Más información: http://www.es.opitec.com/opitec-web/articleNumber/108948/ksth;jsessionid=B0938630A86D1CE61F51B83FAA8450FE.tomcat1
lunes, 21 de marzo de 2011
Abeja Robot
En este proyecto hemos realizado una abeja robot, con el material necesario que nos entregó la profesora. Esta abeja tiene un movimiento lineal, que al chocar contra una pared, una caja… con una de las antenas girará hacia el lado contrario. Ejemplo si choca con la antena derecha, girará hacia la izquierda de manera que no se quedará parada. Este movimiento se realiza gracias a unos conmutadores que son golpeados por el alambre que hacen de antena, y transmiten la corriente a los motores. Dependiendo de que antena se golpee, un motor girará hacia delante y el otro hacia atrás.
http://es.scribd.com/doc/51305082/Abejita#logout
domingo, 20 de marzo de 2011
Máquinas y mecanismos
¿QUÉ SON LAS MÁQUINAS?
Podríamos enumerar una infinidad de artefactos, desde los más simples a los más complejos, ingeniados por el ser humano con el objeto de satisfacer sus necesidades con el menor esfuerzo posibles. A todos estos artefactos los llamamos máquinas.
TRABAJO Y POTENCIA DE LAS MÁQUINAS
-Trabajo: W=F·d
W-> trabajo
F-> fuerza
d-> distancia
-Potencia: P=W/t
P-> potencia
W-> trabajo
T-> tiempo
Por consiguiente, que una máquina tenga yn vatio de potencia quiere decir que puede hacer un trabajo de 1 julio en 1 segundo. Hay otras unidades de potencia muy usuales, son el kilovatio (KW) y el caballo de vapor (CV).
1 KW = 1000 vatios
1 caballo de vapor (CV) = 736 vatios
PARTES DE UNA MÁQUINA
La estructura es la parte de la máquina donde van fijadas todas las demñas. La estructura permite que la máquina resista su propio peso y los posibles movimientos derivados de su funcionamiento y, además, le da la estabilidad necesaria para trabajar correctamente. Se puede decir que es el esqueleto de la máquina.
El motor es el alma de las máquina, porque permite que tengan movimiento. Máquinas muy diversas tienen también motores muy diferentes. El pequeño motor eléctrico de un juguete, evidentemente, no es igual al motor de un automóvil o de un tractor, pero los dos ejercen funciones similares.
Los elementos transmisores y transformadores del movimiento son los encargados de transmitir la fuerza y el movimiento desde el motor hasta las partes de la máquina que los aprovechan, Engranajes, poleas, correas y palancas, por ejempo, son elementos que cumplen esta función.
Los circuitos y los elementos de control son los encargados de poner en marcha o detener la máquina y de variar sus condiciones de trabajo. Pueden ser circuitos eléctricos, hidraúlicos, neumáticos, etc.
CLASIFICACIÓN DE LAS MÁQUINAS
1. Según el tipo de transformación
·Energética: coche, aspiradora, lavadora, etc.
·De información: ordenador, teléfono, fax, etc.
2. Según el lugar de aplicación
·En el hogar: -Higiene personal: afeitadora, cepillo de dientes eléctrico, etc
-Manipulación y conservación de alimentos: batidora, exprimidor, microondas, etc.
·En el trasporte: bicicleta, coche, tren, avión, etc.
·En la agricultura: tractor, recolectadora, etc.
·En la industria: robot, torno, fresa, etc.
3. Según si hay movimiento o no
·Dinámicas: molinillo de café, batidora, lavadora, etc.
·Entáticas: transformador, teléfono, etc.
RENDIMIENTO DE LAS MÁQUINA
La energía de entrada se transforma en trabajo útil. Así pues, no toda la energía de entrada se transforma en trabajo útil. En todas las máquinas hay una parte de energia que se pierde transformada, fundamentalmente, en calor.
Podriamos decir, por tanto, que: Energía de entrada = trabajo útil + perdidas
y, por consiguiente que, en función de la cantidad de energía trasformada en trabajo útil, hay máquinas con mayor o menor rendimiento.
