Parts d'una màquina

Parts d'una màquina
Una màquina està constituïda per l'estructura i els mecanismes.
L'estructura consta d'una sèrie d'elements units entre sí que serveixen de suport de les forces que actuen sobre
la màquina i dels mecanismes que la formen.
Els mecanismes són formats per un conjunt d'elements que acoblats entre sí transmeten, regulen o modifiquen
l'energia i les forces que actuen sobre una màquina.
EL TREBALL
El principi del funcionament de qualsevol màquina independentment de a seva constitució es basa en el
concepte físic del treball. Aquest concepte ens fonamenta en l'acció que les forces fan en els cossos que actuen
sobre ells.
S'anomena treball l'acció d'aplicar una o més forces sobre un cos i provocar o modificar el seu moviment.
T=F · e
T= treball
F= força
e=espai
Sistema Internacional
Joule (J)
Newton (N)
Metre (m)
Sistema Tècnic
Kilogràmetre (Kgm)
Kilopond (Kp)
Metre (m)
1 Kp = 9.8 N
ENERGIA
En física es defineix l'energia com la capacitat de realitzar un treball.
Es calcula de la mateixa manera i amb les mateixes unitats que el treball.
Energia −> E = F · e
Principi de conservació de l'energia. El rendiment.
L'energia ni es crea ni es destrueix, tan sols es transforma.
= · 100
= Rendiment
Eu = Energia utilitzada
Ec = Energia Consumida
Total
1
El rendiment és la relació que hi ha entre l'energia útil i l'energia total aportada o consumida, expressat en tant
per cent.
1) Una persona desplaça una caixa d'una posició a una altra entre les quals hi ha 20m de distància. Si
ha de fer una força de 200 N, calcula el treball que ha de fer.
F=200 N
T=F·e
T = 200 · 20
POTÈNCIA
S'anomena potència la relació que hi ha entre el treball realitzat i el temps que tarden a realitzar−ho.
P = Potència
W = Watt
Sistema Internacional
P===W
Sistema Tècnic
= Kgm/s
1 Kw = 1000 W
1CV = 75Kgm/s
2) Necessitem pujar una caixa amb una grua que ha d'aixecar 2500 Kp des de terra a una alçada de
15000 mm. Necessitem que no trigui més de 6 minuts en realitzar el treball. Quina potència expressada
en Kw i n CV consumirà el motor si el seu rendiment és del 75%?
F=2500 Kp ·= 24500 N
e= 15000 mm · = 15 m
t = 6 min · = 360 s
P=
= 75 = Pc = 3) Per aixecar un pes d 1300 Kp des de terra a una alçada de 1200 cm, en un temps màxim
de 5 minuts. Calcular la potència que es consumirà el motor en Kw i en CV si el seu rendiment és del
60%. Calcular el valor del treball.
F= 1300 Kp ·
e = 1200 cm ·
t= 5min ·
= 60%
T= F·e T = 12740 · 12 = 152880 J
= 60 =
2
Pc=
4) El motor d'una moto té un rendiment del 55%. Quina potència consumirà per desplaçar un
motorista en un trajecte de 45 Km durant el qual haurà de vèncer una força constant de 120 Kp sabent
que el recorregut el fa en 70 minuts.
= 55%
5) Una màquina desplaça un pes de 850 Kp en 15000 cm de distància en un temps de 7 minuts. Quina
potència consumirà en Kw i CV sabent que té un rendiment de 75%?
6) Un automòbil té un rendiment del 60%. Ha de desplaçar uns viatgers a una distància de 60 Km de
l'origen. Per fer−ho ha de vèncer una força constant de 1800 Kp en un temps de 6 minuts. Calcular la
potència de motor en Kw i en CV.
7) Una grua ha de pujar un pes des de un nivell situat a 3m de terra fins a un altre de 18000 mm de
terra. En un temps de 5 minuts. El pes és de 1300 Kp. Calcular la potència consumida pel motor sabent
que té un rendiment del 55%.
