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

Transcripción

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2 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 constituyen las máquinas se llaman mecanismos.

3 Las palancas son máquinas simples que son capaces de multiplicar la fuerza. Cuanto más alejados estemos del punto de apoyo, menor será la fuerza que tendremos que hacer. LEY DE LA PALANCA Siendo: F B F = R B R F = La fuerza que se aplica B= Distancia del punto de aplicación de la fuerza al punto de apoyo R= Fuerza que se vence

4 DE PRIMER GÉNERO En las palancas de primer género el punto de apoyo está entre el peso y el lugar de aplicación de la fuerza. (La piedra pequeña que actúa como apoyo está entre la roca grande y la fuerza del grupo de personas.) DE SEGUNDO GÉNERO En las palancas de segundo género el peso se encuentra entre el apoyo y el lugar en el que hacemos la fuerza. (El peso que lleva la carretilla está entre la rueda que actúa como apoyo y la fuerza que hace el obrero.) DE TERCER GÉNERO En las palancas de tercer género la fuerza se aplica entre el punto de apoyo y el peso. (La fuerza la realiza el brazo izquierdo del pescador. Esta fuerza se aplica entre el apoyo del brazo derecho y el peso del pez.)

5 POLEA: Es una rueda con una hendidura en la llanta por donde se introduce una cuerda o una correa. Sirven para elevar cargas con más comodidad porque cambian la dirección de la fuerza. polea_simple.swf F = R POLIPASTOS: Es un conjunto de poleas combinadas de tal forma que puedo elevar un gran peso haciendo muy poca fuerza. polea_movil.swf F = R/2n siendo n el número de poleas móviles

6 El torno es un cilindro que consta de una manivela que lo hace girar de forma que es capaz de levantar pesos con menos esfuerzo. Es una palanca cuyo punto de apoyo es el eje del cilindro y los brazos son la barra de la manivela y el radio del cilindro. P B F = R B R

7 PLANO INCLINADO: Es una rampa que sirve para elevar cargas realizando menos esfuerzo.

8 CUÑA: Plano inclinado doble, donde la fuerza que se aplica perpendicular a la base se transmite multiplicada a las caras de la cuña.

9 TORNILLO: Es un plano inclinado, pero enrollado sobre un cilindro. Cuando se aplica presión y se enrosca, se multiplica la fuerza aplicada, de forma que cada filete de la rosca hace de cuña, introduciéndose en el material con poco esfuerzo.

10 TRANSMISIÓN POR ENGRANAJES Los engranajes son ruedas dentadas con salientes denominados dientes, por lo que también se llama a estas ruedas ruedas dentadas. Transmites movimientos de giro entre ejes muy próximos y son adecuados cuando también es necesario transmitir grandes fuerzas- El engranaje en el que se inicia el movimiento se denomina engranaje de entrada o motriz y en el que termina la transmisión engranaje de salida o conducido. Siendo: Z 1 ω 1 = Z 2 ω 2 Z 1 : Número de dientes de la rueda motriz Z 2 : Número de dientes de la rueda conducida ω 1 : velocidad de la rueda motriz en r.p.m ω 2 : velocidad de la rueda conducida Tipos de engranajes

11 TRANSMISIÓN POR CORREA Es un mecanismo compuesto de una correa que conduce el movimiento de una polea a otra. Ver Siendo: N 1 d 1 = N 2 d 2 d 1 : Diámetro de la rueda motriz d 2 : Diámetrode la rueda conducida N 1 : velocidad de la rueda motriz en r.p.m N 2 : velocidad de la rueda conducida en r.p.m La transmisión por correas es más silenciosa que la transmisión por engranajes, pero la rueda puede patinar cuando quieres transmitir mucho esfuerzo.

12 TRANSMISIÓN POR CADENA Es un mecanismo compuesto de una cadena y de ruedas dentadas. Ver Siendo: Z 1 ω 1 = Z 2 ω 2 Z 1 : Número de dientes de la rueda motriz Z 2 : Número de dientes de la rueda conducida ω 1 : velocidad de la rueda motriz en r.p.m ω 2 : velocidad de la rueda conducida

13 TORNILLO SIN FIN Y RUEDA Es otra forma de transmisión de movimientos pero entre ejes que son perpendiculares entre sí. La rosca del tornillo engrana con los dientes del engranaje. Cada vuelta del tornillo la rueda dentada avanza un diente. Ver N2 Z N1 nº entradas del 2 tornillo Z 1 : Número de dientes del tornillo = 1 Z 2 : Número de dientes de la rueda conducida N 1 : velocidad del tornillo en r.p.m N 2 : velocidad de la rueda conducida

14 RELACIÓN DE TRANSMISIÓN

15 RELACIÓN DE TRANSMISIÓN

16 RELACIÓN DE TRANSMISIÓN

17 Son los que cambian el tipo de movimiento, de lineal a circular, o a la inversa, y de alternativo a circular o inversa. Mecanismos de Transformación Movimiento circular en lineal o lineal a circular Movimiento circular en alternativo Piñón cremallera Husillo - tuerca Biela Manivela Excéntrica Cigüeñal Leva y seguidor

