CONOCIMIENTO TÉCNOLÓGICOS APLICADOS
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PALANCA:
La palanca es una máquina simple que simple que tiene como función transmitir una fuerza. Está compuesta por una barra rígida que puede girar libremente alrededor de un punto de apoyo llamado fulcro. Puede Pued e utiliz utilizarse arse para amplificar amplificar la fuerza mecánica que mecánica que se aplica a un objeto, para incrementar su velocidad o la distancia recorrida, en respuesta a la aplicación de una fuerza.
Ejem Ejempl plo o de pala palanc nca a una una masa masa se equilibra con otra veinte veces menor, si la situamos a una distancia del fulcro veinte veces mayor.
Tipos de palanca:
Las palancas se dividen en tres g!neros, tambi!n llamados órdenes o clases, 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. En la palanca de segunda clase, la resistencia se encu encuen entra tra entre entre la potencia y el fulcro. $e caracteriza en que la potencia es siem siempr pre e meno menorr que que la resi resist sten enci cia, a, aunq aunque ue a cost costa a de dism dismin inui uirr la velo veloci cida dad d transmitida y la distancia recorrida por la resistencia. Ejemplos de este tipo de palanca son la carretilla carretilla,, los remos remos y y el cascanueces cascanueces..
El punto de apoyo de los remos se encuentra en el agua.
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a) Palanca d !"#$"a cla%.& En la !alanca d !"#$"a cla%' l (lc"* % ncn+"a %#+ad* n+" la !*+nc#a , la "%#%+nc#a. S ca"ac+"#-a n la !*+nc#a !d %" $n*" la "%#%+nc#a' an a c*%+a d d#%$#n#" la l*c#dad +"an%$#+#da , la d#%+anc#a "c*""#da !*" la "%#%+nc#a' !a"a %+* %cda' d! 0a d %" $a,*" d".
%uando lo que se requiere es ampliar la velocidad transmitida a un objeto, o la distancia recorrida por !ste, se &a de situar el fulcro más pró'imo a la potencia, de manera que dp sea menor que dr . Ejemplos de este tipo de palanca son el balancín, las tijeras, las tenazas, los alicates o la catapulta "para ampliar la velocidad#. En el cuerpo &umano se encuentran varios ejemplos de palancas de primer g!nero, como el conjunto tríceps braquial ( codo ( antebrazo. ) Palanca d %2nda cla%.&
c) Palanca d +"c"a cla%.& En la !alanca d +"c"a cla%' la !*+nc#a % ncn+"a n+" la "%#%+nc#a , l (lc"*. S ca"ac+"#-a n la ("-a a!l#cada % $a,*" la *+n#da4 , % la +#l#-a cand* l* % "#" % a$!l#a" la l*c#dad +"an%$#+#da a n *+* * la d#%+anc#a "c*""#da !*" 6l. E$!l*% d %+ +#!* d !alanca %*n l #+a 2"a!a% , la !#n-a d ca%4 , n l c"!* 0$an*' l c*nn+* c*d* & 7c!% "a#al & an+"a-*' , la a"+#clac#8n +$!*"*$and#la" .
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Notaciones:
Fórmula:
Ejemplo: a) En una palanca se tiene ) *+*-, )+*/-, r *+*,0m. %alcular r , 1* y 1.
b) El brazo de fuerza de */2mm de longitud de una tenaza está apretado con *3-
de fuerza manual. %alcule para el brazo de resistencia de 3mm la fuerza de corte en -.
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Ejercicios: 01).- %ompletar los valores que faltan
02).- )*+-, r *+*mm, )+*3-4 calcular r e i de la palanca unilateral.