6.2 Màquines Simples
Definim màquines simples els dispositius senzills generalment formats per un sol element que permeten
multiplicar forces.
i= avantatge mecànic. No té unitats.
Avantatge mecànic−> És la relació que hi ha entre la força resistent o resistència i la força que cal aplicar−hi
per contrarestar−la amb una màquina simple.
Tipus de màquines simples−> Les màquines simples bàsiques són: la palanca, la roda, el pla inclinat i el
cargol.
LA PALANCA
Consisteix en una barra llarga i rígida que es recolza en un punt de duport anomenat fulcre, sobre el qual gira
que es pot trobar a qualsevol punt de la seva llargada.
FR
fulcre
Llei de la palanca: F · d1 = R · d2
F = força aplicada o Potència
d1 = distància de F al fulcre
d2 = distància de R al fulcre
R = Pes o Resistència
F=i=
3
La llei de la palanca diu. La força aplicada, multiplicada pel seu braç és igual a la resistència pel seu braç.
Tipus de palanques
Palanques de Primer Gènere
Ex: gronxadors, balances
El fulcre està situat entre la potència i la resistència.
Palanques de segon gènere
Ex: carretó
El fulcre està situat a un extrem. La resistència està entre el fulcre i la potència.
Palanques de tercer gènere
Ex: canya de pescar
La força està situada entre el fulcre i la resistència
1) Calcular la força que haurem de fer amb una palanca de primer gènere per desplaçar un pes de
500N sabent que està situat a 80cm del fulcre i que apliquem la força a 240cm del fulcre.
2) Calcular la força que haurem de fer per desplaçar un pes de 800N amb una palanca de 2m sabent
que el pes està situat a 50m del fulcre.
3) En una palanca de 2on gènere, hem de desplaçar un pes de 600Kp sabent que el pes està situat a
60cm del fulcre i que la palanca té una longitud de 360cm. Calcula la força.
4) En palanca de tercer gènere té un avantatge mecànic de 0,5. L'hem de fer servir sobre una resistència
de 300N. Quina serà la força necessària si la longitud total de la palanca és de 80cm? On s'haurà de
col·locar el punt de suport del punt d'aplicació de la força?
5) Amb una palanca de 3m de llarg volem aixecar un pes de 250N sabent que el fulcre està situat a 60cm
de la resistència.
EL PLA INCLINAT
El pla inclinat és una màquina simple que consta d'un pla que té una determinada inclinació respecte al pla
horitzontal i serveix per desplaçar objectes des de un nivell a un altre més elevat amb menys esforç que si el
volguéssim pujar verticalment sense utilitzar cap mecanisme i sense tenir en compte cap força de fregament.
h=desnivell
l=rampa
R=pes (N,Kp)
F=força (N,Kp)
4
6) Calcular la força que hem de fer per pujar un pes de 2500N des de un punt a un altre situat a 400cm
més amunt sabent que l'han de desplaçar per una rampa de 25m de longitud. Calcular i.
6) Grua
Pes −>2800Kp
Des de 300cm de terra a 18000mm de terra
En 5 minuts
=65%
Pc=? En Kw i CV
7) Vehicle
F=2200Kp
e=220Km
t=1h 45min =105min
=70%
Pc =? En Kw i CV
8) Palanca de 2on gènere
Longitud total =2600cm
Pes = 280Kp
Situat a 0.8m del fulcre
F=? i=?
9) Traslladar
280N F=?
e=300cm més elevat
Per una rampa de 2500mm de longitud
tenint en compte que pel fregament
tenim un rendiment de 50%
CLAU
10)
5
r=?
i=?
F=350N
Longitud clau = 0.4m=4000mm
Pas rosca =2.5mm
F
T = 4000 J
Dades:
F = 200 N
e = 20 m
T=x
6