 14,29 % del total d’accidents.

7.1. Elements de màquines que presenten riscos

Seran tots aquells on existeixca la possibilitat que els treballadors entren en

contacte amb qualsevol mecanisme en moviment i, seran aquests mecanismes els

que necessitaran els resguards. Aquests mecanismes poden ser.

mecanismes de rotació,

mecanismes de tall i abrassió,

sistemes de rotacció amb moviment cap a dins,

mecanismes de conformació de metalls.

A continuació puguem veure alguns punts perillosos en el moviment de rotació.

7



53

Els riscos presents en els mecanismes de tall i abrassió poden ser:

Alguns riscos presents en els sistemes de rotació amb moviment cap a dins:

Riscos en els sistemes de conformació de metalls:

Punt de risc en una plegadora Punt de risc en una premsa



54

7.2. Dispositius de protecció dels mecanismes

Vistos els principals riscos puguem veure alguns resguards que poden utilitzar-se

per evitar accidents.

Proteccions en corretges, engranatges i politges

Resguards en eixos en rotació Protecció del capçal d’un torn

Protecció de la broca en una

trepadora vertical

Protecció en un serra circular Protecció total en un serra de cinta



55

Diverses proteccions en premses.

7.3. Normes bàsiques en la utilització de les eines

No utilitzeu alicates per a girar el tornavís

No utilitzeu el tornavís com a cisell

Les cares s’esmolaran per a què queden

quasi paral·leles

Utilitzeu el tronavís adequat a cada caragol

Al manejar les claus cal estirar no espentar-

les, la clau pot cedir i accidentar-se les mans

No utilitzeu les claus com a martells



56

En les claus ajustables cal apretar de forma

que la boca fixa suporte la força

Cal que utilitzeu la clau adequada a cada

femella, aquesta ha de quedar ebn ajustada

en la clau

No col·loqueu tubs al mànec de la clau per

augmentar el braç de palanca

No clo·loqueu peces supletòries en encaixar

les claus en eles femelles

No utilitzeu claus amb clavills, boques

trencades , desgastades, etc

No colpegeu la clau, sobre tot si és ajustable,

amb un martell per apretar o afluixar femelles



57

Valoració del desgast dels elements mecànics

8.2. Desgast en els elements mecànics

La causa de la major part de les avaries mecàniques en les màquines es produeixen

pel desgast d’alguns del seus elements. Com ja hem vist per reduir les pèrdues de

treball, la generació de calor i un excessiu desgast entre peces que tenen moviment

relatiu utilitzem els coixinets o els rodaments. Per tant serà en aquests punts on hi

haurà que actuar de forma preferent.

La duració dels coixinets (funcionant en condicions normals) pot ser molt variable

donc hi ha coixinets que no cal canviar-los en tota la vida útil de la màquina. En les

màquies estàtiques la duració dels coixinets o rodaments es mesura en hores de

funcionament, i en les màquines automotrius pot ser en km recorreguts (cas dels

automòbils) o hores de funcionament (maquinària d’obra).

Un altre punt on es produeix desgast és en els engranatges de les trasmissions

(reductors de velocitat), ja que si bé en teoria durant l’engrane de dos pinyons les

dents roden una sobre l’altra, en la realitat es produeix un lliscament entre les

dents que provoca un desgast en els flancs de les dents i que el mecanismes tinga

un funcionament defectuós.

Coixinets llisos

En els motors d’explossió els coixinets del cigonyal i dels caps de les bieles estan

preparats per a tenir un desgast controlat durant tota la vida del motor. Ara bé si

per alguna causa la lubricació falla en algun d’ells el desgast anormal afectarà al

coixinet i pot afectar inclús al colzes del cigonyal.

8

1 Xapa d’hacer

2 Material antifricció

3 Forat i ranura de lubricació

4. Ungla de pocisionament

A l’esquerre es veu un coixinet amb

desgast normal i a la dreta un desgast

excesiu per abrasió

Colze d’un cigonyal ratllat per fallida de la lubricació

Quan un eix ha patit desgast s’ha de comprovar amb un

micròmetre si el desgast està dins de les toleràncies



58

Rodaments

Els rodaments estan fabricats per a una vida útil de moltes hores, però tenen dos

enemics principals, un és la possible presència d’aigua i l’altre la falta de lubricació.

