EJEMPLOS DE MAQUINAS COMPUESTA

POLIPASTO :El polipasto es una máquina simple, combinación de poleas fijas y móviles. El polipasto factorial tiene igual número de poleas fijas y móviles (F=R/2n) y el polipasto potencial tiene una polea fija y dos o más poleas móviles (F=R/2^n). Siendo F la fuerza, R la resistencia y n el número de poleas móviles. Como verás, al tirar de la cuerda la fuerza aplicada es menor cuanto mayor es el número de poleas móviles y su disposición pero el trabajo realizado es el mismo.

BICICLETA : La bicicleta, coloquialmente llamada bici,² es un vehículo de transporte personal de propulsión humana, es decir por el propio viajero. Sus componentes básicos son dos ruedas, generalmente de igual diámetro y dispuestas en línea, un sistema de transmisión a pedales, un cuadro metálico que le da la estructura e integra los componentes, un manillar para controlar la dirección y un sillín para sentarse. El desplazamiento se obtiene al girar con las piernas la caja de los pedalesque a través de una cadena hace girar un piñón que a su vez hace girar la rueda trasera sobre el pavimento. El diseño y configuración básico de la bicicleta ha cambiado poco desde el primer modelo de transmisión de cadena desarrollado alrededor de 1885.³

La paternidad de la bicicleta se le atribuye al barón Karl Drais, un inventor alemán que nació en 1785. Su rudimentario artefacto, creado alrededor de 1817, se impulsaba apoyando los pies alternativamente sobre el suelo.⁴ En la actualidad hay alrededor de 800 millones de bicicletas en el mundo (la mayor parte de ellas en China), utilizadas tanto como medio de transporte como vehículo de ocio.

CERRADURA : Una cerradura es un mecanismo de metal que se incorpora a puertas y cajones de armarios, cofres, arcones, etc., para impedir que se puedan abrir sin la llave y así proteger su contenido.

Este mecanismo se puede accionar mediante una llave de metal, normalmente bronce. En la actualidad, aparte de las cerraduras mecánicas, existen otras como las electro-mecánicas o las electrónicas, en las que la llave puede ser una tarjeta de plástico o PVC. La llave encaja en la cerradura por el llamado «ojo», que es un agujero situado normalmente en la parte central del cilindro de la cerradura.

En la actualidad, aproximadamente el 80% de las cerraduras con cilindros mecánicos (con llaves de dientes de sierra o de puntos) e incluyendo entre éstas a las de las puertas de seguridad y acorazadas, han dejado de ofrecer la seguridad con la que fueron concebidas a causa de la difusión por internet de técnicas como la del bumping -hasta ahora utilizada en asaltos por bandas organizadas pero hoy accesible a todo tipo de delincuentes- que suponen un riesgo evidente para sufrir accesos indeseados, robos y hurtos. Por ello la tecnología ofrece soluciones aplicadas a las cerraduras que aportan verdadera seguridad, como el caso de las cerraduras con cilindros electrónicos, con el sistema BlueChip o similar.

LAVADORA :Cuenta con un tambor central con orificios que gira mientras se le introduce agua, haciendo que se mezcle el detergente con la ropa sucia. El movimiento del tambor es provocado por un motor eléctrico. Los motores más comunes (DLN NOLEP) están situados detrás y debajo del tambor y le comunican la tracción a través de poleas y correas. El motor de conducción directa (Direct Drive) forma una unidad con el tambor y le transmite la tracción directamente, produciendo muy poco ruido y vibración. La introducción de lamicroelectrónica ha logrado que algunos modelos dejen la ropa seca y limpia e incluso añaden sensores que controlan el tiempo, lavelocidad y la temperatura, algoritmos

Existen mayoritariamente dos grupos de modelos: las lavadoras horizontales y las verticales. Las horizontales son las que tienen la puerta a un lado y el giro del tambor tiene su eje horizontal, de forma que la ropa, al momento de girar, va cayendo permanentemente al ser impulsada por el giro hacia arriba. Las verticales son las que tienen la puerta arriba y el giro del tambor tiene su eje vertical.

