Mecanismos

MÁQUINAS Y MECANISMOS.

1. INTRODUCCIÓN.

El ser humano necesita realizar trabajos que sobrepasan sus posibilidades: mover rocas muy pesadas, elevar coches para repararlos, transportar objetos o personas a grandes distancias, hacer trabajos repetitivos o de gran precisión, etc.

• Para solucionar este problema se inventaron las MÁQUINAS.

La función de las máquinas es reducir el esfuerzo necesario para realizar un trabajo.

Ejemplos de máquinas son la grúa, la excavadora, la bicicleta, el cuchillo, las pinzas de depilar, los montacargas, las tejedoras, los robots, etc.

1.1.- PARTES DE UNA MÁQUINA:

De forma sencilla, se puede decir que una máquina está formada por 3 elementos principales:

1. Elemento motriz: dispositivo que introduce la fuerza o el movimiento en la máquina (un motor, esfuerzo muscular, etc.).

2. Mecanismo: dispositivo que traslada el movimiento del elemento motriz al elemento receptor.

3. Elemento receptor: recibe el movimiento o la fuerza para realizar la función de la máquina

Elemento motriz: fuerza muscular del ciclista sobre los pedales.

Ejemplo: bicicleta Mecanismo: cadena.

Elemento receptor: ruedas.

1.2.- MECANISMOS.

Para poder utilizar adecuadamente la energía proporcionada por el motor, las máquinas están formadas internamente por un conjunto de dispositivos llamados MECANISMOS.

 Los mecanismos son las partes de las máquinas encargadas de transmitir o transformar la energía recibida del elemento motriz (una fuerza o un movimiento), para que pueda ser utilizada por los elementos receptores que hacen que las máquinas funcionen.

1.3.- TIPOS DE MECANISMOS.

Dependiendo de la función que el mecanismo realiza en la máquina, podemos distinguir dos categorías:

1. Mecanismos de transmisión del movimiento.

2. Mecanismos de transformación del movimiento.

1. MECANISMOS DE TRANSMISIÓN DEL MOVIMIENTO.

Son mecanismos que reciben la energía o movimiento del elemento motriz y lo trasladan a otro sitio (elemento receptor).

Ejemplo: el mecanismo de transmisión por cadena de la bicicleta.

2. MECANISMOS DE TRANSFORMACIÓN DE MOVIMIENTO.

Son mecanismos que reciben la energía o movimiento del elemento motriz, y transforman el tipo de movimiento para adecuarlo a las necesidades o características del elemento receptor.

Ejemplo: mecanismo biela-manivela de transformación lineal a circular en la locomotora de vapor.

2. MECANISMOS DE TRANSMISIÓN DE MOVIMIENTO.

Los mecanismos de transmisión del movimiento únicamente transmiten el movimiento a otro punto, sin transformarlo. Por tanto, si el movimiento es lineal a la entrada, seguirá siendo lineal a la salida; si el movimiento es circular a la entrada, seguirá siendo circular a la salida.

Existen dos tipos de mecanismos de transmisión de movimiento:

1. Mecanismos de transmisión lineal (máquinas simples).

2. Mecanismos de transmisión circular.

2.1.- MECANISMOS DE TRANSMISIÓN LINEAL (MÁQUINAS SIMPLES).

Las máquinas simples son artilugios muy sencillos ideados en la antigüedad por el ser humano para ahorrar esfuerzos a la hora de realizar ciertas tareas.

Estas máquinas sólo se componen de un elemento: el mecanismo de transmisión lineal.

Los mecanismos de transmisión lineal (o máquinas simples) reciben un movimiento lineal a su entrada y lo transmiten lineal a su salida.

Las máquinas simples más importantes son:

1. Palancas.

2. Poleas.

PALANCA: Una palanca es una máquina simple que consiste en una barra o varilla rígida que puede girar sobre un punto fijo denominado fulcro o punto de apoyo. La palanca se ideó para vencer una fuerza de resistencia R aplicando una fuerza motriz F más reducida.

Al realizar un movimiento lineal de bajada en un extremo de la palanca, el otro extremo experimenta un movimiento lineal de subida. Por tanto, la palanca nos sirve para transmitir fuerza o movimiento lineal.

Tipos de palancas:

a) Palancas de primer grado.

El punto de apoyo (fulcro) se sitúa entre la fuerza aplicada y la resistencia a vencer.

b) Palancas de segundo grado.

La resistencia a vencer se sitúa entre la fuerza aplicada y el punto de apoyo (fulcro).

c) Palancas de tercer grado.

La fuerza aplicada se sitúa entre la resistencia a vencer y el punto de apoyo (fulcro).

Ley de la palanca:

Se trata de una ecuación que explica el funcionamiento de una palanca.

“La fuerza aplicada por su distancia al punto de apoyo, será igual a la resistencia a vencer por su distancia al punto de apoyo”.

Esta expresión matemática tiene una interpretación práctica muy importante: “cuanto mayor sea la distancia de la fuerza aplicada al punto de apoyo (brazo de fuerza), menor será el esfuerzo a realizar para vencer una determinada resistencia”. (BF↑ F¯)

POLEAS: La polea es una rueda con una acanaladura por la que hace pasar una cuerda o cable, y un agujero en su centro para montarla en un eje.

Una polea nos puede ayudar a subir pesos ahorrando esfuerzo: la carga que se quiere elevar se sujeta a uno de los extremos de la cuerda y desde el otro extremo se tira, provocando así el giro

de la polea en torno a su eje.

Existen dos tipos de poleas:

a) Polea fija (polea simple).

Se trata de una polea donde su eje se fija a un soporte, manteniéndola inmóvil.

No proporciona ahorro de esfuerzo para subir una carga (F = R).

Sólo se usa para cambiar la dirección o sentido de la fuerza aplicada y hacer más cómodo su levantamiento (porque nuestro peso nos ayuda a tirar).

b) Polipasto.

A un conjunto de dos o más poleas se le llama polipasto.

El polipasto está constituido por dos grupos de poleas:

Poleas fijas: son poleas inmóviles, porque están fijas a un soporte.

Poleas móviles: son poleas que se mueven.

A medida que aumentamos el número de poleas en un polipasto, el mecanismo es más complejo, pero permite reducir mucho más el esfuerzo necesario para levantar una carga.

Los polipastos se usan para elevar cargas muy pesadas con mucho menor esfuerzo.

2.2.- MECANISMOS DE TRANSMISIÓN CIRCULAR.

El movimiento circular es el más habitual en las máquinas. En general, este movimiento es proporcionado a la máquina por el motor.

Pero, ¿quién se encarga de transmitir este movimiento circular de unas

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