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VENTAJA MECÁNCA: La ventaja mecánica de un mecanismo o una transmisión se define como el cociente entre la fuerza o momento disponible en el punto o eslabón de salida y la fuerza o momento que es necesario aplicar en la entrada. 5epresenta la multiplicación de esfuerzo conseguida por ese mecanismo o transmisión. El ejemplo más simple es el de una palanca, como la de la figura, en la que se aplica una fuerza )e de entrada para conseguir una fuerza ) s de salida. En este caso la ventaja mecánica se define como
En una transmisión por fricción o engranajes entre dos ruedas giratorias la ventaja mecánica, definida a partir de los momentos en los ejes de salida y entrada sería
En estos dos casos la ventaja mecánica sería un parámetro adimensional. $i uno de los dos esfuerzos de entrada y6o salida es lineal "fuerza# y el otro circular "momento#, la ventaja mecánica se define de forma similar aunque en este caso sí que tendría unidades. La ventaja mecánica en una transmisión es un parámetro directamente relacionado con la relación de transmisión "i # y con el rendimiento " #. En un sistema ideal, sin resistencias pasivas, toda la potencia de entrada está disponible a la salida y por tanto, para el caso de entrada y salida giratorias
En el caso de un sistema con rendimiento.
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VEL!C"A" "E C!#TE: $e define como velocidad de corte la velocidad lineal de la periferia de la broca u otra &erramienta que se utilice en la taladradora " Escariador , mac&o de roscar , etc#. La velocidad de corte, que se e'presa en metros por minuto "m6min#, tiene que ser elegida antes de iniciar el mecanizado y su valor adecuado depende de muc&os factores, especialmente de la calidad y tipo de broca que se utilice, de la dureza y la maquinabilidad que tenga el material que se mecanice y de la velocidad de avance empleada. Las limitaciones principales de la máquina son su gama de velocidades, la potencia de los motores y de la rigidez de la fijación de la pieza y de la &erramienta. Fórmulas: 1.- Sistema métrico: Vc =π ∗d ∗n
"m6min#
1000
2.- Sistema inglés: Vc =π ∗d ∗n
"pies6min#
12 Notaciones: Vc d n
7elocidad de corte 8iámetro de la broca en mm y6o pulgadas. -9mero de revoluciones.
Ejemlo:
a) :%on qu! velocidad de corte trabaja una broca espiral de /mm de diámetro que
ejecuta *0rpm;
Ejercicios: 01).- :%uál es la velocidad de corte de una broca de *0mm de diámetro que gira a < vueltas por minuto;
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02).- :%uál es la velocidad de corte para una broca de /6*2= de diámetro que gira a
0/ vueltas por minuto;
0!).- %alcular el n9mero de revoluciones para taladrar una planc&a de latón con una broca de *mm de diámetro y una V c de 2m6min.
0").- %alcular el n9mero de revoluciones para taladrar una planc&a de acero con una broca de *6*2= de diámetro y una V c de *>pies6min.
0#).- ?na broca de @60= de diámetro gira a una velocidad de corte de pies6min.
%alcular el n9mero de revoluciones por minuto con que gira.
0$).- %alcular la velocidad de corte de una broca de */6@= de diámetro y que gira a
0/ revoluciones por minuto.
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0%).- :%uántas revoluciones por minuto tiene que dar una broca de *0mm de
diámetro para que lleve una velocidad de corte de @m6min.
0&).- :%uántas revoluciones por minuto debe llevar una broca de acero rápido de *mm para taladrar fundición V c de */m6min y m6min;
0').- %alcular seg9n el dibujo
10).- %alcular seg9n el dibujo
11).- %alcular seg9n el dibujo
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$ECC%N "E V#&TA: La relación que e'iste entre el avance por diente de la fresa " f z # y la profundidad de pasada " p# constituye la sección de la viruta. La sección de viruta guarda tambi!n relación con el tipo de fresado que se realice, la sección de viruta es igual a El espesor de la viruta corresponde al avance por diente de la fresa. El control de la sección y del espesor de la viruta son factores importantes a la &ora de determinar el proceso de mecanizado. %uanto menor sea el espesor de la viruta en el momento del arranque, la carga del filo será menor y esto permitirá aplicar mayores velocidades de avance por diente sin daAar al mismo, teniendo que reducir la profundidad de corte debido a los menores ángulos de posicionamiento de los filos. El poder controlar la sección de viruta depende principalmente de varios factores como la potencia de la máquina, la fijación o el sistema de amarre de la pieza, la sección del mango de la &erramienta así como de la sujeción de las plaquitas y la geometría de las mismas. El aumento de la sección y espesor de viruta, entre otras variables, implica un aumento de la potencia necesaria para que se realice el arranque de material.