Las lavadoras tienen en su puerta un sensor o un bloqueo automático, que cuando se abre detiene el funcionamiento, o que impide que puedan ser abiertas mientras están en funcionamiento. Está compuesto por una resistencia que al recibir corriente se calienta y activa un bimetal, el cual está conectado a su vez a dos terminales que cierran un contacto eléctrico y dejan circular la corriente hacia el electrodoméstico permitiendo el encendido de éste aca.

TRACTOR : Un tractor es un vehículo especial autopropulsado que se usa para arrastrar o empujar remolques, aperos u otra maquinaria o cargas pesadas. Hay tractores destinados a diferentes tareas, como la agricultura, la construcción, el movimiento de tierras o el mantenimientos de espacios verdes profesionales (tractores compactos). Se caracterizan principalmente por su buena capacidad adherencia al terreno.

Su uso ha posibilitado disminuir sustancialmente la mano de obra empleada en el trabajo agrícola, así como la mecanización de tareas de carga y de tracción que tradicionalmente se realizaban con el esfuerzo de animales como asnos, bueyes o mulas.

TRICICLO : Un triciclo es un vehículo de tres ruedas, generalmente impulsado por fuerza humana. También entran dentro de la categoría los triciclos motorizados que son muy similares a una motocicleta. Por lo común los automóviles con tres ruedas no se denominan triciclos.

Son ampliamente conocidos los triciclos para niños, ya que suelen ser el primer vehículo de muchos pequeños debido a su estabilidad, potencial de diversión y precio.

TURBINA : Turbina es el nombre genérico que se da a la mayoría de las turbomáquinas motoras. Éstas son máquinas de fluido, a través de las cuales pasa un fluido en forma continua y éste le entrega su energía a través de un rodete con paletas o álabes.

Es un motor rotativo que convierte en energía mecánica la energía de una corriente de agua, vapor de agua o gas. El elemento básico de la turbina es la rueda o rotor, que cuenta con palas, hélices, cuchillas o cubos colocados alrededor de su circunferencia, de tal forma que el fluido en movimiento produce una fuerza tangencial que impulsa la rueda y la hace girar. Esta energía mecánica se transfiere a través de un eje para proporcionar el movimiento de una máquina, un compresor, un generador eléctrico o una hélice.

Las turbinas constan de una o dos ruedas con paletas, denominadas rotor y estátor, siendo la primera la que, impulsada por el fluido, arrastra el eje en el que se obtiene el movimiento de rotación.

VIDEOCASETERA : Una videograbadora, videocasetera, vídeo, videocaset o VCR (acrónimo del inglés video cassette recorder) es un tipo de magnetoscopio de uso doméstico, que utiliza unavideocinta extraíble que contiene una cinta magnética para grabar audio y video de una señal de televisión de modo que pueda ser reproducido posteriormente. Muchos VCR poseen su propio sintonizador (para la recepción directa de la TV) y un temporizador programable (que permiten grabar cierto canal a una hora en particular).

 

IMPRESORA DE ORDENADOR :  Una impresora es un dispositivo periférico del ordenador que permite producir una gama permanente de textos o gráficos de documentos almacenados en un formato electrónico, imprimiéndolos en medios físicos, normalmente en papel, utilizando cartuchos de tinta o tecnología láser.

Muchas impresoras son usadas como periféricos, y están permanentemente unidas al ordenador por un cable. Otras impresoras, llamadas impresoras de red, tienen una interfaz de red interno (típicamente wireless o ethernet), y que puede servir como un dispositivo para imprimir en papel algún documento para cualquier usuario de la red. 

MOTOR DIÉSEL : El motor diésel fue inventado en el año 1893, por el ingeniero Rudolf Diésel. De origen francés, aunque de familia alemana, fue empleado de la firma MAN, que por aquellos años ya estaba en la producción de motores y vehículos de carga.

Rudolf Diésel estudiaba los motores de alto rendimiento térmico, con el uso de combustibles alternativos en los motores de combustión interna. Su invento le costó muy caro, por culpa de un accidente que le provocó lesiones a él y a sus colaboradores y que casi le costó la vida porque uno de sus motores experimentales explotó.