La expresión es: Trabajo= trabajo útil/energía de entrada ·100
Teniendo en cuenta que las unidades del numerador y el denominador son las propias de la energía, el rendimiento solamente se expresa medianre un númerasor; decimos, entonces, que el rendimienro es adimensional. Lo podemos expresar en tanto por uno, o en tanto por ciento si multiplicamos el resultado del cociente por cien
El rendimiento de una máquina en el cociente entre ek trabajo útil y la energía de entrada.
MAQUINAS SIMPLES
Las méquinas simples son dispositivos senciollos que se basan en principios físicos elementales y sirven para ahorrar esfuerzo a los seres humano. Los antiguos filósofos y pensadores las denominaban las cinco grandes: la palanca, el plano inclinado, el tornillo, la rueda y la polea.
-La palanca: Las palancas nos permiten realizar multitud de tareas fácilmente. Son unas barras o elementos rígidos que oscilan sobre un eje o punto de apoyo. Cuando utilizamos estas máquinas, aplicamos una fuerza (Fa) en un punto de la barra para actuarsobre alguna carga (Fc), lo que origina un giro sobre el punto de apoyo.
Para que una palanca cuyo punto de apoyo está es su centro se mantenga en equilibrio, la fuerza que se aplique seberá ser igual a la carga. Si el punto de apoyo está más cerca de la carga, la fuerza deberá ser mayor.
Es decir, la palanca se encuentra en equilibrio cuando el producto de la fuerza aplicada (Fc) por su distancia (da) al punto de apoyo, es igual al producto de la carga (Fc) por su distancia al pinto de apoyo (dc). Esto se conoce como ley de la palanca y se expresa así: Fa·da = Fc·dc
Según donde se encuentre el punto de apoyo, el punto en que se aplique la fuerza y el punto donde se coloque la carga, puedes ser palancas de primer, segundo y tercer grado.
-El tornillo: El científico griego Arquímides ideó una máquina para extraer agua de los ríos. El denominado tornillo de Arquímedes funcionaba girando una manivela que provocaba que el agua ascendiera al interior del tornillo mediante una amplia roca helicoidal.
Los tornillos que se utilixan como elementos de unión se basan en el de Arquímedes. Al girar el tornillo en el interior de una tuerxa, se vaintroduciendo en ella.
El tornillo es un plano inclinado que se enrolla sobre una superficie cilíndrica.
-La rueda: Es uno de los inventos más importantes del ser humano. Las civilizaciones más antiguas, la utilizaban como simples troncos de madera para transportar grandes cargas.
Con el paso del tiempo la rueda se ha ido transformando hasta alcanzar su forma actual. Pero las ruedas no se utilizan unicamente para el transporte, sino desde la antiguedad ha tenido otras aplicaciones: el torno, la polea, la rueda hidraúlica, etc.
-La polea: Otro sistema más cómoso para levantar pesos, es utilizar polea, ya que con ellas aprovechamos el peso de nuestro cuerpo.
La poleas es una rueda con la ranura por la cual se hace pasar una cuerda o una correa.
Si colocamos una carga Fc en un extremo de la cuerda, habrá que aplicar una fierza Fa al otro extremo, para subirla.
La polea puede considerarse una palanca de primer grado en la que la fuerza aplicada (Fa) y la carga (Fc) están a la misma distancia del eje, que coincide con el radio (r) de la polea. Es decir: Fa·da=Fc·dc; pero como da=dc=r, podemos decir que Fa·r = Fc·r y, simplificamos la expresion: Fa = Fc
Aunque no se amplifica la fuerza, sin embargo, se utiliza l apolea porque se ejerce más cómodamente ka fuerza aplicada.
