MÓDULO

OPERADORES MECANICOS

2013

OPERADORES QUE TRASNFORMAN Y TRASMITEN ENERGIA

1. LA PALANCA

Es una máquina simple que tiene como función transmitir una fuerza y un desplazamiento. Está compuesta por una barra rígida que puede girar libremente alrededor de un punto de apoyo llamado fulcro. Puede utilizarse para amplificar la fuerza mecánica que se aplica a un objeto, para incrementar su velocidad o la distancia recorrida, en respuesta a la aplicación de una fuerza.

Tipos de Palanca

Las palancas se dividen en tres génerosdependiendo de la posición relativa de los puntos de aplicación de la potencia y de la resistencia con respecto al fulcro (punto de apoyo). El principio de la palanca es válido indistintamente del tipo que se trate, pero el efecto y la forma de uso de cada uno cambian considerablemente.

Palancas de Primer Grado: En la palanca de primer grado, el Punto de apoyo (Fulcro) se encuentra situado entre la Potencia y la Resistencia. Se caracteriza en que la potencia puede ser menor que la resistencia, aunque a costa de disminuir la velocidad transmitida y la distancia recorrida por la resistencia. Para que esto suceda, el brazo de potencia Bp ha de ser mayor que el brazo de resistencia Br.

Gráfica 1

Cuando lo que se requiere es ampliar la velocidad transmitida a un objeto, o la distancia recorrida por éste, se ha de situar el fulcro más próximo a la potencia, de manera que Bpsea menor que Br. (Observe laGráfica 1)

Ejemplos: Alicate, Balanza, Tijeras, Tenaza, Catapulta

Palanca de Segundo Grado: Se caracterizan porque la resistencia se encuentra entre la potencia y el fulcro. Se caracteriza en que la potencia es siempre menor que la resistencia, aunque a costa de disminuir la velocidad transmitida y la distancia recorrida por la resistencia. (Observe la Gráfica 2) Ejemplos: Carretilla, Remos, Destapador de botellas.

Gráfica 2

Palanca de Tercer Grado: La potencia se encuentra entre la resistencia y el fulcro. Se caracteriza en que la fuerza aplicada es mayor que la resultante; y se utiliza cuando lo que se requiere es ampliar la velocidad transmitida a un objeto o la distancia recorrida por él. (Observe la Gráfica 3) Ejemplos:Pinza de depilar, martillo y caña de pescar, quita grapas, cuerpo humano (codo – bíceps – antebrazo)

Gráfica 3

2. POLEAS Es una máquina simple, que sirve para transmitir una fuerza. Se trata de una rueda, generalmente maciza y acanalada en su borde, que, con el curso de una cuerda o cable que se hace pasar por el canal, se usa como elemento de transmisión para cambiar la dirección del movimiento en máquinas y mecanismos. Sirve para reducir la magnitud de la fuerza necesaria para mover un peso.

Las Poleas se Clasifican

Polea Simple: Esta clase de poleas se utiliza para levantar una determinada carga. Cuenta con una única rueda, a través de la cual se pasa la soga. Las poleas simples direccionan de la manera más cómoda posible el peso de la carga. Este tipo de polea se utiliza para sacar agua de un pozo, o para levantar una carga en una grúa.

Existen dos clases de Poleas Simples

Polea Simple Fija:Consiste en un sistema donde la polea se encuentra sujeta a la viga. De esta manera, su propósito consiste en direccionar de forma distinta la fuerza ejercida, permitiendo la adopción de una posición estratégica para tirar de la cuerda. Sirve únicamente para cambiar de dirección o el sentido de la fuerza, ya que es más fácil ejercer tirando la cuerda hacia abajo que hacia arriba.

1. Poleas Móviles: Esta clase de poleas son aquellas que están unidas a la carga.

2. 3. Se compone de dos poleas: la primera

esta fija al soporte mientras que la segunda se encuentra adherida a la primera a través de una cuerda.

4. 5. Las poleas móviles permiten multiplicar

la fuerza ejercida, debido a que el objeto es tolerado por las dos secciones de la soga. De esta manera, la fuerza aplicada se reduce a la mitad. Y la distancia a la que se debe tirar de la cuerda es del doble.

6.

7. Polea Compuesta: Se utiliza con el propósito de alcanzar una amplia ventaja de carácter mecánico, levantando objetos de gran peso con un esfuerzo mínimo. Para su ejecución se emplean poleas fijas y móviles. El sistema de poleas móviles más común es el polipasto.En un polipasto, las poleas se distribuyen en dos grupos, uno fijo y uno móvil. En cada grupo se instala un número arbitrario de poleas. Lacarga se une al grupo móvil.

8.