Cas que un rodament estiga en contacte amb l’aigua aquesta s’ha d’eliminar el més

aviat possible, ja que en cas contrari apareixeran punts on el rodament s’oxidarà i

produirà el picat de les boles i de les pistes. Aquest efecte té com a conseqüència

que el rodament començarà a fer molt de soroll i si continua treballant en aquestes

condicions es produirà el trencament total del rodament. Així quan en una màquina

amb rodament se senta un soroll que depén de la velocitat de rotació, hi ha que

actuar el més aviat possible i substituir el rodament afectat.

Una altra avaria típica dels rodaments es produeix

quan falla la lubricació, en aquest cas es produeix un

augment excessiu de la temperatura que si es manté

molt de temps provocarà la destrucció total del

rodament amb les possibles coneqüències negatives

sobre la màquina.

Engranatges

Una aplicació dels engranatges en la insdústria

són els reductors de velocitat. Aquests poden ser

per a treballar a altes o baixes velocitats i per a

transmetre potències elevades o menudes.

Un aspecte fonamental en els reductors de

velocitat és la lubricació, aquesta s’ha de fer amb

la quantitat necessària d’oli i de la qualitat

adequada al tipus de treball a efectuar.

Quan la lubricació no és l’adequada és poden

produir nombroses avaries, des de desgast

anormal fins el trencament de dents.



59

Les possibles fallides dels engranatges poden ser:

Càrregues excessives o càrregues repentines.

Elevades velocitats.

Deficient alineació dels eixos.

Canvis en l’estructura del metall.

Insuficient duresa dels metalls.

Contaminació del lubricant.

Utilització d’un lubricant no adequat.

A continuació puguem veure alguns tipus de desgast en els engranatges.

8.2. La lubrificació en les màquines

Qualsevol superfície metàl·lica, per polida que semble a primera vista, presenta

rugositats més o menys visibles i en alguns casos microscòpiques. En aquestes

condicions, quan una superfície frega amb una altra, les rugositats entren en

contacte i produeixen un fregament que desgasta el material, origina un

escalfament de les superfícies que pot arribar a ser perillós, i a més aquest

fregament pot suposar importants pèrdues de treball o d’energia.

Per reduir el fregament entre el gran nombre de peces mòbils que contenen les

màquines i, en conseqüència, el desgast i l’escalfament que es genera en aquestes

peces, s’empra la lubrificació.

La lubrificació cosisteix en interposar una capa o pel·lícula d’un líquid,

anomenat lubricant, entre dues superfícies que es desplacen entre

elles o entre els organs actius de qualsevol màquina.

Perquè la lubrificació siga eficaç s’ha d’aconseguir que el lubricant ómpliga les

rugositats de les superfícies en contacte, s’addereixca a elles i forme una capa

Desgast abrasiu, originat per partícules

arrossegades pel lubricant.

Desgast destructiu, originat per

sobrecàrrega.

Cremat a causa d’altes temperatures

per lubricació defectuosa.

Trencament de la dent per fatiga del

material.

Desgast corrossiu per una acció química

sobre el metall a causa d’un oli inadequat.



60

flüida, per tant el fregament s’efectua entre dues capes flüides , amb la qual cosa

les pèrdues de treball són menors que en el cas de fregament en sec i les

superfícies es desgasten menys.

Així, el lubricant actua com una capa protectora al desgast de les superfícies, al

mateix temps que disminueix la força necessària per a deslligar una superfície de

l’altra.

Els lubricants han de resistir les pressions a què estan sotmesos entre ambdues

superfícies sense ser expulsats a l’exterior, per a la qual cosa és necessari que

tinguen la viscositat adequada; tanmateix, interessa que no siguen excessivament

viscosos ja que a major viscositat major serà l’esforç de fregament. També és

important que els lubricants no modifiquen la seua viscositat amb els canvis de

temperatura i al contacte amb l’aire, l’aigua i material de les superfícies.

