¿QUÉ SON OPERADORES MECÁNICOS?
Los
operadores mecánicos convierten la fuerza y el movimiento. El conjunto
de varios operadores se denomina mecanismo. Una máquina es un conjunto
de varios mecanismos interrelacionados. Estos operadores sirven para
transmitir el movimiento desde el lugar en que se produce hasta la pieza
que se desea mover.
Se
caracterizan por presentar elementos o piezas sólidos, con el objeto de
realizar movimientos por acción o efecto de una fuerza.
¿QUÉ SON MÁQUINAS SIMPLES?
Son aquellas que realizan su trabajo en un solo paso. Ejemplo: cuchillo, polea, rodillo, hacha, tijeras, machete, martillo, etc.
¿QUÉ SON MÁQUINAS COMPLEJAS?
Son
máquinas que están conformadas por dos o más maquinas simples. Cuando
no es posible resolver un problema técnico en una sola etapa hay que
recurrir al empleo de una máquina compuesta. Estas máquinas son, en
realidad, una sabia combinación de diversas máquinas simples, de forma
que la salida de cada una de ellas se aplica directamente a la entrada
de la siguiente hasta conseguir cubrir todas las etapas necesarias, o el
efecto deseado.
La
práctica totalidad de las máquinas empleadas en la actualidad son
compuestas, y ejemplos de ellas pueden ser: polipasto, motor explosión
interna (diesel o gasolina), impresora de ordenador, bicicleta,
cerradura, candado, video, etc.). 
1- Una bicicleta es una máquina compuesta formada sólo por componentes mecánicos que utiliza como energía la fuerza humana.
Las
piezas de una bicicleta trasmiten el movimiento de unas a otras para
avanzar en cualquier dirección y frenar. Podemos identificar en ella
distintas máquinas simples y elementos de transmisión:
- El manillar: Es una palanca que permite cambiar la orientación de la rueda delantera. Así podemos modificar la dirección en la que se desplaza la bicicleta.
- Las manetas de los frenos: Están en las empuñaduras del manillar. También son palancas. De ellas salen los cables de frenos que transmiten el movimiento a las pinzas de los frenos.
- Los frenos: Son palancas que presionan unas piezas de goma, las zapatas, que frenan el movimiento de la rueda.
- Los pedales: Son manivelas que giran una rueda dentada, el plato, que mediante un engranaje, mueve la cadena. Se mueven gracias a nuestros pies, que hacen fuerza sobre ellos .mediante otro engranaje hasta otra rueda dentada, el piñón, que mueve la rueda trasera.
- La cadena: Transmite su movimiento mediante otro engranaje hasta otra rueda dentada, el piñón, que mueve la rueda trasera.
CLASIFICACIÓN DE MÁQUINAS SIMPLES
- Palanca
- Plano inclinado
- Cuña
- Rueda
- Mecanismo de manivela
- Polea
- Tuerca husillo
La palanca es un sistema de transmisión lineal que consiste en una barra rígida que gira en torno a un punto de apoyo o articulación. en un punto de la barra se aplica una fuerza F (también llamada potencia) con el fin de vencer una resistencia R.
Podemos
encontrar palancas allá donde miremos y siempre han estado entre
nosotros desde que el ser humano tiene conciencia. Así, un simple
palillo de dientes se puede considerar una palanca, al igual que una
cuchara. En principio, el objetivo de la palanca es el de reducir el
esfuerzo que una persona o máquina debe hacer para cumplir con un
objetivo, aunque no todas las palancas nos ayudan a reducir tal
esfuerzo.
Basándonos en la definición de palanca, podemos distinguir los siguientes elementos en la misma:
Palanca de primer grado:
El punto de apoyo se encuentra entre la resistencia y la potencia.
Ejemplos
- Martillo sacando un clavo
- Tijeras
- Balancín
- Balanzas (de dos platos y romana)
- Alicates
- Freno de la bicicleta: las manetas y la mayoría de los frenos
- La pala, cuando saca la palada de la tierra funciona como palanca de primer genero (punto de apoyo en el medio).
Palanca de segundo grado:
El punto de apoyo se encuentra en un extremo, la potencia en el extremo opuesto y la resistencia entre ambas.