En l ("%ad* +an2nc#al' l *l$n d #"+a a""ancad* !*" $#n+* % >!"%a cn+7$+"*% c?#c*% !*" $#n+* , % *+#n d la %#2#n+ (8"$la@ Volumen de viruta arrancado.-
8onde Q es el volumen de viruta arrancado por minuto, Ac es el anc&o del corte, p es la profundidad de pasada, y f es la velocidad de avance. Este dato es importante
para determinar la potencia necesaria de la máquina y la vida 9til de las &erramientas. Pa"a !*d" calcla" l +#$!* d $can#-ad* n na ("%ad*"a 0a, +n" n cn+a la l*n2#+d d a!"*>#$ac#8n , %al#da d la ("%a d la !#-a % $can#-a. E%+a l*n2#+d d!nd dl +#!* d ("%ad*. P*" $!l*' n l !lanad* la l*n2#+d d a!"*>#$ac#8n c*#nc#d c*n la $#+ad dl d#B$+"* d la 0""a$#n+a4 n l ("%ad* d "an"a% % d#("n+ , d!nd la !"*(nd#dad d la "an"a , dl d#B$+"* d la ("%a4 , n l ("%ad* !*" c*n+*"nad* #n+"#*" * >+"#*" la% l*n2#+d% d $can#-ad* d!ndn dl d#B$+"* d la ("%a , d la 2*$+"7a d la %!"(#c# c*n+*"nada. El tiempo de mecanizado puede calcularse a partir de la siguiente ecuación. Tiempo de mecanizado.-
4 8onde T m es el tiempo de mecanizado y f es la velocidad de avance.
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F"-a %!c7(#ca d c*"+@
Fresado en oposición'
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Fresado en concordancia'
La fuerza de corte es un parámetro a tener en cuenta para evitar roturas y deformaciones en la &erramienta y en la pieza y para poder calcular la potencia necesaria para efectuar un determinado mecanizado. Este parámetro está en función del avance de fresado, de la velocidad de corte, de la maquinabilidad del material, de la dureza del material, de las características de la &erramienta y del espesor medio de la viruta. Bodos estos factores se engloban en un coeficiente denominado fuerza específica de corte " k c# , que se e'presa en -6mmC. D
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L!N(T&" "E C#C&NFE#ENCA: )'* Circunferencia'*
Fórmula:
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U = π ∗d
( + Perímetro6circunferencia d + 8iámetro
+'* Lon,itud de arco'*
Fórmula: L= π ∗ d∗¿
-
./01
+ Longitud de arco. d + 8iámetro.
- + ngulo central.
Ejemplo: a2 En el dibujo se tienen las siguientes medidas d+*mm y -+ @F. :%uál es la longitud del arco correspondiente l G;
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L!N(T&"E$ "!3LA"A$: 4Fi5ra neutra2:
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1.- ongitud doblada '* Gl doblar materiales se dilatan las fibras del lado e'terior del
material y as del lado interior se recalcan. La longitud doblada se calcula por medio de una fibra que corresponde en su longitud a la línea de gravedad.
Fórmula: ld = π ∗dm
Ld dm
Longitud doblada. 8iámetro medio.
2.- *nillo cerrado.-
8iámetro medio 8iámetro medio
+ +
diámetro e'terior H pared. diámetro interior I pared.
!.- Segmento de anillo.-
Fórmula: L= π ∗ dm∗¿
-
./01 Ejemplo: a2 Jay que fabricar con un acero cuadrado de @'@mm un anillo de mm de diámetro interior. :Ku! longitud de barra en mm se necesita;
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C#C&NFE#ENCA: Partes'
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