A la imatge següent es pot veure el procés pel què s’estableix i es manté la

pel·lícula de lubricant.

De les moltes característiques que han de tindre els olis lubricants, una de les més

importants és la viscositat, aquesta ens informa de quant li costa fluir a l’oli per un

conducte. Segons el tipus de màquina a lubricar s’ha d’elegir la viscositat

adequada, ja que una viscositat elevada dificultaria el pas de l’oli cap a les zones a

lubricar i una viscositat massa baixa no podria formar la pel·lícula necessària per a

una bona lubricació.

La mesura de la viscositat té diverses unitats de mesura, entre elles la més

utilitzada és la denominació SAE (Societat Americana d’Enginyers) que classifica els

olis segons la taula següent.

Denominació SAE Viscositat en ºE a 50 ºC Viscositat en ºE a 100 ºC Fluidesa

10

20

30

40

50

60

70

3,1 a 4,2

4,2 a 6,4

6,4 a 9,3

9,3 a 11,6

11,6 a 18,8

18,8 a 24,8

24,8 a 32,3

1,4 a 1,6

1,6 a 1,8

1,8 a 2,1

2,1 a 2,3

2,3 a 3,0

3,0 a 3,5

3,5 a 4,1

molt fluïd

fluïd

semifluït

semidens

dens

molt dens

extra dens

Zona d’alta pressió.

L’eix està parat.

Zona d’alta pressió.

L’eix comença a girar.

Zona d’alta pressió. L’eix

gira a velocitat nominal.



61

A partir d’una viscositat SAE 50 els olis s’utilitzen per lubricar engranatges i

s’anomenen valvolines . A partir d’una viscositat de SAE 120 són ja greix

consistent.

Com es pot veure la viscositat disminueix molt a mesura que augmenta la

temperatura de funcionament, per això en els motors tèrmics (on les temperatures

varien molt des del moment que es posa en marxa el motor fins que assoleix la

temperatura de règim) i

sobre tot en els

automòbils s’utilitzen olis

multigrau que mantenen

la viscositat més estable

en un rang gran de

temperatures.

A la imatge es pot veure

la comparació de la

fluïdesa entre diferents

olis multigrau.

Lubricació per

greix

S’utilitza per a lubricar coixinets, rodaments i alguns tipus d’engranatges.

Normalment s’aplica mitjançant unes vàlvules automàtiques que deixen entrar el

greix però impedeixen la seua eixida. L’Aplicació del greix s’ha de fer amb una

bomba, bé manual, bé per aire comprimit.

Aspecte extern d’un engrasador Aspecte intern d’un engrasador Bomba per aplicar greix



62

Lubricació per oli a barbolleig

S’utilitza en la lubricació d’engranatges on les dents dels pinyons esguiten l’oli

lubricant totes les parts del mecanisme.

Lubricació per oli a pressió

S’utilitza en aquelles màquines on la

lubricació és crítica i cal assegurar que

l’oli arriba fins l’últim punt on es

necessari. És el sistema que s’utilitza en

la lubricació dels motors d’explossió de

quatre temps.

8.3. Manteniment preventiu dels elements mecànics

El manteniment programat consisteix en evitar avaries mitjançant inspeccions

periòdiques; però aquestes han d’estar en un programa amb un cicle determinat de

revisió, amb la finalitat que no puguen passar-se per alt algunes parts més o menys

importants. Pot fer-se aquest mètode mitjançant un planning.

El manteniment preventiu va unit al manteniment programat.

El manteniment preventiu és l’única tècnica que pot assegurar la continuïtat dels

processos de fabricació. Açò no vol dir que per tenir un Servei de Manteniment ja

no hi haurà més reparacions, sinó que l’execució d’aquestes reparacions no afectarà

als programes de fabricació, aprofitant el moment més oportú per realitzar-les i

sempre després de enir al peu d’obra els materials, ferramentes, útils i personal

Lubricació d’engranatges per

barboteig.

