Unitat 3: Les MĂ quines Simples INS de Vilafant Departament de Tecnologia
Índex • • • • • •
Què és una màquina? Parts d’una màquina Moviments que realitza una màquina Principis físics d’una màquina Classificació de màquines Màquines simples
Què és una màquina? • Conjunt de peces o òrgans acoblats que permeten aprofitar, transformar, dirigir o reglar l’acció d’una força.
Parts d’una màquina PARTS D’UNA MÀQUINA
L’ESTRUCTURA Constituïda per una sèrie d’elements units emntre si que serveixent de suport dels mecanismes.
MECANISMES Constituïda per un conjunt de peces (eixos,rodes,guies, politges ,engranatges,etc)que, acoblades entre si , transmeten, regulen o midifiquen l’energia i les forçes que actuen en una màquina.
Tipus de moviments de les màquines Moviment RECTILINI
Moviment CIRCULAR
Moviment ALTERNATIU
És aquell que quan li apliquem una força se l’obliga a desplaçar-se descrivint una trajectòria en sentit HORITZONTAL o VERTICAL
És aquell que quan li apliquem una força se l’obliga a desplaçar-se descrivint una trajectòria CORBA
És aquell que quan li apliquem una força se l’obliga a desplaçar-se en descrivint una trajectòria ALTERNATIVA(sentit i direcció diferent)
Principis físic d’una màquina Existeix diferents paràmetres físics a tenir en compte en una màquina :
Força
Treball
F (N)
W=F·X
P(N)
en Joules (J)
Potència
Rendiment
W P = ------t
P útil o consumida η=--------------------
W en Joules (J)
P absorb o cosumida
t en segons (s) P en Watts (W) P tb CV , 1CV = 736W
Classificació de màquines La classificació segons el número d’elements i la manera com transmeten l’energia que reben MÀQUINES SIMPLES Són les que bàsicament utilitzen l’energia muscular i serveixen de base per al disseny i la construcció d’altres màquines . La palanca El pla inclinat La roda El cargol La manovella El torn
MÀQUINES COMPLEXES Es fonamenten amb les màquines simples i són formades per mecanismes que transformen el moviment de l’element motriu fins a la resta d’elements . Màquines motrius Converteix l’energia energia mecànica.
o motors : elèctrica en
Màquines generadores : A partir d’energia mecànica la transformen en elèctrica.La dinamo , o bé l’alternador. Màquines operatives: Transforment qualsevol tipus d’energia en treball. P.e. La serra
Màquina simple: La Palanca(I) Constituïdes per una barra rígida i llarga que es recolza sobre un punt FULCRE.En aplicar en un punt de la barra una força petita( que s’anomena FORÇA o POTÈNCIA) aquesta permet vèncer una força més gran anomenada RESISTÈNCIA, situada en un altre punt de la barra.
La Palanca(II): Tipus Primer gènere
Segon gènere
Tercer gènere
La Palanca(II): Tipus Primer gènere
Segon gènere
Tercer gènere
Palanca(III): Llei de la palanca
Exemple Calcula el valor de la força F que serà necessaria per vèncer la resistència R
Màquina simple: Pla inclinat
És un pla que té una inclinació respecte l’horitzontal. S’utilitza per desplaçar un objecte des d’un nivell fins un altre més elevat amb menys esforç que si s’enlairés el mateix objecte verticalment.
Màquina simple: Cargol i femella(I) CARGOL
FEMELLA
Peça cilíndrica o cònica que té un canal exterior en forma d’hélix uniforme i contínua. És una peça amb un forat que té a la seva superfície interior una canal exterior en forma d’hèlix uniforme i contínua.
Si el canal de la femella i el del cargol són iguals , s’acoblen.
Màquina simple :Cargol femella(II) El mecanisme cargol-femella s’utilitza : Element de fixació per a unions desmuntables.
Transforma el moviment circular en linial .Aplicació : Cargol sense fi Quan el cargol és fix i fem girar la femella , aquesta avança o retrocedeix segons el sentit de gir, i es desplaça longitudinalment un espai per volta igual a la distància p compresa entre dos filets consecutius, anomenat pas de rosca. en mm
en mm en N
en N
R és la resistència que s’ha de vèncer per desplaçar un cargol en fer-lo girar acoblat dins d’una femella .
Màquina simple: cargol-femella(III) ELEMENTS BÀSICS D’UNA ROSCA : Pas de rosca p : distància entre dos filets Avanç d’una rosca a : distància longitudinal que recorre un mateix filet en fer una volta . Nombre de filets d’una rosca(n) a = n· p Secció del filet de rosca: triangular,rodona, etc Flanc Obertura
Màquina simple: cargol-femella(IV) CLASSES DE ROSCA .Les rosques es poden classificar segons les següents consideracions : Superfície on s’han fet :interiors(femelles)/exteriors(cargols) Sentit de gir:dretes/esquerres Nombre de filets : un sol filet, o de dos,o tres ,... Forma o secció de filet : quadrades,triangles ,.. Sistema de mides utilitzat: mètric o europeu ( mm com a unitat de mesura ) ,i l’anglès o Whitwort ( polzada com a unitat de mesura).
Màquina simple: cargol-femella(V) DESIGNACIÓ DE ROSQUES . Sistema de rosca ens ve indicat pel DIÀMETRE DE ROSCA : M10 = SISTEMA MÈTRIC i que té un diàmetre de 10 mm W-3/8 = SISTEMA WHITWORT i que té un diàmetre de de3/8 de polzada ( 9,52 mm)
Màquina simple: La RODA La roda va aparéixer per facilitar el transport de càrregues , però ha esdevingut la base d’altres màquines simples com: el torn, la politja,les rodes dentades ,roda hidràulica,etc.
Mà quines simples: La manovella S’utilitza per girar manualment elements o mecanismes.
Màquina simple: El torn Format per un corró de fusta, acer , o un altre material, que porta fixada una corda i que es sosté pels seus extrems en un suport adequat. En un dels seus externs hi ha una manovella que quan s’acciona fa girar el corró i enrotlla o desenrotlla( depenent del sentit) la corda, la qual cosa fa baixar o pujar una càrrega amb més comoditat i menys esforç.
Màquina simple : La politja Peça cilíndrica de poc gruix, amb un forat central on es fixa l’eix. Les politges poden ser : planes, acanalades o dentades
Màquina simple : La corriola Politja fixada en el seu eix que ens permet pujar o baixar objectes. Pel canal de la politja es fa passar una corda, en un dels extrems es penja una càrrega R i a l’altre s’aplica una força F necessària per enlairar l’objecte .
F R
Màquina simple : La politja mòbil El punt de recolzament de la politza es troba sobre una corda, això li permet tenir moviment de translació i rotació. Cal fer una força igual a la meitat de la resistència que cal vèncer .
Màquina simple : El polispast Combinació de diverses politges s’anomena polipast . La força necessària per vèncer la resistència és molt més menor .
Màquina simple : La roda dentada(I) Dents Entrants
Engranatge : quan un entrant d’una roda toca la dent d’un altra
Màquina simple : La roda dentada(II) CARACTERÍSTIQUES BÀSIQUES D’UNA RODA DENTADA Nombre de dents Z Pas Mòdul Cap i peu de la dent Altura Diàmetre primitiu(circunferència primitiva) Diàmetre exterior(circunferència exterior)
MĂ quina simple : La roda dentada(III) 1.Rodes amb dents rectes
2.Rodes amb dents helicoĂŻdals
Mà quina simple : La roda dentada(III) 3.Roda amb dentat cònic
4.Roda amb dentat interior