Durante años Diésel trabajó para poder utilizar otros combustibles diferentes a la gasolina, basados en principios de los motores de compresión sin ignición por chispa, cuyos orígenes se remontan a la máquina de vapor y que poseen una mayor prestación. Así fue como a finales del siglo XIX, en el año 1897, MAN produjo el primer motor conforme los estudios de Rudolf Diésel  encontrando para su funcionamiento, un combustible poco volátil, que por aquellos años era muy utilizado, el aceite liviano, más conocido como que se utilizaba para alumbrar las lámparas de la calle.

TIPOS DE OPERADORES ENERGÉTICOS DE LAS MAQUINAS COMPUESTAS

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  LOS MOTORES : Un motor es la parte sistemática de una máquina capaz de hacer funcionar el sistema transformando algún tipo de energía (eléctrica, de combustibles fósiles, etc.), en energía mecánica capaz de realizar un trabajo. En los automóvil es este efecto es una fuerza que produce el movimiento.
  Existen diversos tipos, siendo de los más comunes los siguientes:
  • Motores térmicos, cuando el trabajo se obtiene a partir de energía calórica.
    • Motores de combustión interna, son motores térmicos en los cuales se produce una combustión del fluido del motor, transformando su energía química en energía térmica, a partir de la cual se obtiene energía mecánica. El fluido motor antes de iniciar la combustión es una mezcla de un comburente (como el aire) y un combustible, como los derivados del petróleo y gasolina, los del gas natural o los biocombustibles.
    • Motores de combustión externa, son motores térmicos en los cuales se produce una combustión en un fluido distinto al fluido motor. El fluido motor alcanza un estado térmico de mayor fuerza posible de llevar es mediante la transmisión de energía a través de una pared.
  • Motores eléctricos, cuando el trabajo se obtiene a partir de una corriente eléctrica.
  En los aerogeneradores, las centrales hidroeléctricas o los reactores nucleares también se transforma algún tipo de energía en otro. Sin embargo, la palabra motor se reserva para los casos en los cuales el resultado inmediato es energía mecánica.
  Los motores eléctricos utilizan la inducción electromagnética que produce la electricidad para producir movimiento, según sea la constitución del motor: núcleo con cable arrollado, sin cable arrollado, monofásico, trifásico, con imanes permanentes o sin ellos; la potencia depende del calibre del alambre, las vueltas del alambre y la tensión eléctrica aplicada
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LAS PILAS: Hay dos maneras de producir electricidad para aplicarla a usos prácticos: bien mediante máquinas llamadas dinamos o generadores de corriente eléctrica, cuando se trata de un consumo apreciable para instalaciones fijas; o bien mediante el empleo de baterías de pilas secas o de acumuladores, si se trata de aparatos portátiles o vehículos automóviles.

            Una pila transforma la energía química en energía eléctrica; parte de esa energía química se transforma en calor (energía calorífica) y el resto en corriente eléctrica.

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FUNCIONES DE LAS DOS PRINCIPALES MAQUINAS COMPUESTAS

RUEDA DENTADA

ENGRANAJE :

se denomina engranaje o ruedas dentadas al mecanismo utilizado para transmitir potencias de un componente a otro dentro de una maquina.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 circulas mediante el contacto de ruedas dentadas . Una de las aplicaciones mas importantes de los engranajes es la trasmisión de movimiento desde el eje de una fuente de energía,como puede ser un motor de combustión interna o un motor eléctrico.

Engranaje, rueda o cilindro dentado empleado para transmitir un movimiento giratorio o alternativo desde una parte de una máquina a otra. Un conjunto de dos o más engranajes que transmite el movimiento de un eje a otro se denomina tren de engranajes. Los engranajes se utilizan sobre todo para transmitir movimiento giratorio, pero usando engranajes apropiados y piezas dentadas planas pueden transformar movimiento alternativo en giratorio y viceversa.