Lubricació per

barboteig de les

parets interiors dels

cilindres en un motor

d’explossió.



63

qualificat.

No en tots els cassos és vàlid el Manteniment Preventiu, ja que per a certes

màquines serà vital, inútil per a altres, i obligatori sempre que es tracte de punts

que afecten a la seguridad del personal.

És, sobre tot, una qüestió de justa mesura. Si és porta bé, el manteniment

preventiu és més segur i econòmic que les avaries:

pel seu cost,

per l’eliminació de parades,

per l’elecció del moment de la intervenció per a no interferir la fabricació,

per tenir-lo tot preparat i a punt.

Una de les principals tasques del manteniment preventiu és la lubricació, ja que

d’ell depén en un percentatge molt elevat la vida de les màquines, economia de

repostos, etc.

Per portar a cap aquesta tasca de forma general, pot operar-se d’acord amb les

fases següents:

a) Preparació. Aquesta fase es portarà a cap:

Estandaritzant olis i greixos.

Estandaritzant boques d’engrasadors

Elegir sistema de greixatge: centralitzat, individual.

Distribució en planta per el pla de greixatge, en el qual es plasmarà:

ubicació, tipus, freqüència per colors.

b) Llançament. Per al llançament ha de basar-se el Servei de Manteniment en

el planning establert, el qual en circuits a recòrrer amb les seues

característiques del greixatge. A la vegada que es recorren els circuits

assenyalats, pot observar-se si hi ha anomalies de:

- Engrassadors trencats, canonades perforades;

- Corretges en mal estat;

- Sorolls anormals, etc,

c) Control. El control dels engrassadors s’assegurarà:

- Per visites periòdiques;

- Per anomalies ocorregudes per falta de greixatge;

- Dessignant primes especials en cas de reducció de gripats.

Tasques de manteniment de corretges i cadenes

Corretges planes.

No estirar en excés les corretges, ja que només serveix per a escalfar els

eixos i reduir el rendiment del mecanisme.

Cal tensar una corretja nova vàries vegades per col·locar-la bé en el seu

lloc.

És necessari netejar bé la corretja.



64

Corretges trapezoidals. Teòricament aquestes corretges són perfectes. En efecte

resolen molts problemes, però també hi ha que emprar-les adequadament:

Permeten distàncies molt curtes entre eixos de politges, són fabricades

sense fi (no hi ha unions ni vibracions).

Han de muntar-se amb una ensió molt baixa, molt inferior a la de les

corretges planes. Si en una transmissió de corretges múltiples es trenca

alguna hi ha que substituir-les totes. No és admissible la presència de

corretges noves i velles en la mateixa transmissió.

No s’ha d’utilitzar mai adherent. La corretja trapezoidal treballa per falca

dins la politja i no per fregament pla. Si les corretges llisquen cal netejar-les

o tornar-les a tensar.

Les corretges es netejaran amb un drap humit amb un dissolvent adquat.

Cadenes. És un dispositiu molt utilitzat i conegut i per reglar-les i conservar-les.

Hi ha que col·locar-la suficientment fluixa, per a què no estire ni salten les

dents.

Quan estiga bruta, és pot rentar amb petroli, rentar-la bé i després assecar-

la i lubricar-la. Si hi ha tapa-cadenes, també cal netejar-lo.

El funcionament de les cadenes és més sorollós que el de les corretges,

tanmateix cal atendre si el soroll entra dins d’allò normal o anormal.

Coixinets. Cal vigilar si tenen el greixatge adequat i si fan algun soroll anormal

Rodaments. Si són estancs només cal observar si fan algun soroll anormal. Si no ho

són cal vigilar si tenen el greixatge adequat.

Engranatges. Cada vegada és més freqüent que l’oli utilitzat en els reductor de

velocitat no es tinga que canviar mai. Açò és degut a què la qualitat dels olis

lubricants és cada vegada major, i amb els olis sintètics es poden fer olis a mesura

de cada necessitat. Tanmateix sempre hi haurà que vigilar si el nivell d’oli és

correcte.