Ejemplos
- Los frenos de bicicleta en V
- Cascanueces
- Guillotina para papel
- Bomba manual para sacar agua
- Gatillo de los extintores
- Abridor de botellas
- Algunos pedales
Palanca de tercer grado:
El punto de apoyo está en un extremo, la resistencia está en el extremo opuesto y es la potencia la que se sitúa en medio.
Ejemplos
- Caña de pescar
- Pinza de cejas
- En el cuerpo humano, el conjunto codo - bíceps braquial - antebrazo, y la articulación temporomandibular.
PLANO INCLINADO
El 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, ejemplo las rampas y el hacha. Tiene la ventaja de necesitarse una fuerza menor que la que se emplea si levantamos dicho cuerpo verticalmente, aunque a costa de aumentar la distancia recorrida y vencer la fuerza de rozamiento.
LA RUEDA
La rueda es una pieza mecánica circular que gira alrededor de un eje. Puede ser considerada una máquina simple, y forma parte del conjunto denominado elementos de máquinas. Es uno de los inventos fundamentales en la Historia de la humanidad, por su gran utilidad en la elaboración de alfarería, en el transporte terrestre, y como componente fundamental de diversas máquinas. El conocimiento de su origen se pierde en el tiempo, y sus múltiples usos han sido esenciales en el desarrollo del progreso humano.
LA CUÑA
BIELA-MANIVELA
Este mecanismo transforma el movimiento circular en movimiento rectilíneo alternativo. El sistema está constituido por un elemento giratorio denominado manivela, conectado a una barra rígida llamada biela, de modo que cuando gira la manivela, la biela está forzada a avanzar y retroceder sucesivamente. Es un sistema reversible, lo que quiere decir que también puede funcionar para convertir un movimiento lineal alternativo en otro de giro, como en el caso de un pistón dentro del cilindro en el motor de un automóvil, donde la manivela se ve obligada a girar.
Mecanismo constituido por un tornillo (también llamado husillo) y una tuerca. Su funcionamiento se basa en que si se mantiene fija la tuerca, el movimiento giratorio del tornillo produce el desplazamiento longitudinal del tornillo y viceversa.
Mediante este sistema se consigue convertir el movimiento circular del tornillo en movimiento rectilíneo de la tuerca.
El movimiento circular no tiene por qué ser suministrado por un motor, sino que se puede producir manualmente mediante una manivela como sucede en el tornillo de banco, o en la tajadera del cauce de un riego o en un gato a manivela.
POLEA
Una polea, es una máquina simple que sirve para transmitir una fuerza. Se trata de una rueda, generalmente maciza y acanalada en su borde, que, con el curso de una cuerda o cable que se hace pasar por el canal ("garganta"), se usa como elemento de transmisión para cambiar la dirección del movimiento en máquinas y mecanismos. Además, formando conjuntos aparejos o polipastos sirve para reducir la magnitud de la fuerza necesaria para mover un peso.
Una polea, es una máquina simple que sirve para transmitir una fuerza. Se trata de una rueda, generalmente maciza y acanalada en su borde, que, con el curso de una cuerda o cable que se hace pasar por el canal ("garganta"), se usa como elemento de transmisión para cambiar la dirección del movimiento en máquinas y mecanismos. Además, formando conjuntos aparejos o polipastos sirve para reducir la magnitud de la fuerza necesaria para mover un peso.Tipos de poleas:
Video de poleas y engranajesENGRANEJES
Los engranajes están formados por dos ruedas dentadas, de las cuales la mayor se denomina corona' y la menor 'piñón'. Un engranaje sirve para transmitir movimiento circular
mediante contacto de ruedas dentadas. Una de las aplicaciones más
importantes de los engranajes es la transmisión del movimiento desde el eje de una fuente de energía, hasta otro eje situado a cierta distancia y que ha de realizar un trabajo.
Tipos de engranajes:
- Ejes que son paralelos - Engranajes helicoidales sencillos
- Engranajes de doble helicoide
- Engranajes cilíndricos
- Cónicos de dientes rectos
- Cónicos de dientes helicoidales
- De tornillo sinfín
- Hipoide