MÁQUINAS SIMPLES

Vamos a hablar sobre máquinas simples y estas son: 

• Palanca
• Rueda
• Polea
• Plano inclinado 
• Engranaje o piñón
• Cremallera
• Leva
• Biela
• Manivela

PALANCA

Consiste en una barra rígida que gira en torno a algún punto de apoyo de la misma. El punto de pivote se conoce con el nombre de fulcro o punto de apoyo y no es en éste donde se aplica el esfuerzo y la carga. El invento de la palanca y su empleo en la vida cotidiana proviene de la época prehistórica. Su empleo cotidiano, en forma de cigoñales, está documentado desde el tercer milenio A.C —en sellos cilíndricos de Mesopotamia—. El manuscrito más antiguo que se conserva con una mención a la palanca forma parte de la colección matemática de Papo de Alejandría, una obra en ocho volúmenes que se estima fue escrita alrededor del año 340. Allí aparece la famosa cita de Arquímedes: Las palancas se dividen en tres géneros,18​19​ también llamados grados, dependiendo de la posición relativa de los puntos de aplicación de la potencia y de la resistencia con respecto al fulcro (punto de apoyo). El principio de la palanca es válido indistintamente del tipo que se trate, pero el efecto y la forma de uso de cada uno cambian considerablemente.

• Palanca de primer grado/género.

En la palanca de primer género/grado, el fulcro se encuentra situado entre la potencia y la resistencia.​ Se caracteriza en que la potencia puede ser menor que la resistencia, aunque a costa de disminuir la velocidad transmitida y la distancia recorrida por la resistencia.

• Palanca de segundo grado/género.

En la palanca de segundo género/grado, la resistencia se encuentra entre la potencia y el fulcro. Se caracteriza en que la potencia es siempre menor que la resistencia, aunque a costa de disminuir la velocidad transmitida y la distancia recorrida por la resistencia. Como ejemplo está la carretilla y el cascanueces manual de tenaza.

• Palanca de tercer grado/género.

En la palanca de tercer género/grado, la potencia se encuentra entre la resistencia y el fulcro. Se caracteriza en que la fuerza aplicada es mayor que la resultante; y se utiliza cuando lo que se requiere es ampliar la velocidad transmitida a un objeto o la distancia recorrida por él. 

 

RUEDA

La rueda es una pieza mecánica circular que gira alrededor de un eje. Uno de los inventos más importantes de la historia. Se originó en el año 3.500 A.C con la gran utilización en la alfarería, luego en los medios de transporte terrestre y como componente de diversas máquinas. La función principal de la rueda es facilitar el transporte de personas, animales o cosas, reduciendo el rozamiento con el suelo y permitiendo un desplazamiento más rápido y eficiente. Algunas de las ruedas más empleadas son: Rueda dentada, empleada principalmente para la transmisión del movimiento giratorio entre ejes. Rueda de transporte, empleada para reducir el rozamiento con el suelo. Unas muy empleadas con las de cámara de aire.

POLEA

A medida que tira de la cuerda, la rueda gira y todo lo que está unido al otro extremo sube. Una polea puede mover cosas de un área baja a una más alta. Una polea tiene una rueda que le permite cambiar la dirección de una fuerza.

Las poleas tienen forma redondeadas con hendiduras que se mueven con cadenas, cuerdas o correas. Sirven para hacer un trabajo con mayor facilidad al momento de querer aplicar una fuerza o mover algo y actúan como punto de apoyo para la cuerda que transmite la fuerza entre resistencia y esfuerzo.

Tipos de poleas:

• Polea simple fija

Se caracteriza por no producir una mecánica la fuerza que debe aplicarse es la misma que se habría requerido para levantar el objeto sin la polea. La mayor ventaja de esta es que permite aplicar la fuerza en una dirección más conveniente.

• Polea móvil

Este si produce una ventaja mecánica, reduce la fuerza necesaria para levantar las cargas a la mitad, para que esto ocurra la cuerda de la que se tira, debe medir el doble de la distancia que se desea hacer subir la carga.

