Palancas y RUEDAS
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I. Palancas La palanca es una barra rígida que oscila sobre un punto de apoyo debido a la acción de dos fuerzas contrapuestas: potencia o fuerza y resistencia o carga. En los proyectos de tecnología la palanca puede emplearse para dos finalidades: vencer fuerzas u obtener desplazamientos. Las palancas se utilizan comúnmente para obtener mayor fuerza aplicando una menor fuerza
1.1
Partes
La palanca está formada por una barra rígida que puede oscilar en torno a una pieza fija conocida como punto de apoyo (fulcro) para trabajar o producir movimientos útiles.
Resistencia o carga: Objeto que deseamos mover.
Punto de apoyo o fulcro: Es el punto fijo alrededor del cual gira la barra.
Potencia o fuerza: Origina el movimiento de la carga. La acción de aplicar una fuerza a una maquina o mecanismo recibe el nombre de esfuerzo. La carga se mueve gracias al esfuerzo. Ejemplo de palancas El alicate
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Ejemplo de palancas El remo
El brazo
El remo
1.2 a)
Tipos de palancas Primer grado: La palanca de primer grado permite situar la resistencia (R) a un lado del punto de apoyo (A) y la potencia (P) al otro. Esto permite conseguir que la potencia y la resistencia tengan movimientos contrarios, por ello el desplazamiento de la potencia y resistencia dependerรก de las distancias al punto de apoyo. Ahora veamos las diversas posiciones del punto de apoyo
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Punto de apoyo centrado: Implica que los brazos de potencia (BP) y resistencia (BR) son iguales (BP = BR)
Este montaje hace que el esfuerzo y la carga sean iguales (P = R), como también lo serán los desplazamientos de la potencia y de la resistencia (DP = DR).
Punto de apoyo cercano a la resistencia: El brazo de potencia es mayor que el de la resistencia (BP > BR)
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Esta solución hace que se necesite un menor potencia (P) para compensar la resistencia (P < R), al mismo tiempo que se produce un mayor desplazamiento de la potencia en relación a la resistencia (DP>DR). Este sistema es el empleado cuando necesitamos vencer grandes resistencias con pequeñas potencias.
Punto de apoyo cercano a la potencia: Se nota que el brazo de potencia es menor que el de la resistencia (BP < BR).
Esta solución que hace que sea mayor la potencia que la resistencia (P > R) y, recíprocamente, menor el desplazamiento de la potencia que el de la resistencia (DP < DR).
Aplicaciones: La palanca de primer grado se emplea siempre que se desee invertir el sentido del movimiento. Además:
Podemos mantener la amplitud del movimiento colocando los brazos de potencia y resistencia iguales. Su utilidad se centra en los mecanismos de comparación o simplemente de inversión de movimiento. Esta disposición se emplea, por ejemplo, en balanzas, balancines de los parques infantiles, etc.
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Podemos reducir la potencia haciendo que el brazo de potencia sea mayor que el de resistencia. Se emplea, por ejemplo, para el movimiento de objetos pesados, balanzas romanas, alicates de corte, patas de cabra, timones de barco, etc.
Podemos aumentar la amplitud del movimiento haciendo que el brazo de la resistencia sea mayor que el de la potencia. Esta solución presenta la ventaja
de
que
a
pequeños
desplazamientos de la potencia se producen grandes desplazamientos de la resistencia, por tanto su utilidad se centra en mecanismos que necesiten amplificar e invertir el movimiento. Se utiliza, por ejemplo, barreras elevables, timones laterales, pinzas de cocina, etc.
b)
Segundo grado: Permite situar la resistencia (R) entre el punto de apoyo (A) y la potencia (P). Con esto se consigue que el brazo de potencia siempre será mayor que el de resistencia (BP > BR) y, en consecuencia, la potencia menor que la carga (P < R).
