MECANISMOS Y MÁQUINAS

Autor: Salvador Benítez MárquezCurso: 3-AFecha: 17-02-08

MÁQUINA

• Una 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 las constituyen se llaman mecanismos.

PALANCAS

• Es una máquina simple.• Con una palanca puedo

levantar mucho peso haciendo poca fuerza.

• Cuando una palanca está en equilibrio se cumple que:

F1 D1= F2 D2

TIPOS DE PALANCAS

• Hay tres tipos:1. Primer grado( el punto

de apoyo esta entre la fuerza y la resistencia )

2. Segundo grado ( La resistencia esta entre el punto de apoyo y la fuerza )

3. Tercer Grado ( La fuerza está entre el punto de apoyo y la resistencia )

PALANCAS ARTICULADAS

• Uniendo varias palancas con uniones móviles se construyen mecanismos complejos que pueden realizar funciones más complicadas.

POLEAS Y POLIPASTOS

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

- F=R• Polipasto: es un conjunto

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

polea

polipasto

TORNO

• Es un cilindro que consta de una manivela que lo hace girar de forma que es capaz de levantar pesos con menos esfuerzo

F1 D1= F2 D2

PLANO INCLINADO

• Es una rampa que sirve para elevar cargas realizando menos esfuerzo.

F = R* A/B

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.

• La fuerza aumenta más cuanto mayor longitud tienen las caras y menor longitud tiene la base.

TORNILLO

• Es un plano inclinado, pero enrollado sobre un cilindro. Cuando se aplica presión y se enrosca. Se multiplica la fuerza aplicada.

• Cada filete de la rosca hace de cuña introduciéndose en el material con poco esfuerzo.

MECANISMOS DE TRANSMISION

• Transmisión por engranajes.

• Transmisión por correa.

• Transmisión por cadena

TRANSMISIÓN POR ENGRANAJES• El número de dientes

de un engranaje se representa por la letra Z.

• La rapidez se representa con la letra W y se mide en rpm.

• Y se cumple que:

Z1 W1 = Z2 W2

TRANSMISIÓN POR CORREA

• Es un mecanismo compuesto de una correa que conduce el movimiento de una polea a otra.

• La ecuación que relaciona el movimiento de dos poleas unidas por la correa es:

• D1 W1 = D2 W2

• D = diámetro de la polea

TRANSMISIÓN POR CADENA

• Es un mecanismo compuesto de una cadena y de ruedas dentadas.

• Se cumple la ecuación de equilibrio de la transmisión por engranajes:

Z1 W1 = Z2 W2

TORNILLO SIN FIN Y RUEDA

• Es otra forma de transmisión de movimientos pero entre ejes que son perpendiculares entre sí.

• Cada vuelta del tornillo la rueda dentada avanza un diente.

• El sistema no funciona a la inversa.

RELACIÓN DE TRANSMISIÓN

• R = W conducida/ W motriz

• Velocidad motriz: la del elemento que acciona el mecanismo.

• Conducida: la del elemento que recibe le movimiento.

TRENES DE MECANISMOS

• Sistema de transmisión reductor.

• Tren de poleas.

• Tren de engranajes

SISTEMA DE TRANSMISIÓN REDUCTOR

• Para unir un sistema de poleas a un sistema de engranajes, es necesario que una polea y un engranaje estén en el mismo eje y giren a la misma velocidad; es decir, que sean solidarios.

TREN DE POLEAS

• Cuando queremos reducir la velocidad se puede hacer con varias poleas unidas con correa.

• En este proceso la energía transmitida a cada elemento es la misma.

TREN DE ENGRANAJES

• Si queremos aumentar la velocidad de un mecanismo se utilizan varios engranajes o poleas acoplados, pasando de mayor a menor tamaño.

• La energía mecánica es igual para todos los elementos de un mecanismo.

MECANISMOS DE TRANSFORMACIÓN

• Piñón-cremallera de circular a lineal o

• Husillo-tuerca viceversa

• Biela-manivela de movimiento circular

• Excéntrica a movimiento

• Cigüeñal alternativo

• Leva

PIÑÓN-CREMALLERA

• Está compuesto por un engranaje, llamado piñón, y una barra dentada.