Al igual que las palancas, las poleas también se combinan para diminuir la fuerza aplicada, en cuyo caso reciben el nombre de poleas escalonadas. La combinación más sencilla se construye con dos poleas: una sujeta a la carga que queremos elevar, y la otra, al soporte. eneralmente, la fuerza que haría falta aplicar para n poleas vendría dada por la expresión:
Fa = Fc + Q/2n Fa-> Valor de la fuerza para elevar la carga
Fc-> Valor de la carga
Q-> Peso de las poleas móviles
n-> Número de poleas móviles utilizadas
Con el polipasto, si despreciamos el peso de la polea móvil, debemos estirar el doble de longitud de cuerda que con la polea sencilla, pero ejerceremos la mitad de fuerza. El decir:
Si Q = 0 -> Fa = Fc/2
TRASMISIÓN Y TRANSFORMACIÓN DE MOVIMIENTO: RELACIÓN DE TRANSMISION
El las máquinas simples, se ha estudiado los mecanismos elementales para transmitir movimientos. Sin embargo, cuando se trata de la transmisiñon de un movimiento circular, se utilizan otros mecanismos que pueden aumentar o disminuir la velocidad de giro, variar su sentido o cambiar la posición de los ejes.
Imaguínate una caja en la que hay acopladas dos ejes de giro y que éstos astásn nidos en su interios a través de una serie de mecanismo (ruedas o poleas). El eje en el que apliacamosel movimiento (manivela) en el de entrada, o motriz, mientras que el eje en el que obtenemos el movimiento deseado es el de salida.
La relación de transmisión viene dada por la siguiente expresión: Rt = ns/ ne
Rt-> relación de transmisión (no tiene unidades)
ns-> velocodad de salida (en revoluciones por minutos (rpm))
ns-> velocidad de entrada (en revoluciones por minuto (rpm))
La velocidad también se puede expresar en vueltas o revoluciones por minuto.
MECANISMOS DE TRANSMISIÓN DE MOVIMIENTO
-Poleas correas: Una de las aplicaciones más importantes de las poleas es la relación de transmisión de un movimiento circulas entre dos ejes paralelos por medio de una correa.
·Si ambas poleas miden igual, girarán a igual velocidad.
·Cuando la polea más pequeña arrastra a la mayor, esta última girará más despacio pero con más fuerza.
·Si la polea myor arrastra a la más pequeña, esta última gira más rápido pero con menos fueza.
·Si cruzamos las correas, invertiremos el sentido de giro.
MECANISMOS DE TRANSMISIÓN DE MOVIMIENTO
Hay otros mecanismos que transforman el movimiento circular en rectilíneo o viceversa:
-Piñón cremallera: Este mecanismo se compone de una rueda dentada (piñón) y de una barra, también dentada (cremallera), que encaja con el piñón.
-Leva: La leva es arrastrada por el eje de giro, al que está unida solidariamente. De este modo, el seguidor, que está en contacto permanente con la leva, transforma el movimiento circular en movimiento rectilíneo alternativo.
-Biela-manivela: El conjunto biela-manivela está compuesto, por dos elementos unidos mediante una articulación. La biela, que es una barra rñigida, y la manivela.
ELEMENTOS AUXILIARES
-Ejes y cojinetes: Son elementos cilíndricos que giran y sobre los que se montan ruedas y otros mecanismos. EL montaje de los elementos sobre ellos se puedes realizar de forma que se les sean solidarios o a través de cojinetes para que puedan girar libremente.
-Trinquete: Es un elemento que permite el giro de una rueda dentada en un solo sentido.
Power point: http://es.scribd.com/doc/51305945/mecanismos#
Podríamos enumerar una infinidad de artefactos, desde los más simples a los más complejos, ingeniados por el ser humano con el objeto de satisfacer sus necesidades con el menor esfuerzo posibles. A todos estos artefactos los llamamos máquinas.
TRABAJO Y POTENCIA DE LAS MÁQUINAS
-Trabajo: W=F·d
W-> trabajo
F-> fuerza
d-> distancia
-Potencia: P=W/t
P-> potencia
W-> trabajo
T-> tiempo
Por consiguiente, que una máquina tenga yn vatio de potencia quiere decir que puede hacer un trabajo de 1 julio en 1 segundo. Hay otras unidades de potencia muy usuales, son el kilovatio (KW) y el caballo de vapor (CV).
