Les màquines simples

Corriola i polispast

Definició i característiques:

Corriolaà Politja o cúrria per elevar pesos. És una roda que pot girar al voltant d’un eix i que té una ranura en la seva perifèria per la qual passa un cable o una corda. Les corrioles s'utilitzen per a canviar la direcció d'una força, per a amplificar una força, o per a transmetre el moviment de rotació a altres corrioles, possiblement variant la velocitat angular a la que gira cada una.

Polispastà Sistema de dos grups d'una o més corrioles cadascun, l'un fix i l'altre mòbil. S'utilitza per a aixecar o moure una càrrega amb un gran avantatge mecànic, perquè es necessita aplicar una força molt menor al pes que cal moure.

Parts i components de la formen:

Corriola i polispastà Podem veure les parts d’aquetes màquines a la galeria d’imatges.

Diferents tipus:

Corriolaà Hi ha els següents tipus de corrioles:

·         Corrioles simples

Quan s’empra una sola corriola per a fer un treball o qualsevol altra tasca, es diu que es té una configuració de corriola simple.

o   Corriola simple fixa

La manera més senzilla d’utilitzar una corriola és ancorar-la en un suport, penjar un pes en un extrem de la corda, i estirar l’un altre extrem per a alçar el pes. A aquesta configuració se l’anomena corriola simple fixa.

Una corriola simple fixa no produeix un avantatge mecànic: la força que ha d’aplicar-se és la mateixa que s’hauria requerit per a alçar l’objecte sense la corriola. La corriola, no obstant, permet aplicar la força en una direcció més convenient.

o   Corriola simple mòbil

Una forma alternativa d’utilitzar la corriola és fixar-la a la càrrega, fixar un extrem de la corda al suport, i estirar l’un altre extrem per a alçar a la corriola i la càrrega. A aquesta configuració se l’anomena corriola simple mòbil.

La corriola simple mòbil produeix un avantatge mecànic: la força necessària per a alçar la càrrega és justament la meitat de la força que hauria estat requerida per a alçar la càrrega sense la corriola.

·         Corrioles compostes

Quan s’utilitzen sistemes de diverses corrioles que treballen en conjunt, es diu que es té una configuració de corriola composta.

Polispastà Hi ha els següents tipus de polispast:

·         Polispast de trinquet: Són aparells d’accionament manual (mitjançant trinquet o palanca d’embragatge), per tirar, tensar i elevar càrregues de 2,5 a 5 tones, mitjançant cadena d’acer.

·         Polispast de mordassa: Són aparells d’accionament manual, per tensar i elevar càrregues de 0,75 a 6 tones, mitjançant cable d’acer.

·         Polispast de torn: Són aparells d’accionament manual (amb mecanisme de cargol sense fi, politja diferencial o d’engranatges), per tirar, tensar i elevar càrregues de fins a 10tones, mitjançant una cadena de torn o cable d’acer.

·         Polispast de motor o elèctric: Són aparells d’accionament per motor elèctric, per tirar, tensar i elevar càrregues major de 10 tones, mitjançant cadena o cable d’acer.

Lleis o expressions de càlcul:

Corriolaà La politja permet pujar pesos còmodament, ja que inverteix el sentit de la força que s’aplica.

La força que s’ha d’aplicar F_a és igual al pes F_g l’objecte que es vol elevar:

F_a = F_g = m · g

Polispastà En la seva fórmula intervé la força que ha de realitzar l'objecte o persona per aixecar la resistència i el nombre de corrioles que intervenen en l'aixecament de la resistència.

La seva fórmula és: 

         F =          Resistència           · Gravetat

                        2 · Número de corrioles

Exemple: 

                             245 N =   100kg    · 9,8

2 · 2

Per tal d'aixecar un pes de 980N s'ha realitzat una força de245N.

Aplicacions:

Corriolaà Les corrioles tenen diferents aplicacions com:

·         Ascensor

·         Diferencial

·         Torn diferencial

·         Càbria de peu

·         A les obres de construcció

Polispastà El polispast té les mateixes aplicacions que la corriola amb la diferència que el polispast s’utilitza en ocasions que el pes és superior.

Representació gràfica:

Corriola i Polispastà Per representar gràficament aquests tipus de transmissió n’acotem els valors més significatius: el diàmetre de les politges i la separació o distància entre els seus eixos.

Podem veure la representació gràfica a la galeria d’imatges.

Galeria d’imatges:

Mecanismes de moviment circular

Cadena

Definició i característiques:

Cadenaà El mecanisme de la cadena serveix per transmetre el moviment d’arrossegament de força entre rodes dentades. Permet transmetre un moviment giratori entre dos eixos paral·lels, podent modificar la velocitat però no el sentit de gir (no és possible fer que un eix giri en sentit horari i l'altre al contrari).