18 PIÑÓN CREMALLERA Está compuesto por un piñón y una barra dentada. Los dientes del piñón engranan en los de la barra, de forma que un movimiento de giro del piñón produce un desplazamiento lineal de la barra. También puede funcionar a la inversa. Ver L=P Z N L: velocidad del avance de la cremallera (mm/min) P: Paso: distancia entre dos dientes consecutivos (mm) Z: número de dientes del piñón N: velocidad del piñón, rpm

19 HUSILLO - TUERCA Está 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 al revés, si giro el husillo, también se desplaza la tuerca. Ver

20 BIELA MANIVELA Es un mecanismo compuesto de dos barras articuladas, de forma que una gira (manivela) y la otra se desplaza por una guía (biela). Transforma un movimiento circular en un movimiento alternativo o de vaivén. VER

21 BIELA MANIVELA

22 EXCÉNTRICA Es una rueda que tiene una barra rígida unida en un punto de su perímetro. Convierte un movimiento circular en alternativo y viceversa.

23 EL CIGÜEÑAL Está compuesto por la unión de múltiples manivelas acopladas a sus correspondientes bielas. Transforma simultáneamente un movimiento de giro en varios movimientos alternativos.

24 EL CIGÜEÑAL

25 LEVA Y SEGUIDOR La leva es un dispositivo de forma ovoide, sobre el que se apoya un seguidor que transmitirá el movimiento lineal cuando la parte saliente de la leva entre en contacto con el mismo. Transforma un movimiento de giro en un movimiento lineal alternativo. VER

26 Las MÁQUINAS TÉRMICAS transforman la energía térmica en energía mecánica. Según la forma de realizar la combustión del combustible, se clasifican en dos tipos: De combustión externa: El combustible se quema fuera del motor. Máquina de vapor De combustión interna: El combustible se quema dentro de la máquina. Son más eficientes que las anteriores porque tienen menos pérdidas de energía. Motor de un coche.

27 La máquina de vapor de Watt se hizo muy popular gracias al tren. FUNCIONAMIENTO

28 EL MOTOR DE CUATRO TIEMPOS Es el que usan la mayoría de los coches. Posee cuatro fases:

29 EL MOTOR DE DOS TIEMPOS Se usa en motocicletas y cortadoras de césped. Tiene dos fases: 1. Compresión-Explosión 2. Escape - Compresión

30 MOTORES DIESEL Es de cuatro tiempos, pero usan de combustible gasoil y no tienen bujía. La mezcla de aire y combustible se comprime tanto que se alcanzan unos 600ºC, de forma que se produce la explosión de la mezcla sin necesidad de la bujía.

31 Los motores para volar se basan en el principio de acción y reacción. COHETE Consiste en un reactor que posee dos tanques, uno con combustible y otro con el comburente. Al unirse las dos sustancias se produce una reacción de combustión, de forma que los gases se dilatan y salen a gran velocidad, empujando al cohete en dirección contraria. m gas v gas = m cohete v cohete

32 MOTORES DE AVIONES Hay dos tipos de motores de aviones: Turborreactor, turbofán y turbohélice. Tienen una turbina compresora y se utilizan fundamentalmente en los aviones comerciales. Estatorreactor y pulsorreactor. No llevan turbina y se utilizan sobre todo en aviones experimentales no comerciales.

33 TURBORREACTOR El aire entra aspirado por las hélices del un compresor. Este aire comprimido reacciona con el queroseno en la cámara de combustión, los gases se expanden y salen por la parte posterior a gran velocidad, impulsando el avión hacia adelante y haciendo girar a una turbina que, a su vez, hace girar al compresor delantero( para que entre más aire del exterior). CONCONDER

34 TURBOFAN BUJÍA VENTILADOR COMPRESOR TURBINA Se utiliza en la mayoría de los aviones comerciales. Al poseer el ventilador dentro produce menos ruido, refrigera el turborreactor y el flujo de aire es mayor. El avance del avión se debe al empuje del ventilador y al de los gases que salen por la tobera final.

35 TURBOPROPULSOR Es muy parecido al turborreactor, se diferencia en que la turbina además de hacer girar al compresor delantero, hace girar a una hélice delantera exterior. Tienen menos velocidad debido a que parte de la energía se invierte en el movimiento de la turbina y de la hélice.

36 ESTATORREACTOR Consiste en un tubo abierto por los dos extremos. El aire entra a altas velocidades y reacciona con el combustible. Los gases se expanden al iniciarse la combustión con la chispa de una bujía y salen por la parte posterior a gran velocidad y empujando el avión hacia adelante. Tiene poco peso por lo que se utiliza en aviones espías.

37 PULSORREACTOR Mejoran el inconveniente del estatorreactor al añadir unas válvulas que permiten la entrada de aire y se cierran cuando se produce la reacción de combustión.