1 KW = 1000 vatios
1 caballo de vapor (CV) = 736 vatios
PARTES DE UNA MÁQUINA
La estructura es la parte de la máquina donde van fijadas todas las demñas. La estructura permite que la máquina resista su propio peso y los posibles movimientos derivados de su funcionamiento y, además, le da la estabilidad necesaria para trabajar correctamente. Se puede decir que es el esqueleto de la máquina.
El motor es el alma de las máquina, porque permite que tengan movimiento. Máquinas muy diversas tienen también motores muy diferentes. El pequeño motor eléctrico de un juguete, evidentemente, no es igual al motor de un automóvil o de un tractor, pero los dos ejercen funciones similares.
Los elementos transmisores y transformadores del movimiento son los encargados de transmitir la fuerza y el movimiento desde el motor hasta las partes de la máquina que los aprovechan, Engranajes, poleas, correas y palancas, por ejempo, son elementos que cumplen esta función.
Los circuitos y los elementos de control son los encargados de poner en marcha o detener la máquina y de variar sus condiciones de trabajo. Pueden ser circuitos eléctricos, hidraúlicos, neumáticos, etc.
CLASIFICACIÓN DE LAS MÁQUINAS
1. Según el tipo de transformación
·Energética: coche, aspiradora, lavadora, etc.
·De información: ordenador, teléfono, fax, etc.
2. Según el lugar de aplicación
·En el hogar: -Higiene personal: afeitadora, cepillo de dientes eléctrico, etc
-Manipulación y conservación de alimentos: batidora, exprimidor, microondas, etc.
·En el trasporte: bicicleta, coche, tren, avión, etc.
·En la agricultura: tractor, recolectadora, etc.
·En la industria: robot, torno, fresa, etc.
3. Según si hay movimiento o no
·Dinámicas: molinillo de café, batidora, lavadora, etc.
·Entáticas: transformador, teléfono, etc.
RENDIMIENTO DE LAS MÁQUINA
La energía de entrada se transforma en trabajo útil. Así pues, no toda la energía de entrada se transforma en trabajo útil. En todas las máquinas hay una parte de energia que se pierde transformada, fundamentalmente, en calor.
Podriamos decir, por tanto, que: Energía de entrada = trabajo útil + perdidas
y, por consiguiente que, en función de la cantidad de energía trasformada en trabajo útil, hay máquinas con mayor o menor rendimiento.
La expresión es: Trabajo= trabajo útil/energía de entrada ·100
Teniendo en cuenta que las unidades del numerador y el denominador son las propias de la energía, el rendimiento solamente se expresa medianre un númerasor; decimos, entonces, que el rendimienro es adimensional. Lo podemos expresar en tanto por uno, o en tanto por ciento si multiplicamos el resultado del cociente por cien
El rendimiento de una máquina en el cociente entre ek trabajo útil y la energía de entrada.
MAQUINAS SIMPLES
Las méquinas simples son dispositivos senciollos que se basan en principios físicos elementales y sirven para ahorrar esfuerzo a los seres humano. Los antiguos filósofos y pensadores las denominaban las cinco grandes: la palanca, el plano inclinado, el tornillo, la rueda y la polea.
-La palanca: Las palancas nos permiten realizar multitud de tareas fácilmente. Son unas barras o elementos rígidos que oscilan sobre un eje o punto de apoyo. Cuando utilizamos estas máquinas, aplicamos una fuerza (Fa) en un punto de la barra para actuarsobre alguna carga (Fc), lo que origina un giro sobre el punto de apoyo.
Para que una palanca cuyo punto de apoyo está es su centro se mantenga en equilibrio, la fuerza que se aplique seberá ser igual a la carga. Si el punto de apoyo está más cerca de la carga, la fuerza deberá ser mayor.
Es decir, la palanca se encuentra en equilibrio cuando el producto de la fuerza aplicada (Fc) por su distancia (da) al punto de apoyo, es igual al producto de la carga (Fc) por su distancia al pinto de apoyo (dc). Esto se conoce como ley de la palanca y se expresa así: Fa·da = Fc·dc
Según donde se encuentre el punto de apoyo, el punto en que se aplique la fuerza y el punto donde se coloque la carga, puedes ser palancas de primer, segundo y tercer grado.