Aquest sistema incorpora els avantatges de les rodes dentades, quant a la fiabilitat i la resistència de transmissió, i els de les politges, pel que fa a la distància entre eixos.

Elements del mecanisme:

Cadenaà Aquest sistema és format per unes rodes dentades enllaçades per una cadena metàl·lica, de manera que les baules s’introdueixen dins les dents de les rodes, les quals transmeten el moviment de rotació de l’una a l’altra en el mateix sentit. La roda de diàmetre gran s’anomena normalment plat, i la de diàmetre petit, pinyó; totes dues giren en el mateix sentit. L’exemple més clar d’aquest sistema és el de les bicicletes i les motos.

Podem veure indicades les parts d’aquet mecanisme en una imatge a la galeria d’imatges.

Diferents tipus:

Cadenaà Hi ha moltes classes de cadenes i una manera de classificar-les és pel material utilitzat en la seva composició o pel mètodes de construcció d’elles.

Segons a seva composició o pel mètodes de construcció:

1.   Cadena de ferro fos.

2.   Cadena d’acer de motlle.

3.   Cadena forjada.

4.   Cadena d’acer.

5.   Cadena plàstica

Una altra manera de classificar-les és segons les seves aplicacions:

1.   Cadena de transmissió d’energia.

2.   Cadena petita del transportador de pas llarg.

3.   Cadena del transportador de precisió.

4.   Cadena superior.

5.   Cadena de flux.

6.   Cadena gran del transportador de pas llarg.

Càlcul de velocitats:

Cadenaà El càlcul de la velocitat i de les relacions de transmissió s’efectua com en els engranatges, però considerant que les dues rodes, plat i pinyó, giren en el mateix sentit. Per evitar el lliscament que es produeix entre la politja i la corretja, es pot optar per utilitzar rodes dentades i unir-les mitjançant una cadena.

Equació que descriu el moviment de cadenes de transmissió:

w₂ / w₁ = z₁/z₂

·         Wà és la velocitat angular de l'eix (rad/s)

·         Zà és el nombre de dents de la roda

Aquest mecanisme es troba a la bicicleta, on la cadena uneix el plat amb Z₁ dents i el pinyó amb Z₂ dents.

Aplicacions:

Cadenaà Les cadenes tenen diferents aplicacions com:

·         Transmetre el moviment dels pedals a la roda en les bicicletes o del canvi a la roda del darrere en les motos.

·         En els motors de 4 temps, per transmetre moviment d'un mecanisme a un altre. Per exemple del cigonyal l'arbre de lleves, o del cigonyal a la bomba de lubricació del motor.

Representació gràfica:

Cadenaà Representació gràfica de la transmissió per cadena la podem veure a la galeria d’imatges.

Galeria d’imatges:

Mecanismes de moviment circular a moviment lineal

Lleves i excèntriques

Definició i característiques:

Són mecanismes que permeten transformar un moviment circular d’un eix en un moviment alternatiu rectilini, però no pas a l’inrevés. Un dels sistemes en que s’empra és el que fa girar un cilindre excèntricament, és a dir, aquell què el centre de rotació no correspon al del cilindre. Damunt de la superfície lateral hi  ha la lleva pròpiament dita, que es mou amunt i avall alternativament, empesa per l’excèntrica, quan puja, i per la gravetat o una molla, quan baixa.

Llevaà És un element amb forma ovoïdal que en girar fa moure una altra peça (el seguidor) que s'hi troba recolzada. El seguidor es desplaça cap amunt i cap a avall sobre una guia descrivint un moviment rectilini alternatiu i es manté sempre en contacte amb la superfície de la lleva. Per cada volta de lleva el seguidor completa dues curses.

Excèntricaà És un disc o cilindre que gira al voltant d'un eix desplaçat del centre de la circumferència (el seu eix no coincideix amb el centre geomètric de la peça). En aquest cas el seguidor sempre està en moviment.

Elements del mecanisme:

Llevesà la lleva és una peça que té forma de disc i fa un moviment alternatiu periòdic. Podem veure les parts de les lleves indicades en una imatge a la galeria d’imatges.

Excèntriquesà l’excèntrica és un disc en el qual el seu eix no coincideix amb el centre geomètric de la peça. Podem veure les parts de les excèntriques indicades en una imatge a la galeria d’imatges.

Aplicacions:

Llevesà Les lleves tenen aplicacions com:

·         Per a l’obertura i tancament de vàlvules (Motors d’automòbils)

·  Per la obertura i tancament de circuits que governen el seu funcionament (Programadors de rentadores)

·        Mecanisme avançament – retrocés del carret (Carrets de pesca)

Excèntriquesà Les excèntriques tenen les mateixes aplicacions que les lleves.

Representació gràfica:

Lleva i Excèntricaà La representació gràfica de les lleves i les excèntriques la trobem a la galeria d’imatges.

Galeria d’imatges: