1. T e m a . 3 : M e c a n i s m o s y m q u i n a s

• ndice: 1 . Mquinas y mecanismos 2 . La palanca 3 . Poleas y polipastos 4 . El torno 5 . Plano inclinado y cua 6 . El tornillo 7 . Mecanismos de transmisin 8 . Transmisin por engranajes 9 . Transmisin por cadenas 10 . Transmisin por correas 11 . Transmisin por tornillo sin fin

• 12 . Relacin de transmisin 13 . Mecanismos de transformacin 14 . Mecanismos de transformacin demovimiento circular en rectilneo 15 . Mquinas trmicas 16 . Mquinas de vapor 17 . Motor de cuatro tiempos 18 .Motor de dos tiempos 19 . Motores para volar 20 . Motores de aviacin 21 . Otros motores

2. 1 . Mquinas y mecanismos

Una mquina es un conjunto de elementos que interactan entre s y que es capaz de realizar un trabajo o aplicar una fuerza.Los elementos que constituyen las mquinas se llaman mecanismos.

Clasificacin :

3. - Mquinas simples :Mquina con un conjuntode dispositivos sencillos que realizantrabajo. 4. - Palancas 5.

- Poleas y polipastos - Tornos - Plano inclinado - Cua - Tornillo - Mquina compuesta :Acoplamiento devariasmquinas simples.

6. 2 . La palanca

Lapalancaes una mquina simple.Est compuesta de muy pocos elmentos : una barra rgida y un punto de apoyo.

Ley de la palanca.F B F = R B R

7. Tipos de palancas. 8. - 1 grado- 2 grado- 3 grado 9. 3 . Poleas y polipastos

Lapoleaes una rueda con una hendidura en la llanta por donde se introduce una cuerda o una correa.En un extremo de la rueda se le pone el peso a elevar y en el otro extremo se le aplica la fuerza. Unpolipastoses un conjunto de poleas mviles combinadas de tal forma para que puedan elevar un peso con poca fuerza.

10. 4 . El Torno

Untornoes un cilindroque consta de unamanivela que lo hacegirar,es capaz delevantar pesos con menosesfuerzo.

11. 5 . Plano inclinado y cua

Elplano inclinadoes una rampa que sirve para elevar cargas realizando menos esfuerzo. F = R a / b

Lacuaes un plano inclinado doble que cumple la ley de la palanca.

12. 6 . El Tornillo

El tornilloes un planoinclinado,pero enrolladosobre un cilindro.Cuandose aplica presin y seenrosca,se multiplica lafuerza aplicada.

13. 7 . Mecanismos de transmisin

Mecanismos de transmisin :Son sistemas para transmitir movimientos desde donde se genera( desde el motor )hasta donde se consume( las ruedas ) .

Se transmite : potencia = fuerza velocidad

14. Relacin de transmisin 15. z 1 w 1 = z 2 w 2 16. 8 . Transmisin por engranajes

Losengranajesson ruedas que tienen dientes en todo su permetro externo y engarzan unas con otras. Para que dos ruedas dentadas engranen entre s,el tamao de los dientes de cada una deben ser iguales.

17. 9 . Transmisin por cadenas

Es un mecanismo compuesto por una cadena y de ruedas dentadas. Se cumple la ecuacin de equilibrio de la transmisin por engranajes .

18. 10 . Transmisin por correas

Es un mecanismo compuesto de una correa que conduce el movimiento de una polea a otra.Las hendiduras de las poleas deben tener el mismo tamao y la correa entre ambas debe tener la tensin adecuada para que pueda transmitir el movimiento.

19. 11 . Transmisin por tornillo sin fin

Es una forma de transmisin de movimiento pero entre ejes que son perpendiculares entre s.La rosca del tornillo engrana con los dientes del engranaje.Casa vuelta del tornillo la rueda avanza un diente.Para que la rueda de un vuelta completa,el tornillo tiene que girar tantas veces como dientes tiene la rueda.

20. 12 . Relacin de transmisin

Cuando se transmite un movimiento,tambin se transmite energa y esta se puede utilizar en elevar una carga o en mover otro mecanismo a ms o menos velocidad. i= w 2= z 1 w 1 z 2

Trenes de transmisin : Son la unin de varios mecanismos simples.i = w 2= z 1 z 3 z 5w 1 z 2 z 4 z 6

21. 13 . Mecanismos de transformacin

Losmecanismos de transformacinson los que cambian el tipo de movimiento de lineal a circular,o a la inversa,y de alternativo a circular,o a inversa.- Pin cremallera :Sistema compuesto por unengranaje( pin )y una barra dentada.Losdientes del pin engranan en los de labarra,de forma que un movimiento de girodel pin produce un desplazamiento linealde la barra.Tambin funciona a la inversa.

22.

- Husillo-tuerca :Est compuesto de un ejeroscado( husillo )y una tuerca con la mismarosca que el eje.Si se gira la tuerca,estase desplaza linealmente sobre el husillo;y alrevs,si giro el husillo,tambin se desplazala tuerca.Pin cremalleraHusillo-tuerca

23. 14 . Mecanismos de transformacin de movimiento circular a alternativo

- Biela-manivela :Es unmecanismo compuesto dedos barras articuladas,deforma que una gira y laotra se desplaza por unagua.La barra que gira sellama manivela,y la otra,biela.Este sistematransforma unmovimiento circular en un movimientoalternativo o de vaivn.

24.

Excntricas

Convierte el movimiento circular en alternativo y a la inversa.Es un sistema compuesto por la unin de mltiples manivelas acopladas a sus correspondientes bielas.

25.

Cigeal

Transforma simultneamente unmovimiento de giro en varios movimientos alternativos.Es un sistema compuesto por la unin de mltiples manivelas acopladas a sus correspondientes bielas.