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| Palanca primer grado |
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| Palanca segundo grado |
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| Palanca tercer grado |
-El tornillo: El científico griego Arquímides ideó una máquina para extraer agua de los ríos. El denominado tornillo de Arquímedes funcionaba girando una manivela que provocaba que el agua ascendiera al interior del tornillo mediante una amplia roca helicoidal.
Los tornillos que se utilixan como elementos de unión se basan en el de Arquímedes. Al girar el tornillo en el interior de una tuerxa, se vaintroduciendo en ella.
El tornillo es un plano inclinado que se enrolla sobre una superficie cilíndrica.
-La rueda: Es uno de los inventos más importantes del ser humano. Las civilizaciones más antiguas, la utilizaban como simples troncos de madera para transportar grandes cargas.
Con el paso del tiempo la rueda se ha ido transformando hasta alcanzar su forma actual. Pero las ruedas no se utilizan unicamente para el transporte, sino desde la antiguedad ha tenido otras aplicaciones: el torno, la polea, la rueda hidraúlica, etc.
-La polea: Otro sistema más cómoso para levantar pesos, es utilizar polea, ya que con ellas aprovechamos el peso de nuestro cuerpo.
La poleas es una rueda con la ranura por la cual se hace pasar una cuerda o una correa.
Si colocamos una carga Fc en un extremo de la cuerda, habrá que aplicar una fierza Fa al otro extremo, para subirla.
La polea puede considerarse una palanca de primer grado en la que la fuerza aplicada (Fa) y la carga (Fc) están a la misma distancia del eje, que coincide con el radio (r) de la polea. Es decir: Fa·da=Fc·dc; pero como da=dc=r, podemos decir que Fa·r = Fc·r y, simplificamos la expresion: Fa = Fc
Aunque no se amplifica la fuerza, sin embargo, se utiliza l apolea porque se ejerce más cómodamente ka fuerza aplicada.
Al igual que las palancas, las poleas también se combinan para diminuir la fuerza aplicada, en cuyo caso reciben el nombre de poleas escalonadas. La combinación más sencilla se construye con dos poleas: una sujeta a la carga que queremos elevar, y la otra, al soporte. eneralmente, la fuerza que haría falta aplicar para n poleas vendría dada por la expresión:
Fa = Fc + Q/2n Fa-> Valor de la fuerza para elevar la carga
Fc-> Valor de la carga
Q-> Peso de las poleas móviles
n-> Número de poleas móviles utilizadas
Con el polipasto, si despreciamos el peso de la polea móvil, debemos estirar el doble de longitud de cuerda que con la polea sencilla, pero ejerceremos la mitad de fuerza. El decir:
Si Q = 0 -> Fa = Fc/2
TRASMISIÓN Y TRANSFORMACIÓN DE MOVIMIENTO: RELACIÓN DE TRANSMISION
El las máquinas simples, se ha estudiado los mecanismos elementales para transmitir movimientos. Sin embargo, cuando se trata de la transmisiñon de un movimiento circular, se utilizan otros mecanismos que pueden aumentar o disminuir la velocidad de giro, variar su sentido o cambiar la posición de los ejes.
Imaguínate una caja en la que hay acopladas dos ejes de giro y que éstos astásn nidos en su interios a través de una serie de mecanismo (ruedas o poleas). El eje en el que apliacamosel movimiento (manivela) en el de entrada, o motriz, mientras que el eje en el que obtenemos el movimiento deseado es el de salida.
La relación de transmisión viene dada por la siguiente expresión: Rt = ns/ ne
Rt-> relación de transmisión (no tiene unidades)
ns-> velocodad de salida (en revoluciones por minutos (rpm))
ns-> velocidad de entrada (en revoluciones por minuto (rpm))
La velocidad también se puede expresar en vueltas o revoluciones por minuto.
MECANISMOS DE TRANSMISIÓN DE MOVIMIENTO
-Poleas correas: Una de las aplicaciones más importantes de las poleas es la relación de transmisión de un movimiento circulas entre dos ejes paralelos por medio de una correa.
