Taras Fredyna 3º E.S.O. C 15/2/2008

MECANISMOS Y MÁQUINAS

MÁQUINAS

Es un conjunto de elementosque interactuan entre sí y que es capaz de realizar un trabajo o aplicar una fuerza.Los elementos que tiene se llaman mecanismos.

AUMENTAN LA FUERZA. PALANCAS

Es una máquina simple,capaz de multiplicar la fuerza,está compuesta de una barra rígida y un punto de apoyo.

Ley de la palanca:cuando la barra está equilibrada se cumple.

F(1)·D(2)=R(2)·D(2) F=fuerza(Newton). D=distancia(metros). F=resistencia(kg) Según la posición relativa de

fuerza,resistencia y el punto de apoyo hay tres típos de palancas.

1º GRADO:el punto de apoyo está entre la F y la R.

2º GRADO:la resistencia esta entre el punto de apoyo y la F i Tienen ventaja mecánica.

3º GRADO:la fuerza está entre el punto de apoyo y la R.

PALANCAS ARTICULADASUniendo varias palancas con uniones móviles se forman mecanismos complejos que puden realizar funciones mas coplicadas.El cuerpo humano también es una palanca.

POLEA Y POLIPASTO

POLEA.Es una rueda con una hendidura en la llantapor donde se introduce una cuerda o una correa.Sirven para elevar cragas porque cambioan bien la dirección de la fuerza.

POLIPASTO.Es un conjunto de poleas combi nadas de tal forma que puede elevar mucho peso con poca fuerza.Está compuesto por una polea fija que solo gira al tirar la cuerda y una polea móvil que gira a la vez que desplaza así arriba.

Polea móvil: F=R/2 F=R/2n n=nº poleas móviles.

TORNOEs un cilindro que consta de una manivela que sirve levantar granpeso con poca fuerza.Con la mano giramos a manivela aplicandofuerza,la cuerda se va enrolladno y sube el peso. F·B(F)=R·B(R) B=eje del cilindro.

PLANO INCLINADOEs una rampa que sirve para elevar cargas con poca fuerza. F=R·a/b a=altura b=recorrido

CUÑAEs un plano inclinado doble,donde la fuerza que se aplica perpendiculaar a la base se transmite multplicada a las caras de la cuña. TORNILLO Es un plano inclinado pero enrollado sobre un cilindro.Cando se aplica presión y se enrosca,se multiplica la fueza aplicada.Los dientes sirven como cuña.

MECANISMOS DE TRANSMISIÓN.ENGRANAJES

Los emgranajes son dos ruedas con dientes que giran cada uno en su sentido.Para que giren tienen que tener el mismo tamaño de dientes.El engranaje que tiene más dientas dientas gira más lento,y el que tiene menos gira más rápido.La velocidad se mide con la valocidad angular(w),que se mide en revoluciones por minuto(rpm).

Z(1)·W(2)=Z(2)·W(2) Z=Nº de dientes.

Engranaje loco=se pone para que los engranajes tengan el mismo sentido.

TRANSMISIÓN POR CORREA

En este macanismo hay dos poleas unidas con una correa.Tienen el mismo tamaño de la hendidura,en la que está la correa con una tensión adecuada para que se transmita el movimiento.Las dos polea giran en el mismo sentido,pero la velocidad varia.La polea de menor diametro gira más rápido que la otra.

D(1)·W(1)=D(2)·W(2) D=diametro.

TRANSMISIÓN POR CADENAEs un mecanismo parecido al de la correa,sólo está compuesto por una cadena

y dos engranajes. Z(1)·W(1)=Z(2)·W(2)

TORNILLO SIN FIN Y RUEDAEs un movimiento entre ejes perpen-diculares.La rosca del tornillo se unecon el engranaje.Al dar una vuelta la rosca,avanza un diente,para que elEngranaje de una vuelta entera la El tornillo debe girar tantas veces como dientes que tiene el engranaje.El sistema no funciona a la inversa porque la rueda se bloquea al mover el

tornillo.

Relación de transmisión

R=W(CONDUCIDO) / W(MOTRIZ) Nº DIENTES W F

Z(motriz)>Z(conducido) reductor multiplica

Z(motriz)=Z(conducido) = =

Z(motriz)<Z(conducido) multiplica reductor

TRENES DE MECANISMOS

SISTEMA TRANSMISIÓN REDUCTORPara unir poleas a engranajes es necesario que la polea y el engranaje esten en el mismo eje y giren a la misma velocidad(solidarios).

TREN DE POLEASSirve para reducir velocidad en un motor,pero al reducir la velocidad se produce mas fuerza(reductor).

TREN DE ENGRANAJESSirve para aumentar la velocidad de un motor,pero al mismo tiempo reduce la fuerza.

Mecanismos de transformación. CIRCULAR EN LINEAL

PIÑON-CREMALLERAEs un sistema compuesto por un engranaje(piñon),y una barra(cremallera)en la cual encajan los dientes del piñon que al moverse mueve la barra

HUSILLO-TUERCAEsta compuesto por un eje roscado(husillo)y una tuerca con la misma rosca que el eje.si gira alguno de los dos se mueven.