3. LA RUEDA

La rueda es una pieza mecánica circular que gira alrededor de un eje. Puede ser considerada una máquina simple, y forma parte del conjunto denominado elementos de máquinas. Es uno de los inventos fundamentales en la Historia de la humanidad, por su gran utilidad en la elaboración de alfarería, en el transporte terrestre, y como componente fundamental de diversas máquinas.

4. ENGRANAJES

Se denomina engranaje o ruedas dentadas al mecanismo utilizado para transmitir potencia de un componente a otro dentro de una máquina. Los engranajes están formados por dos ruedas dentadas, de las cuales la mayor se denomina corona' y la menor 'piñón'. Un engranaje sirve para transmitir movimiento circular mediante contacto de ruedas dentadas.

EJE

Un eje es un elemento constructivo destinado a guiar el movimiento de rotación a una pieza o de un conjunto de piezas, como una rueda o un engranaje. Un eje se aloja por un diámetro exterior al diámetro interior de un agujero. En algunos casos el eje es fijo —no gira— y en otros casos, la rueda gira solidariamente al eje y el sistema de guiado se encuentra en la superficie que soporta el eje.

Tipos de Engranaje

Los engranajes cilíndricos: son el tipo de engranaje más simple y corriente que existe. Se utilizan generalmente para velocidades pequeñas y medias; a grandes velocidades, si no son rectificados, o ha sido corregido su tallado, producen ruido cuyo nivel depende de la velocidad de giro que tengan.

Los engranajes cónicos: tienen forma de tronco de cono y permiten transmitir movimiento entre ejes que se cortan.

El mecanismo piñón cadena: es un método de transmisión muy utilizado para transmitir un movimiento giratorio entre dos ejes paralelos que estén bastante separados. Es el mecanismo de transmisión que utilizan las bicicletas, motos y muchas máquinas.

ACTIVIDAD DE REALIMENTACIÓN

1. Relacione la imagen con el tipo de operador mecanico que corresponde, trazando una linea.

Palanca de 1er Grado

Polea Fija

Palanca de 2do Grado

Polea Movil

Palanca de 3er Grado

Polea Compuesta

2. Con las siguientes imágenes elabore un breve cuento sobre la historia de la rueda y su

evolución.

3. La siguiente imagen muestrados posiciones del plato y piñón de una bicicleta.

a. ¿Cuál escogerías para hacer menos esfuerzo en una cuesta abajo?_______ b. ¿Y para correr en un llano?___________

OTROS OPERADORES MECANICOS

1. TORNILLO

Es un elemento u operador mecánico cilíndrico con una cabeza, generalmente metálico, aunque pueden ser de madera o plástico, utilizado en la fijación temporal de unas piezas con otras.

Existe una enorme variedad de tornillos de acuerdo a su forma, tamaño, funciones, material, etcétera, algunos tipos de tornillos son

Según su forma:

Tornillo Hexagonal:Este tornillo es el más utilizado. Se caracteriza por tener una cabeza en forma de hexágono y generalmente se los utiliza para unir piezas metálicas. Según la forma que posea el extremo de la espiga se pueden utilizar para fijación, montaje o presión.

Tornillo Allen: Estos tornillos se utilizan cuando se precisan superficies lisas. Sus fuerzas de apriete son bajas y tienen una cabeza cónica o cilíndrica, son tornillos avellanados y para colocarlos se recurre a una llave Allen. Esta se encaja en el orificio de forma hexagonal que contiene la cabeza.

Tornillo de mariposa: La cabeza de estos es similar a las alas de una mariposa, que permite apretar al tornillo de forma manual, sin recurrir a destornilladores.

Tornillos con ojal: La cabeza de este tornillo tiene forma circular y en su centro un orificio, de allí su nombre. Estos permiten la construcción de articulaciones entre los materiales unidos.

Cáncamos: Por medio de estos se logran sujetar argollas en carcasas para luego poder ser desplazadas con puentes grúas o aparatos de elevación.

Tornillos de bloqueo: Estos actúan como elementos de presión y se caracterizan por tener forma de T. A estos se les coloca un patín en su extremo que es deslizable.

Tornillo de cabeza ranurada: Estos presentan en la superficie de su cabeza una ranura recta que permite el uso de destornilladores de cabeza plana para su manipulación.

Tornillo para perno: Estos tornillos se utilizan siempre junto con una tuerca. Estos no pueden girar ya que la forma de su cabeza o del principio de su perno es tal que quedan totalmente encajados en el orificio del montaje.

Varillas roscadas: Estos, también conocidos como prisioneros, se enroscan por uno o ambos extremos en el orificio, quedando ocultos y siempre van acompañados por rosca.