2 ENGRANAJES SIMPLES 

El engranaje más sencillo es el engranaje recto, una rueda con dientes paralelos al eje tallados en su perímetro. Los engranajes rectos transmiten movimiento giratorio entre dos ejes paralelos. En un engranaje sencillo, el eje impulsado gira en sentido opuesto al eje impulsor. Si se desea que ambos ejes giren en el mismo sentido se introduce una rueda dentada denominada 'rueda loca' entre el engranaje impulsor o motor y el impulsado. La rueda loca gira en sentido opuesto al eje impulsor, por lo que mueve al engranaje impulsado en el mismo sentido que éste. En cualquier sistema de engranajes, la velocidad del eje impulsado depende del número de dientes de cada engranaje. Un engranaje con 10 dientes movido por un engranaje con 20 dientes girará dos veces más rápido que el engranaje impulsor, mientras que un engranaje de 20 dientes impulsado por uno de 10 se moverá la mitad de rápido. Empleando un tren de varios engranajes puede variarse la relación de velocidades dentro de unos límites muy amplios. 

Los engranajes interiores o anulares son variaciones del engranaje recto en los que los dientes están tallados en la parte interior de un anillo o de una rueda con reborde, en vez de en el exterior. Los engranajes interiores suelen ser impulsados por un piñón, un engranaje pequeño con pocos dientes. La cremallera (barra dentada plana que avanza en línea recta) funciona como una rueda dentada de radio infinito y puede emplearse para transformar el giro de un piñón en movimiento alternativo, o viceversa. 

Los engranajes cónicos, así llamados por su forma, tienen dientes rectos y se emplean para transmitir movimiento giratorio entre ejes no paralelos. 

3 ENGRANAJES HELICOIDALES 

Los dientes de estos engranajes no son paralelos al eje de la rueda dentada, sino que se enroscan en torno al eje en forma de hélice. Estos engranajes son apropiados para grandes cargas porque los dientes engranan formando un ángulo agudo, en lugar de 90º como en un engranaje recto. Los engranajes helicoidales sencillos tienen la desventaja de producir una fuerza que tiende a mover las ruedas dentadas a lo largo de sus ejes. Esta fuerza puede evitarse empleando engranajes helicoidales dobles, o helicoidales  con dientes en forma de compuestos de medio diente helicoidal dextrógiro y medio diente helicoidal levógiro. Los engranajes hioides son engranajes cónicos helicoidales utilizados cuando los ejes son perpendiculares pero no están en un mismo plano. Una de las aplicaciones más corrientes del engranaje hipoide es para conectar el árbol de la transmisión con las ruedas en los automóviles de tracción trasera. A veces se denominan de forma incorrecta engranajes en espiral los engranajes helicoidales empleados para transmitir rotación entre ejes no paralelos. 

Otra variación del engranaje helicoidal es el engranaje de husillo, también llamado tornillo sin fin. En este sistema, un tornillo sin fin largo y estrecho dotado de uno o más dientes helicoidales continuos engrana con una rueda dentada helicoidal. La diferencia entre un engranaje de husillo y un engranaje helicoidal es que los dientes del primero se deslizan a lo largo de los dientes del engranaje impulsado en lugar de ejercer una presión de rodadura directa. Los engranajes de husillo se utilizan para transmitir rotación (con una gran reducción de velocidad) entre dos ejes perpendiculares.

LA GRÚA

PARTES DE LA GRÚA

Está formada por la placa base la cual permite colocar fácilmente las esperas que darán alojamiento al mastín, de igual manera el mástil está formado por cuatro cerchas.

Cuenta con un cambio de sección cuyo objetivo es alojar parte de mecanismo de rotación para conseguir una correcta transición de los esfuerzos.

En la parte superior de la grúa se encuentra el porta flechas de cual desprende la pluma y la contra pluma.

LA PLUMA: su estructura está compuesta por cordones cuyos perfiles son huecos para conseguir inercia.

LA CONTRA PLUMA: está conformada por similar mente a la pluma y contiene un contrapeso que equilibra la estructura además se encuentra el mecanismo de elevación.