CIRCULAR EN ALTERNATIVO

BIELA MANIVELAEsta compuesto por dos barras articuladas,que una gira(manivela) y la otra se muevepor la guia(biela).

EXCÉNTRICAEsuna rueda que tiene una barra rígida unida a un punto de su perímetro.

CIGUEÑALEs un sistema compuesto por la unión de múltiples manivelas acopladas a sus correspondientes bielas.

LEVA Y SEGUIDOR

Es un dispositivo que al girar es capaz de accionar un elemento al que noestá unido y moverlo de forma alternativa.

LAS MÁQUINAS TÉRMICAS

Son las que transforman energía térmica. COMBUSTIÓN EXTERNA MÁQUINA DE VAPOR

Es una máquina que funciona gracias al vapor,que tuvo mucho éxito en los trenes,barcos y muchas máquinas mas porque hacía el trabajo manual.Consiste en que entra vapor a presion en el cilindro y mueve el pistón que mueve a la biela-manivela,y esta misma mueva a la rueda.Al salir el vapor del cilindro se condensa y se utiliza de nuevo.

Esta máquina funciona gracia al agua y carbón.

COMBUSTIÓN INTERNA

EL MOTOR DE CUATRO TIEMPOS

Es la máquina que más se utiliza en la combustion interna.Se llama cuatro tiempos porque tiene cuatro fases.

ADMISIÓN Se abre la valvula de admisión y entra aire mezclado con gasolina

pulverizada,y con ello baja el pistón.

COMPRESIÓN Al subir el piston,se cierran las valvulas y se comprime la mezcla.Para

que el pistón suba por primera vez se utiliza la bateria.

EXPLOSIÓN Cuando la mezcla está muy comprimida la bujia lanza la chispa y

explota la mezcla y empuja al pistón.

ESCAPE Se abre la valvula de escape y al subir el pistón salen los gases por

ella que luego son expulsados al exterior a traves del tubo de escape.

ADMISIÓN COMPRESIÓN

EXPLOSIÓN ESCAPE

MOTOR DE DOS TIEMPOS

Es un motor sencillo que se utiliza en máquinas como motos,cortadoras de cesped.Tiene que admitir combustible,comprimirlo,explotar y expulsar los gases,pero eso lo hace solo en dos fases.

COMPRESION-EXPLOSION ESCAPE-COMPRESIÓN El pistón sube y comprime la mezcla, Cuando el pistón está abajo la bujia lanza chispa y se produce la salen los gases por el escape explosion que hace bajar al pistón y al mismo tiempo entra gaso- con mucha energia. lina y aire por la lumbrera,el pistón sube y empieza de nuevo el proceso.

Dentro del cilindro hay aceite que sirve para evitar el rose,pero de tanto moverse el piston,ese se calienta,que es refrigerado por una rajillas de ventilacion.

MOTORES DIESEL

Utiliza un gasoil y no tiene bujia,la mezcla de aire con combustible se comprime hasta llegar a 600ºC,y con esa temperatura explota la mezcla.

LA CILINDRADA

Es la capacidad de sus cilindros.(volumen)

V=P·r(al cuadrado)·h r=radio del cilindro

h=altura(carera que recorre).

MOTORES PARA VOLAR

Los inventos de Leonardo da Vinci fueron famosos y fracasados,los hermanos Montgolfier construyeron el primer globo aerostálico que volaba con el aire caliente.El primer avión fue construido por los hermanos Wright en 1903. Un reactor es un motor que se basa en el principio de acción-reacción

COHETE Es un reactor que tiene un tanque con combustible y otro con comburente(oxigeno). Los gases al calentarse se dilatan y salen a gran velocidad.Cuanto mas valocidad de salida tengan los gases producidos por la combustion mas velocidad tendra el cohete.

m(gas)·v(gas)=m(cohete)·v(cohete)

Motores para volar

LLEVAN TURBINA

TURBOREACTOR El aire entra aspirado por los helices del compresor donde se

comprime con el queroseno en la camara de combustion y explota a gran velocidad empujando al avion.

TURBOFAN Este motor utilizan los aviones comercionales porque son mas

silenciosos.Al estar el fan se suman dos efectos: 1-refrigera al turboreactor. 2-el flujo de aire es mayor. El avance del avion se hace gracias al fan y a los gases.

TURBOHÉLICE Aqui la turbina tambien gira al helice delantero.La propulsion se debe

a dos causas:a los gases que salen por la perte posterior (a poca velocida porque la mayor parte de la energia se gasta en mover la turbina)y al empuje de la helice.

TURBOREACTOR TURBOFAN

TURBOHÉLICE

NO LLEVAN TURBINA

ESTATOREACTOR

Consiste en un tubo abierto por los dos lados y por la parte delantera entra el oxigeno que reacciona con el combustible.Los gases salen a gran velocidad por la chispa producida de la bujia y al enorme calor de la combustion.Se utiliza en avione espía. Su principal inconveniente es que los gases pueden salie por la parte delantera.

PULSOREACTOR

Se hizo para mejorar el principal inconveniente del otro,instalando una valvulas que se abren al entrar el aire y se cierran al producirse la chispa. Se instalan en aviones que soportan poco peso. Se utiliza en motor de arranque de los veleros,que una vez situado en la corriente de aire caliente se mantiene volando sin necesidad de encender el motor.