Semana 2

El tren bala TGV 4402, ostenta el record de mayor velocidad media en un servicio de pasajeros y el de mayor velocidad en condiciones especiales de prueba, habiendo alcanzado la velocidad de 574,8 km/h en el año 2007.

Universidad de Ingeniería & Tecnología UTEC

ELEMENTOS DE MAQUINAS CAPITULO 2: MAQUINAS

Helard Alvarez Sanchez [email protected]

CAPITULO 2: MAQUINAS Objetivos: a) Comprender el comportamiento de las máquinas. b) Diferenciar entre una maquina y un mecanismo. c) Clasificar los maquinas y sus tipos. Contenido: a) Introducción. Máquinas, maquinas simples. b) Entender los diferentes tipos de palancas, poleas.

1. Introducción Muchos objetos realizados por el ser humano que conocemos son estáticos, como los puentes, y otros que son objetos dinámicos, es decir que se mueven o se pueden mover. Estos objetos dinámicos son los que nos permiten por ejemplo moler el trigo, transportar mercancías. Estos objetos están constituidos por las llamadas máquinas y mecanismos.

• Máquina

2. Definiciones

Es un conjunto de piezas o elementos móviles y fijos, agrupados cuyo funcionamiento posibilita aprovechar, dirigir, regular o transformar energía o realizar un trabajo con un fin determinado. Ejem:. Una barco, un torno, una locomotora minera, etc.

2. Definiciones • Máquina simple En el campo de la mecánica se denominan maquinas simples a la de una sola pieza. Las maquinas simples permiten disminuir el esfuerzo para realizar un trabajo.. Ej. Una cuña, una palanca, una polea, etc.

2. Definiciones • Mecanismos Son elementos destinados a transmitir y transformar fuerzas y movimientos desde un elemento motriz, (motor) a un elemento receptor, al que se le llamará en algunas ocasiones conducido. Los mecanismos están compuestos de piezas y máquinas simples y a su vez forman parte de maquinas más complejas o de mayor tamaño.

2. Definiciones • Motor Entrega energía mecánica a partir de cualquier otra fuente.

2. Definiciones • Estructura Sirve de apoyo y protección para el resto de los componentes.

• Actuadores

Transforman el movimiento en trabajo.

• Circuitos:

Son los que transportan la energía de un lugar a otro de la máquina.

• Dispositivos de mando regulación y control:

Controlan el funcionamiento de la máquina.

3. Maquinas. Combinación de elementos que pueden realizar un trabajo acompañado de movimientos determinados. En casi todas las máquinas podemos encontrar:

Estructura:

Mecanismos:

Actuadores:

Motor:.

Circuitos:.

Dispositivos de mando regulación y control:

3.1 Tipos de Máquinas. MAQUINAS

SIMPLES

• • • • • • •

PALANCA POLEA POLIPASTO TORNO PLANO INCLINADO CUNA TORNILLO

TECNICAS

MECANISMOS DE TRANSMISION • ENGRANAJES • CORREAS • CADENAS • TORNILLO SIN FIN • TRENES DE MECANISMOS • DE TRANSFORMACION • DE TRANSFORMACION DE MOVIMIENTO CIRCULAR A ALTERNATIVO

MAQUINAS TERMICAS DE COMBUSTION INTERNA

DE COMBUSTION EXTERNA

4.Maquinas simple 4.1 Tipos de maquinas simple: Palanca

Plano inclinado

-Palanca de primer género

Cuña

-Palanca de segundo género

Tornillo

-Palanca de tercer género -Polea -Torno

4.2 La palanca

Dispositivo que consiste en una barra rígida que puede girar en torno a un punto determinado, el cual recibe el nombre de punto de apoyo. P

R

Potencia

Resistencia

Apoyo

A Bp

Brazo de potencia

Br

Brazo de resistencia

4.3 Tipos de palancas

Existen tres tipos de palancas. Se diferencian entre sí por la situación de los elementos que las componen (potencia, apoyo y resistencia) Primer género. Alicates, balanza, tenazas

Potencia

Resistencia

Apoyo Resistencia

Segundo género. Carretilla, abridor de botellas

Potencia Apoyo

Tercer género. Pinzas, canna de pescar, quita grapas

Potencia

Resistencia Apoyo

Ejemplos

4.4 Poleas Son operadores mecánicos formados por una rueda acanalada por la que pasa una cuerda. La polea gira alrededor de un eje que la atraviesa por el centro. Existen dos tipos básicos: fijas y móviles. Además, al conjunto formada por poleas fijas y móviles se le conoce con el nombre de polipasto.

Polea fija Es una rueda ranurada que gira en torno a un eje sujeto a una superficie fija. Por la ranura se hace pasar una cuerda, cadena o correa que permite vencer, de forma cómoda, una resistencia,(R), aplicando una fuerza,(F). Se encuentra en equilibrio cuando la fuerza aplicada,(F), es igual a la resistencia ,(R), que representa la carga. F = R Sirve para elevar y bajar cargas con facilidad. Grúas sencillas, aparatos de musculación, etc..

Polea móvil Es un conjunto de dos poleas, una de las cuales se encuentra fija, mientras que la otra puede desplazarse linealmente. Se encuentra en equilibrio cuando se cumple la siguiente igualdad: F = R/2 Este tipo de poleas permite elevar cargas con menos esfuerzo.

Polipasto Es un tipo especial de montaje de poleas fijas y móviles. Consta de un número par de poleas, la mitad de las cuales son fijas, y la otra mitad móviles. Se encuentra en equilibrio cuando se cumple la igualdad: F = R/n n es el número de poleas. Tiene múltiples aplicaciones: ascensores, montacargas, grúas...

Conjunto manivela-torno La manivela es una barra unida al eje al que hace girar. La fuerza necesaria para que gire el eje es menor que la que habría que aplicarle directamente. El mecanismo en que se basa éste dispositivo es el torno, que consta de un tambor que gira alrededor de su eje con el fin de arrastrar un objeto. Se cumple esta ecuación: F . d = R . r F=R.r/d

Si la relación entre r y d es pequeña el torno permite levantar pesos con poco esfuerzo.

Ejemplos

4.5 Plano inclinado

Es una superficie plana que forma un ángulo agudo con el suelo y se utiliza para elevar cuerpos a cierta altura. Tiene la ventaja de necesitarse una fuerza menor que la que se emplea si levantamos dicho cuerpo verticalmente, aunque a costa de aumentar la distancia recorrida y vencer la fuerza de rozamiento.

4.6 Cuña

Pieza de madera o de metal terminada en ángulo diedro muy agudo. Técnicamente es un doble plano inclinado portátil. Sirve para hender o dividir cuerpos sólidos, para ajustar o apretar uno con otro, para calzarlos o para llenar algún hueco. El funcionamiento de la cuña responde al mismo principio que el del plano inclinado. Al moverse en la dirección de su extremo afilado, la cuña genera grandes fuerzas en sentido perpendicular a la dirección del movimiento.

4.6 Cuña Ejemplos:

Clavos

Hachas

Cinceles

4.7 Tornillo

Es un elemento cilíndrico dotado de cabeza, generalmente metálico, utilizado en la fijación de unas piezas con otras, que está dotado de una rosca triangular, que mediante una fuerza de torsión ejercida en su cabeza con una llave adecuada o con un destornillador, se puede introducir en un agujero roscado a su medida o atravesar las piezas y acoplarse a una tuerca.

Resumen: •En este capítulo hemos conocido y descrito que es una maquina, una maquina simple y sus diferentes tipos que se usan en la ingeniería mecánica.