1. 2. BIELA

Biela de Manivela

Es un elemento mecánico que sometido a esfuerzos de tracción o compresión, transmite el movimiento articulando a otras partes de la máquina.

Biela de Palanca

Biela de Bicicleta

3. MANIVELA

Es la pieza normalmente de hierro, compuesta de dos ramas, una de las cuales se fija por un extremo en el eje de una máquina, de una rueda, palanca etc. y la otra forma el mango que sirve para mover al brazo, la máquina o la rueda.

4. Leva

Es un elemento mecánico que está sujeto a un eje por un punto que no es su centro geométrico. En la mayoría de los casos es de forma ovoide. El giro del eje hace que el perfil o contorno de la leva toque, mueva, empuje o conecte con una pieza conocida como seguidor. Existen dos tipos de seguidores: de traslación y de rotación.

Tipo de mecanismo leva seguidor en el que el movimiento rotativo continuo de la leva de placa se transforma en un movimiento rotativo oscilante del seguidor. En este mecanismo de leva el seguidor pivota sobre un punto de apoyo describiendo un arco alrededor de este. Las imágenes muestran un esquema del mecanismo y una aplicación real en una máquina de coser.

ACTIVIDAD DE REALIMENTACIÓN

1. Si doña Martha necesita moler el maíz para hacer sus arepas, y para realizar las

100 del pedido necesita moler 5 libras de maíz, si cada vez que pone una carga

de maíz en el molino, hace lo de 1 arepa utilizando 3 vueltas en el molino,

cuantas vueltas se le dan a la manivela para sacar el pedido.

2. Escribe debajo de cada imagen que tipo de mecanismo utiliza, tornillo, biela,

manivela o si no utiliza ninguno de estos.

TALLER CON LEGO

1. ¿Qué es un piñón?Es un tipo de engranaje que permite a un eje girar libremente

en un sentido y ser engranado en el sentido contrario.

2. ¿Qué tipo de piñones existen?

a. Ejes paralelos: cilíndricos de dientes rectos y helicoidales.

b. Ejes perpendiculares: cónicos de dientes rectos, helicoidales, hipoides de

rueda y tornillo sin fin

3. ¿Para qué se utilizan los sistemas de piñones?Permiten transmitir un

movimiento giratorio de un eje a otro.

4. ¿En cuales montajes el piñón conducido cambia la dirección del giro?En el

montaje 1 y 2el conducido gira al contrario de las manecillas del reloj porque

modifica la velocidad y el sentido del giro.

5. ¿En cuales montajes el piñón conducido cambia el tipo de movimiento?En el

montaje 6, 7 y 8 en el 6 el movimiento se vuelve lineal y es perpendicularmente, 7 el

movimiento es circular y perpendicularmente, en el montaje 8 el movimiento es de

vaivén y es perpendicularmente.

EVIDENCIA TALLER LEGO EN CLASE

Den un ejemplo de empleo de cada uno de los montajes realizados.

Montaje 1 Ejemplo:Tensor de malla de Voleibol, mecanismos básicos

Montaje 2 Ejemplo:Carros de Juguetes

Montaje 3 Ejemplo:Tostadora

Montaje 4 Ejemplo:Licuadora

Montaje 5 Ejemplo:Caja de cambio de un carro

Montaje 6 Ejemplo:Batidora

Montaje 7 Ejemplo:Maquina de Moler

Montaje 8 Ejemplo:Banda Transportadora

CIBERGRAFIA

http://operadoresmecanicos25.blogspot.com/

http://anderson-pinzon805.blogspot.com/2011/09/clases-de-operadores-mecanicos.html

http://www.iesbinefar.es/tecnologia/Tc_3eso/U_Mecanismos/U_OperadoresMecanicos.pdf

http://concurso.cnice.mec.es/cnice2006/material107/operadores/ope_pal_primergrado.htm

http://es.wikipedia.org/wiki/Palanca

http://www.psicotecnicostest.com/Result.asp?TIP=Aptitud mecánica-palancas&TEST=1

https://sites.google.com/site/050maquinassimples/palancas-de-primer-segundo-y-tercer-

grado

http://es.wikipedia.org/wiki/Rueda

http://www.araucaria2000.cl/maquinas/maquinas.htm

http://es.wikipedia.org/wiki/Engranaje

http://wikitecno.wikispaces.com/file/view/u2_mecanismos.pdf

DISEÑADO POR: ARIZA CLAUDIA MILENA BERRIO SANDRA LILIANA PEREZ ROSANA

FUNDACIÓN UNIVERSITARIA LUIS AMIGÓ MATERIA: TECNOLOGIA Y CIENCIAS BÁSICAS

DOCENTE: NELSON MORENO