 MOVIMIENTO DE LA GRÚA

El movimiento de elevación se consigue por el arrollamiento de un cable suyos extremos están  fijados por una parte que sale del motor uno en el tope de la pluma. Este transcurre por el carro elevador y de esta cuelga el polipasto este elemento es uno de los más importantes ya que reduce en el 25% la fuerza que debe ejercer el  motor  para sustentar la caja.

En segundo lugar para obtener la traslación  del carro elevador se dispone en sus extremos un segundo sistema de cables que circula por el motor dos  abrazando su tambor de salida, al girar el motor debido al rozamiento del tambor y el hilo acciona los dos ramales del filamento y este tira del carro.

Lo último para la rotación se instala un rodamiento en el cual la rueda dentada conducida se encuentra fija a la estructura y al girar la rueda conductora transmite una fuerza la cual produce el movimiento para el giro del rodamiento.

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QUE TIPO DE OPERADORES MECÁNICOS USAN LAS MAQUINAS COMPUESTAS

Salvo algunas máquinas simples, como las tijeras, un cascanueces, un abrelatas, unas pinzas, una polea o las rampas que hay en las aceras, las máquinas que usamos son más complejas, están compuestas de varias o muchas máquinas simples que trabajan de manera coordinada.

LAS MÁQUINAS Y LOS OPERADORES

Un robot es una máquina que controlamos mediante un ordenador y que está programada para moverse, manipular objetos y realizar trabajos diversos. Los robots son capaces de realizar tareas repetitivas de forma más rápida, barata y precisa que los seres humanos.

Por ejemplo, en las cadenas de montaje de automóviles hay brazos robots que levantan las piezas, las pulen y las pintan. Un robot es una máquina compuesta.

Una grúa, un automóvil o una bicicleta también son máquinas compuestas, y todas ellas están formadas por otras máquinas simples, cada una con una tarea determinada.

Recuerda que las máquinas simples más importantes son la palanca (como las tijeras o el abrelatas), la polea (como la que se emplea para subir un mueble a un piso) y el plano inclinado (que consiste en una rampa). El tornillo y la cuña se consideran a veces máquinas simples, pero en realidad son adaptaciones del plano inclinado.

Dentro de una máquina, llamamos operadores a cada uno de los elementos que cumple una función concreta en el funcionamiento de la misma. Las máquinas simples, como la palanca o la polea, tienen un solo operador, mientras que las compuestas tienen varios o muchos operadores.

En una máquina hay, o puede haber, operadores de dos tipos:

• Operadores mecánicos, que son los que se encargan de transmitir los movimientos. Por ejemplo, en una bicicleta un operador mecánico es el sistema de cambios de velocidades (con varios platos y piñones), otro es la cadena y otro el sistema de frenos.
• Operadores energéticos, que son los encargados de comunicarle energía a la máquina para que pueda funcionar; por ejemplo, la batería de un automóvil o de un teléfono móvil, las pilas de un juguete, el resorte de un reloj de cuerda o el motor de cualquier vehículo son operadores de este tipo. 
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UN EJEMPLO DE MÁQUINA COMPUESTA: LA BICICLETA

La bicicleta es una máquina compuesta, pues consta de los siguientes operadores mecánicos:

• El manillar, con el que orientamos la rueda delantera en la dirección que queremos llevar.
• Los frenos delantero y trasero, que constan de dos palancas, una a cada lado del manillar, y de unas pastillas de goma que se cierran sobre las llantas de las dos ruedas al apretar las palancas.
• Las ruedas, que al hacerlas girar apoyadas contra el suelo hacen que la bicicleta avance.
• Los cambios de velocidades, que son dos mecanismos que van sobre el manillar, con los que podemos seleccionar el plato y el piñón. El plato grande se usa en terreno llano, puesto que es con el que más metros se avanza al dar una pedalada. En las cuestas metemos el plato pequeño, que es con el que menos se avanza, pero con el que hay que hacer menos fuerza para moverse. En ciclismo, a la combinación de cada uno de los platos y cada uno de los piñones se le llama desarrollo, quizás hayas oído decir en una carrera que un ciclista “lleva un desarrollo largo (o corto…)”.