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Esta disposición hace que los movimientos de la potencia y de la resistencia se realicen siempre en el mismo sentido, pero la carga siempre se desplaza menos que la potencia (DR<DP), por tanto es un montaje que atenúa el movimiento de la potencia.
Aplicaciones: Su utilidad principal aparece siempre que queramos vencer grandes resistencias con pequeñas potencias. Se emplea en cascanueces, carretillas, cortaúñas, etc.
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c)
Tercer grado: Permite situar la potencia (P) entre el punto de apoyo (A) y la resistencia (R). Con esto se consigue que el brazo de la resistencia siempre será mayor que el de la potencia (BR>BP) y, en consecuencia, la potencia mayor que la carga (P>R).
Esta disposición hace que los movimientos de la potencia y de la resistencia se realicen siempre en el mismo sentido, pero la resistencia siempre se desplaza más que la potencia (DR>DP).
Aplicaciones: Su utilidad práctica se centra básicamente en conseguir grandes desplazamientos de la resistencia con pequeños desplazamientos de la potencia. Se emplea en pinzas de depilar, cortaúñas, cañas de pescar.
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II. Ruedas La rueda es un disco con un orificio central por el que penetra un eje que le guía en el movimiento. Aunque no existan evidencias arqueológicas, se cree que las primeras ruedas pudieron aparecer en Sumeria en torno al año 8000 a.C., siendo su invención el resultado de una lenta evolución de la combinación del rodillo y el trineo:
Algunas de las ruedas más empleadas son:
Rueda dentada, empleada principalmente para la transmisión del movimiento giratorio entre ejes.
Rueda de transporte, empleada para reducir el rozamiento con el suelo. Unas muy empleadas con las cámaras de aire.
Polea, muy empleada tanto para la transmisión de movimientos como para la reducción del esfuerzo al elevar o mover pesos.
Turbinas, empleadas para la obtención de un movimiento giratorio a partir del movimiento de un fluido (agua, aire, aceité, etc.)
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2.1 Composición de la rueda Desde el punto de vista tecnológico, la rueda es un operador dependiente. Nunca puede usarse soIa y siempre ha de ir acompañada de, aI menos, un eje (que le sirve de guía y sustento) y de un soporte o armadura (que es el operador que controla la posición del eje y sirve de sostén a todo el conjunto).
a) Eje: Es una barra, normalmente cilíndrica, que guía el movimiento giratorio de la rueda. Dependiendo del diseño adoptado, se pueden presentar dos tipos de ejes:
Ejes que giran solidarios con la rueda (por ejemplo: las carretillas), en este caso, el soporte es el que guía el movimiento. Si el eje se emplea para la transmisión del movimiento giratorio entre la rueda y otro operador (o viceversa), entonces recibe el nombre de árbol.
Ejes que están unidos directamente aI soporte (caso de las bicicletas, patinetes, etc.), en cuyo caso la rueda gira libremente sobre el eje, que es el que le guía en el movimiento.
b) Soporte: Es un operador cuya misión es mantener aI eje solidario con la máquina. En muchas aplicaciones suele tener forma de horquiIIa (patinetes, bicicletas, carros, etc.).
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Aplicaciones: Las ruedas se emplean en multitud de aplicaciones, algunas más usuales son:
Facilitar el desplazamiento de objetos: como en carretillas, coches, bicicletas, patinetes, pasillos rodantes, etc.
Obtener un movimiento rotativo en un eje a partir del movimiento del agua: como las ruedas de palas, noria, turbinas o rodete; como en contadores de agua, molinos de agua, norias de regadío, centrales hidroeléctricas, etc.
Transmitir un movimiento giratorio entre ejes: como en lavadoras, bicicletas, motos, motores de automóvil, taladros, tocadiscos, etc.
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Transformar en giratorio otros movimientos o viceversa: como en piedras de afiIar, mĂĄquinas de coser, ruedas de timĂłn, programadores de Iavadora, cabrestantes, etc.
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