Annex I: Metrotècnia

Un de les activitats fonamentals en les

Control del nivell per vareta

Control del nivell per tapó

Control del nivell visió directa



65

tasques de manteniment és la de realitzar mesures amb els diversos instruments

que tenim disponibles. Així farà falta mesurar longituds, diàmetres, comprovar

desgasts, etc. Per poder efectuar totes aquestes mesures disposem d’una sèrie

d’instruments de mesura com són el regle graduat, el peu de rei, el micròmetre i el

rellotge comparador.

Regle graduat

Són làmines d’acer amb les vores graduades amd divisions d’1 mm o de 0,5 mm.

La numeració pot anar en mm o

en cm. A la imatge es pot veure

un regle amb un cantell dividit

en mm i l’altr, fins els 10

primers cm dividit en 0,5 mm.

Cal observar que el zero del

regle coincideix amb la vora,

d’aquesta forma es poden

mesurar profunditats.

Peu de rei

Quan necessitem efectuar mesures inferiors a 0,5 mm ja no puguem utilitzar els

regles i hem de

recurrir a altres

instruments, un

dels més coneguts

és el calibre o peu

de rei.

Bàsicament consta

d’un regle fixe i

petit regle mòbil

anomenat nònius.

Agafem 9 mm del

regle fixe i els dividim en 10 parts, així entre

l’1 del regle i l’1’ del nònius hi ha una

distància de 1 𝑚𝑚 − 9 𝑚𝑚10 = 0,1 𝑚𝑚 , així

diguem que l’apreciació del peu de rei és

d’una dècima de mm o 0,1 mm. Hi ha peu

de rei fins una apreciació de 1/50 mm o dos

centèsimes de mm

Actualment s’ha popularitzat

el peu de rei amb indicació

digital, açò facilita molt la

lectura de les mesures, però

té com a inconvenients que

és més car i depén de les

piles per a funcionar.



66

A la imatge es poden veure els tipsu de mesura que es poden fer amb el peu de rei.

A l’hora d’efectuar una mesura hem d’obrir les boques, col·locar la peça entre elles

(preferentment sobre l’extrem final) i tancar les boques, a continuació i sense

traure la peça mirarem la mesura.

Micròmetre

També conegut com caragol micromètric s’utilitza per a mesures de l’ordre d’una

centèsima de mm

Està compost per una peça en

forma de ferradura (1), un tope

(2) fixe i un tope (3) que es

desplaça a dreta o esquerre

segons el sentit de gir del tambor

(6), sobre el cos (7) tenim una

escala graduada doble, per dalt

en mm i per baix en 0,5 mm. Per

efectuar una mesura hem d’obrir

les boques (2 i 3), col·locar la peça entre elles i aproximar

la boca mòbil fins quasi tocar la peça, a continuació

s’aproxima la boca mòbil amb la pereta (5), i sense retirar

la peça efectuem la lectura.

En el cas de la imatge tenim 16 𝑚𝑚 + 0,18 𝑚𝑚 = 16,18 𝑚𝑚

Mesura interior

Mesura exterior

Profunditats



67

Annex II: Mecanismes combinats

En la majoria de màquines no funciona un únic mecanisme, sinó que estan

formades per diversos mecanismes combinats que al final proporcionen el

moviment que es necessita.

Un exemple d’aplicació és quan es necessiten reduccions de velocitats elevades i

aquestes es fan mitjançant politges i engranatges en diversos escalons.

Activitat 16: identifica els mecnismes que formen les cadenes cinemàtiques següents.

Reducció amb dos escalons de

politges

Reducció amb tres escalons de

politges

Reducció amb tres escalons

d’engranatges

Reducció amb dos escalons

d’engranatges

els elements mecànicstecnosahuquillo.weebly.com/uploads/2/6/3/1/26313636/ii_els... · forces en...

Documents