2. máquina simple es un artefacto mecánico que transforma
un movimiento en otro diferente, valiéndose de la fuerza recibida para
entregar otra de magnitud, dirección o longitud de desplazamiento
distintos a la de la acción aplicada.
3. Una máquina simple es un dispositivo en el que tanto la energía que se
suministra como la que se produce se encuentran en forma de trabajo
mecánico y todas sus partes son sólidos rígidos. Podemos preguntarnos por
qué tanto interés en convertir una entrada de trabajo en una salida de
trabajo. Existen varias razones: primero, tal vez queramos aplicar una
fuerza en alguna parte de modo que realice trabajo en otro lugar. Con
poleas, por ejemplo, podemos levantar un andamio hasta el techo tirando
de una cuerda desde el suelo. Por otra parte, es posible que dispongamos
sólo de una pequeña fuerza para producir el trabajo de entrada cuando
necesitamos una fuerza mayor en la salida. Así sucede con el gato de un
automóvil. Al accionar la varilla del gato podemos alzar el automóvil que
de otra manera sería bastante difícil de mover aunque, desde luego,
tenemos que levantar y bajar muchas veces la varilla para levantar el
automóvil un poco.
Las máquinas simples suelen clasificarse en los siguientes seis tipos:
- Plano inclinado
- Torno
- Tornillo
- Cuña
- Polea
-Palanca
4. Plano inclinado: es una máquina simple que consiste
en una superficie plana que forma un ángulo
agudo con el suelo y se utiliza para elevar cuerpos
a cierta altura.
Para analizar las fuerzas existentes sobre un
cuerpo situado sobre un plano inclinado, hay que
tener en cuenta la existencia de varios orígenes
en las mismas.
En primer lugar se debe considerar la existencia
de una fuerza de gravedad, también conocida
como peso, que es consecuencia de la masa (M)
que posee el cuerpo apoyado en el plano
inclinado y tiene una magnitud de M.g con una
dirección vertical y representada en la figura por
la letra G.
Existe además una fuerza normal (N), también
conocida como la fuerza de reacción ejercida
sobre el cuerpo por el plano como consecuencia
de la tercera ley de Newton, se encuentra en una
dirección perpendicular al plano y tiene una
magnitud igual a la fuerza ejercida por el plano
sobre el cuerpo. En la figura aparece
representada por N y tiene la misma magnitud
que F2= M.g.cosα y sentido opuesto a la misma.
Existe finalmente una fuerza de rozamiento,
también conocida como fuerza de fricción (FR),
que siempre se opone al sentido del movimiento
del cuerpo respecto a la superficie, su magnitud
depende tanto del peso como de las
características superficiales del plano inclinado y
la superficie en contacto del cuerpo que
proporcionan un coeficiente de rozamiento. Esta
fuerza debe tener un valor igual a F1=M.g.senα
para que el cuerpo se mantenga en equilibrio. En
el caso en que F1 fuese mayor que la fuerza de
rozamiento el cuerpo se deslizaría hacia abajo por
el plano inclinado. Por tanto para subir el cuerpo
se debe realizar una fuerza con una magnitud que
iguale o supere la suma de F1 + FR.
5. Torno: Se denomina torno a un conjunto
de máquinas y herramientas que permiten
mecanizar, cortar, fisura, trapecial, y ranurar
piezas de forma geométrica por revolución.
Estas máquinas-herramienta operan haciendo
girar la pieza a mecanizar (sujeta en el
cabezal o fijada entre los puntos de centraje)
mientras una o varias herramientas de corte
son empujadas en un movimiento regulado
de avance contra la superficie de la pieza,
cortando la viruta de acuerdo con las
condiciones tecnológicas
de mecanizado adecuadas. Desde el inicio de
la Revolución industrial, el torno se ha
convertido en una máquina básica en el
proceso industrial de mecanizado.
La herramienta de corte va montada sobre
un carro que se desplaza sobre unas guías o
rieles paralelos al eje de giro de la pieza que
se tornea, llamado eje Z; sobre este carro hay
otro que se mueve según el eje X, en
dirección radial a la pieza que se tornea, y
puede haber un tercer carro
llamado charriot que se puede inclinar, para
hacer conos, y donde se apoya la torreta
portaherramientas. Cuando el carro principal
desplaza la herramienta a lo largo del eje de
rotación, produce el cilindrado de la pieza, y
cuando el carro transversal se desplaza de
forma perpendicular al eje de simetría de la
pieza se realiza la operación
denominada refrenado.
Los tornos copiadores, automáticos y de
control numérico llevan sistemas que
permiten trabajar a los dos carros de forma
simultánea, consiguiendo cilindrados cónicos
y esféricos. Los tornos paralelos llevan
montado un tercer carro, de accionamiento
manual y giratorio, llamado charriot, montado
sobre el carro transversal. Con
el charriot inclinado a los grados necesarios
es posible mecanizar conos. Encima
del charriot va fijada la torreta
portaherramientas.
6. Tornillo: Se denomina tornillo a
un elemento u
operador mecánico cilíndrico
con una cabeza, generalmente
metálico, aunque pueden ser de
plástico, utilizado en la fijación
temporal de unas piezas con
otras, que está dotado de una
caña roscada con rosca
triangular, que mediante una
fuerza de torsión ejercida en su
cabeza con una llave adecuada
o con un destornillador, se
puede introducir en un agujero
roscado a su medida o atravesar
las piezas y acoplarse a
una tuerca.
El tornillo deriva directamente
de la máquina simple conocida
como plano inclinado y siempre
trabaja asociado a un orificio
roscado. Los tornillos permiten
que las piezas sujetas con los
mismos puedan ser
desmontadas cuando la ocasión
lo requiera.
7. Cuña: La cuña es una máquina simple
que consiste en una pieza de madera
o de metal con forma de prisma
triangular. Técnicamente es un
doble plano inclinado portátil. Sirve
para hender o dividir cuerpos sólidos,
para ajustar o apretar uno con otro,
para calzarlos o para llenar alguna
raja o círculo.
El funcionamiento de las cuñas
responden al mismo principio del
plano inclinado. Al moverse en la
dirección de su extremo afilado, la
cuña genera grandes fuerzas en
sentido perpendicular a la dirección
del movimiento.
Ejemplos muy claros de cuña
son: hachas, cinceles y clavos aunque,
en general, cualquier herramienta
afilada, como el cuchillo o el filo de
las tijeras, puede actuar como una
cuña.
8. Polea: Una polea es una máquina
simple, un dispositivo mecánico de
tracción, que sirve para transmitir
una fuerza. Además, formando
conjuntos —aparejos o polipastos—
sirve para reducir la magnitud de la
fuerza necesaria para mover un peso.
Según la definición de Hatón de la
Goupillière, «la polea es el punto de
apoyo de una cuerda que moviéndose
se arrolla sobre ella sin dar una
vuelta completa» actuando en uno de
sus extremos la resistencia y en otro
la potencia.
9. Palanca: La palanca es una máquina
simple cuya función es transmitir
fuerza y 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 distancia recorrida, en
respuesta a la aplicación de una
fuerza.
10. Al concluir este trabajo, hemos podido conocer lo
que es una maquina simple y sus tipos.