26.

Levas

Transforma un movimiento de giroen un movimiento lineal alternativo.Es un diapositivo que al girar es capaz deaccionar un elemento al que no est unido y moverlo de forma alternativo.

27. 15 . Mquinas trmicas

Transforman la energa trmica en energa mecnica( movimiento ) .Son las mquinas trmicas. - Combustin externa :El combustible sequema fuera del motor. - Combustin interna :El combustible sequema dentro de la mquina.

28. 16 . Mquinas de vapor 29. 17 . Motor de cuatro tiempos

1 . Admisin : El pistn baja y elcilindro se llena deaire.A diferencia delos motores degasolina,no entracombustible en estetiempo solo aire.

30.

2 . Compresin :La vlvula de admisinse cierra.El pistnsube y comprime elaire que hay en elcilindro.La compresinen los motores diseles mucho mayor queen los de gasolina,tanto,que el aire secalienta a una grantemperatura.

31.

3 . Explosin : Se inyecta gasoil en elcilindro en forma de gotasmuy pequeas.Al entrar encontacto con el aire muycaliente,el gasoil explota.Como consecuencia de lacombustin,se forma unagran cantidad de gases queempujan al pistn haciaabajo.A diferencia de losmotores de gasolina,no esnecesario que haya unachispa que haga explotar elcombustible.

32.

4 . Escape : El pistn sube denuevo,la vlvulade escape se abrey los gases salendel motor.El ciclopuede volver acomenzar.

33. 18 . Motor de dos tiempos

1 . Adimisin y Compresin :El pistn sube y aspira unamezcla de gasolina,aire yaceite que proviene de uncomponente del motor llamadocarburador.La parte inferiordel motor,el crter,se llenade esta mezcla.Al mismotiempo,se comprime la mezclade gasolina,aire y aceite queha quedado atrapado dentrodel cilindro.

34.

2 . Explosin y escape :Cuando el pistn llega alpunto ms alto,el llamadopunto muerto superior,labuja genera una chispa yhace explotar la mezcla.Losgases generados por lacombustin impulsan el pistnhacia abajo.Al bajar elpistn,la mezcla que haba enel crter es bombeadahacia el cilindro a travs dela lumbrera carga.Finalmente,los gases de lacombustin son desplazadoshacia el exterior del motor.

35. 19 . Motores para volar

Principio de accin y reaccin :Si te pones unos patines y juegas a los bollos sobre una pista de hielo.Al lanzar la bola,notas que te vas hacia atras. Cmo es posible si la bola la lazas hacia delante?Tu haces fuerza sobre la bola( que s sale hacia adelante )y la bola a su vez hace fuerza sobre ti en sentido contrario( que te hace ir hacia atrs ) .A estas fuerzas se le llaman accin y reaccin.

36. Cohete :Es un reactor que lleva en un tanque el combustible y en el otro el comburente, normalmente el oxgeno. 37. 20 . Motores de aviacin

- Turborreactor :En estos motores el aire entra aspirado por lashlices de un compresor.En la cmara de combustin,el oxgenodel aire( comburente )que entra comprimido reacciona con elqueroseno( combustible ) .Los gases a las altsimas temperaturasde combustin,se expanden y salen por la parte posterior a granvelocidad,impulsando el avin hacia adelante. Al salir hacen girar una turbina que,a su vez,hace girar elcompresor delantero( para que entre ms aire del exterior ) .

38.

- Turbofan :Estos motoresson los que utilizan lamayora de los avionescomerciales.La gran ventajafrante al turborreactor esque es mucho ms silencioso. Al estar el ventilador( fan )dentro del tubo,sesuman dos efectos : uno,el ventilador refrigera elturborreactor,y dos,el flujo del aire es mayor.El avance del avin se debe al empuje delventilador( fan )y al de los gases que salen porla tobera final.

39.

- Turbopropulsor :Es muy parecido al turborreactor.La diferencia est en que la turbina de la parteposterior hace girar no solo al compresor,sino auna hlice delantera exterior.As,la propulsin sedebe a dos causas : a los gases que salen por laparte posterior( con poca velocidad,ya que lamayor parte de la energa la gastan en mover laturbina )y al empuje de la hlice.

40. 21 . Otros motores

- Estratorreactor :Consiste en un tubo abierto por los dos extremos.Eloxgeno del aire entra por la parte delantera a altas velocidades.Los gasesse expanden debido al enorme calor generado en la combustin iniciada porla chispa de la buja,de esta forma salen por la parte posterior a granvelocidad,por lo que el motor es empujado hacia delante. Sus ventajas son : T iene poco peso,es sencillo es bsicamente un tubo.Seutiliza sobre todo en los aviones espa que vuelan a cotas muy altas y agrandes velocidades. El principal inconveniente es que si la velocidad de vuelo no es muy alta,losgases de la explosin pueden expandirse y retroceder hacia la entrada.

41.

- Pulsorreactor: Para mejorar el principal inconveniente delmotor anterior se instalan unas vlvulas que permiten laentrada de aire y se cierran cuando explota la mezcla. De esta forma evitamos el retroceso de aire hacia laentrada.As,la combustin se produce a pulsos( abriendo ycerrando la entrada de aire ) .Esta es la razn por la que sedenomina pulsorreactor.Estos motores se instalan en avionesque soportan poco peso y suelen volar a baja cota. Normalmente se utilizan para el motor de arranque de losveleros,que una vez situados en una corriente de airecaliente( trmica )se mantienen volando sin necesidad deponer en funcionamiento el motor.

42. I . E . S A l h a m i l l a

3A Hecho por : Cristina Martnez Gervilla Profesor : Juan Antonio Alczar