• Los dientes del piñón engranan en los de la barra, de forma que un movimiento del giro del piñón produce un desplazamiento lineal de la barra.

HUSILLO-TUERCA

• Esta compuesto de un eje roscado ( husillo ) y una tuerca con la misma rosca que el eje.

• Si se gira la tuerca, esta se desplaza linealmente sobre el husillo y viceversa.

BIELA-MANIVELA

• Mecanismo compuesto de dos 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

• Es una rueda que tiene una barra rígida unida en un punto de su perímetro.

CIGUEÑAL• Es un sistema compuesto por la unión de

múltiples manivelas acopladas a sus correspondientes bielas.

LEVA

• Es un dispositivo que al girar es capaz de accionar un elemento al que no está unido y moverlo de forma alternativa.

MÁQUINAS TÉRMICAS

• De combustión externa

- Máquina de vapor

• De combustión interna

- Motor de cuatro tiempos

- Motor de dos tiempos

MÁQUINA DE VAPOR

• La ebullición del agua genera vapor a presión que mueve el pistón que puede transformar su movimiento en movimiento circular si se le acopla un cigüeñal.

MOTOR DE CUATRO TIEMPOS

• Presenta cuatro fases:1. Admisión: entra aire y gasolina en el cilindro2. Compresión: se comprime la mezcla3. Explosión: la bujía lanza una chispa que explota la mezcla4. Escape: se abre la válvula y expulsa los gases producidos

MOTOR DE DOS TIEMPOS

• Presenta dos fases:1. Compresión-Explosión:

se comprime la mezcla. Cuando esta arriba del todo se enciende la bujía provocando la explosión de la mezcla.

2. Escape-Compresión: cuando el pistón esta abajo salen por el escape los gases producidos por la combustión anterior, y al mismo tiempo, entran por la lumbrera A

MOTORES DIESEL

• Se usa combustible llamado gasoil.

• No tienen bujía.• La mezcla explota a

600 grados

Motor diesel de 1906

LA CILINDRADA

• Una moto de 500 quiere decir que tiene 500 centímetros cúbicos de capacidad en sus cilindros.

MOTORES PARA VOLAR

• Los hermanos Montgolfier lograron el objetivo, construyeron el primer globo aerostático, que vuela gracias al aire caliente que lo hace ascender.

• Pero el primer avión con motor que logró despegar se debe a los hermanos Wright en 1903.

PRINCIPIO DE ACCIÓN Y REACCIÓN

• No es difícil.• Tu haces la fuerza sobre la bola y la bola a su vez hace

fuerza sobre ti.• Un reactor es un motor que se basa en el principio de

acción-reacción - Cohete es un reactor que lleva en un tanque el

combustible y en el otro el comburente. Se cumple que:

M gas V gas = M cohete V cohete

MOTORES DE AVIONEES

• Turborreactor Tienen turbina

• Turbofan Aviones comerciales

• Turbopropulsor No tienen turbina

• Estatorreactor Aviones no

• Pulsorreactor comerciales

TURBORREACTOR

• En la cámara de combustión, el comburente que entra comprimido reacciona con el queroseno.

• Los gases a altísimas temperaturas se expanden y salen por la parte posterior a gran velocidad, impulsando el avión hacía delante

TURBOFAN

• Son más silenciosos que los turborreactores.

• El ventilador refrigera el turborreactor, y dos, el flujo del aire es mayor.

• El avance del avión se debe al empuje del ventilador y al de los gases que salen por la tobera final.

TURBOPROPULSOR

• Es muy parecido al turborreactor.• Diferencia: la turbina de la parte posterior hace girar una

hélice.• La propulsión se debe a dos causas: a los gases que

salen por la parte posterior y al empuje de la hélice

ESTATORREACTOR

• Consiste en un tubo abierto por los dos extremos.• El oxígeno entra por la parte delantera.• Los gases se expanden, saliendo por la parte posterior,

por lo que el motor es empujado hacía delante.

PULSORREACTOR

• Se utiliza para mejora el estatorreactor.

• Se instalan unas válvulas que permiten la entrada del aire y se cierran cuando explota la mezcla.

FUENTES DE INFORMACIÓN

• Internet ( wikipedia )

• Libro de Tecnología.