• Polea compuesta

Estas se caracterizan por estar compuesta por varias poleas con el fin de obtener una gran ventaja mecánica

PLANO INCLINADO

Son superficies diagonales sobre las cuales los objetos pueden estar en reposo, deslizarse o rodar hacia arriba o hacia abajo. Los planos inclinados son útiles ya que pueden reducir la cantidad de fuerza requerida para mover un objeto verticalmente. El plano inclinado (también conocido como rampa o pendiente) 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. Las resbaladillas de los parques, los caminos empinados y las rampas de los camiones de carga son todos ejemplos de planos inclinados. Las pendientes o los planos inclinados son superficies diagonales sobre las cuales los objetos pueden estar en reposo, deslizarse o rodar hacia arriba o hacia abajo.

ENGRANAJE O PIÑÓN

Los engranajes son una parte giratoria de una máquina con dientes que pueden encajarse en otro engranaje. El diseño de los engranajes les permite transmitir el par motor, o la fuerza que causa la rotación.

Los engranajes son mecanismos que transmiten potencia mecánica de un componente a otro y están compuestos por dos ruedas dentadas que se ponen en movimiento si se transmite un esfuerzo de torsión. Los dispositivos con engranajes pueden cambiar el par, la velocidad y la dirección de la fuente de energía. Existen cinco tipos de engranajes básicos clasificados en función de su diseño: rectos, helicoidales, cónicos, de tornillo e hipoide. Así la orientación del eje, la eficiencia, la velocidad y el par es lo que determina qué tipo es el que se debe utilizar para una u otra aplicación.

CREMALLERA

Es un dispositivo mecánico que junto con un piñón, transforma el movimiento circular de rotación en un movimiento rectilíneo, o a la inversa. El piñón es el engranaje circular del mecanismo y se acopla con el otro engranaje, que es la cremallera. La variedad de cremalleras se reduce a tres tipos: mecánica, hidráulica y eléctrica. La primera es la menos frecuente por carecer el volante de una asistencia que facilite la maniobra. En el caso de la hidráulica, esta se divide a su vez, en la de tipo servo motora o la que funciona con un mecanismo de poleas. La asistencia que ofrece al volante se produce porque la cremallera actúa como un pistón hidráulico. La cremallera de tipo eléctrica produce mayor comodidad en las maniobras para aparcar el coche. En este sentido, juega con la velocidad y ajusta su dureza para emplear menos esfuerzo por parte del conductor.

LEVA

Una leva está sujeto a un eje por un punto que no es su centro geométrico, sino un alzado de centro. En la mayoría de los casos es de forma ovoide. El giro del eje hace que el perfil o contorno de la leva toque, mueva, empuje o conecte con una pieza conocida como seguidor. Las levas se usan comúnmente en motores para regular la apertura y cierre de válvulas. El documento describe tres tipos de levas y seguidores mecánicos. Las levas pueden ser de disco o tambor, y determinan el movimiento del seguidor. Existen varios tipos de levas como de disco, cilíndricas y de traslación.

BIELA

Es el elemento que une la rueda con la barra, es decir, que transforma el movimiento circular en el movimiento de traslación. Es aquella pieza que conecta el cigüeñal con el pistón con el fin de transmitirle movimiento similar al que hacemos al pedalear una bicicleta. Esta pieza ha de soportar grandes fuerzas de tracción y compresión. Su principal función es convertir el movimiento alternativo del pistón en un movimiento circular del cigüeñal. Cuando el pistón se mueve hacia abajo durante la carrera de admisión y escape, la biela lo sigue, transmitiendo así el movimiento al cigüeñal. Puede tener varias formas según su tipo, siendo de H (en motores de alto rendimiento), de cruz (comúnmente) o de I (en motores convencionales). El componente del automóvil conocido como biela tiene forma de barra o brazo y cuenta con articulaciones en sus extremos. Es, por lo tanto, una pieza móvil que va instalada uniendo el cigüeñal y el pistón. Al igual que el árbol de levas, esta pieza es básica para el funcionamiento del motor.

MANIVELA

Es una barra que puede girar y que está unida a un eje. Cuando se gira la manivela, el eje gira también. La manivela es, por tanto, un operador que sirve para hacer girar un eje con menos esfuerzo. Al girar la rueda, la manivela transmite un movimiento circular a la biela que experimenta un movimiento de vaivén. Este sistema también funciona a la inversa, es decir, transforma un movimiento rectilíneo alternativo de vaivén en un movimiento de rotación. Existen dos tipos fundamentalmente de manivelas. Por un lado, se encuentran las llamadas de pie impulsado, como pueden ser las que tienen las máquinas de coser de pedal. Por otro lado, están las conocidas como de propulsión.