·Si ambas poleas miden igual, girarán a igual velocidad.
·Cuando la polea más pequeña arrastra a la mayor, esta última girará más despacio pero con más fuerza.
·Si la polea myor arrastra a la más pequeña, esta última gira más rápido pero con menos fueza.
·Si cruzamos las correas, invertiremos el sentido de giro.
La polea sobre la que se efecúa la fuerza se llama polea motriz o conductora, y es la de entrada de movimiento, mientras que la de salida de movimiento se llama polea arrastrada o conducida
Se deduce pues, que la relación entre velocidades de giro de las poleas depende del diámetro de las mismas, y se expresa de la siguiente manera: ne·De = ns·Ds
Esta ecuación tambien puede expresarse del siguiente modo: Rt = ns/ne = De/Ds
Rt-> relación de transmisión (no tiene unidades)
De-> diámetro de la polea de entrada
Ds-> diámetro de la polea de salida
-Poleas escalonadas: La unión solidaria de varias poleas de diferentes diámetros da lugar a una polea escalonada ( o árbol de poleas). Si utilizamos dos poleas escalonada, obtendremos varias posibilidades en función de la posición de la correa.
-Cadenas: El funcionamiento es similar al de las poleas, pero sin el peligro de que la cadena patine en la rueda, aunque tiene el inconveniente de ser más ruidoso.
La velocidad de giro de las ruedas tiene que ver con el número de dientes que tengan.
ne · Ze = ns· Zs
Por tanto, la relación de transmisión será: Rt = ns/ne = Ze/Zs
Rt-> relación de transmisión (no tiene unidades)
Ze-> número de dientes de la rueda de entrada (mótriz)
Zs-> número de dienres de la rueda de salida (arrastrada)
-Engranajes rectos: Los engranajes son ruedas dentadas que encajan entre sí y que transmiten fuerza y movimiento entre ejes paralelos situadis a poca distancia. Para calcular la relación de transmisión en los engranajes rectos se aplica la misma fórmula que en la transmisión por cadena.
-Tornillo sin fin: Es un mecanismo que transmite el movimiento entre ejes que forman un ángulo recto. La transmisión siempre se efectúa desde el tornillo hacía la rueda dentada, en decir, elo tornillo siempre se efenctúa comoelemento motriz.
Es un mecanismo que siempre reduce la velocidad con unas relaciones de transmisión muy pequeñas. Para encontrar su valor se aplica la misma fórmula que en las ruedas dentadas, pero teniendo en cuenta que el número de dientes del tornillo se corresponde con el número de dientes del tornillo se corresponde con el número de entrada de la rosca (generalmente 1, 2 ó 3)
-Reductor de velocidad: En la mayoría de los motores, el giro es demasiado rápido. La reducción de velocidad se puede conseguir mediante los mecanismos vistos hasta ahora, pero si estas reducciones ha de ser considerables, se pueden problemas de diseño. Una posible solución consiste en reducir la velocidad en varias etapas: Rtotal = Rt1 · Rt2 = ZA/ZB · ZC/ZD
Hay otros mecanismos que transforman el movimiento circular en rectilíneo o viceversa:
-Piñón cremallera: Este mecanismo se compone de una rueda dentada (piñón) y de una barra, también dentada (cremallera), que encaja con el piñón.
-Leva: La leva es arrastrada por el eje de giro, al que está unida solidariamente. De este modo, el seguidor, que está en contacto permanente con la leva, transforma el movimiento circular en movimiento rectilíneo alternativo.
-Biela-manivela: El conjunto biela-manivela está compuesto, por dos elementos unidos mediante una articulación. La biela, que es una barra rñigida, y la manivela.
ELEMENTOS AUXILIARES
-Ejes y cojinetes: Son elementos cilíndricos que giran y sobre los que se montan ruedas y otros mecanismos. EL montaje de los elementos sobre ellos se puedes realizar de forma que se les sean solidarios o a través de cojinetes para que puedan girar libremente.
-Trinquete: Es un elemento que permite el giro de una rueda dentada en un solo sentido.
Power point: http://es.scribd.com/doc/51305945/mecanismos#
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