28/08/2013
Unitat 10. MĂ quines simples i elements de mĂ quines
1
10.1 SISTEMES MECÀNICS. ESTÀTICA DE MÀQUINES Els sistemes mecànics estan formats per les màquines i els mecanismes i comprenen tots els conjunts organitzats d’elements mecànics (barres, guies, rodaments, etc.) entre els quals intervenen forces i moviments. L’estudi dels sistemes mecànics representa un dels capítols més interessants de la tecnologia i que més aplicacions ha generat.
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
2
10.1 SISTEMES MECÀNICS. ESTÀTICA DE MÀQUINES A l’hora de dissenyar o analitzar una màquina, cal partir de les lleis de la mecànica, l’aplicació de les quals permet determinar les forces i els moviments que intervindran. La mecànica compren tres grans apartats: • Estàtica: s’analitzen aspectes relatius a l'equilibri de les forces que hi actuen. • Cinemàtica: s’analitzen les forces a que està sotmesa la màquina. • Dinàmica: s’analitzen els moviments a que està sotmesa la màquina. L’estàtica és la part de la mecànica que estudia l’equilibri dels cossos en estat de repòs, és a dir, en absència de moviment. Per tant, s’ocupa del disseny i càlcul de les estructures de suport tant en màquines com en edificis i construccions. També permet determinar les forces que es generen en les barres i peces mòbils d’una màquina o un mecanisme com a conseqüència de les forces que s’hi apliquen. Dins l’estàtica es poden distingir dues parts: l’equilibri del punt material i
l’equilibri del sòlid rígid. 28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
3
10.1 SISTEMES MECÀNICS. ESTÀTICA DE MÀQUINES
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
4
SISTEMES MECÀNICS. ESTÀTICA DE MÀQUINES
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
5
10.1 SISTEMES MECÀNICS. ESTÀTICA DE MÀQUINES
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
6
10.1 SISTEMES MECÀNICS. ESTÀTICA DE MÀQUINES
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
7
10.1 SISTEMES MECÀNICS. ESTÀTICA DE MÀQUINES
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
8
10.1 SISTEMES MECÀNICS. ESTÀTICA DE MÀQUINES
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
9
10.1 SISTEMES MECÀNICS. ESTÀTICA DE MÀQUINES
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
10
10.1 SISTEMES MECÀNICS. ESTÀTICA DE MÀQUINES
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
11
10.2 MÀQUINES SIMPLES
MÀQUINES SIMPLES
PALANCA
RODA
TORN
TERNAL
PLA INCLINAT
CARGOL
TORN DIFERENCIAL
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
12
10.2 MÀQUINES SIMPLES •
Màquina estàtica que serveix per a equilibrar una força (resistència) amb una altra (potència) a través d’un element mecànic amb un punt fix (anomenat punt de suport).
•
Amb les màquines simples es busca sobretot una acció amplificadora de forces.
•
El treball que fem sobre una màquina simple s’anomena treball motriu (Wm), i el que fan les càrregues a contrarestar, treball resistent (Wr).
•
Alguns exemples de màquines simples són:
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
13
10.2 MÀQUINES SIMPLES •
Si el rendiment de la màquina és del 100%, el treball o energia que rep la màquina (Wmotriu) és el mateix que el que subministra (Wresistent).
si η = 100 % → Wm =Wr •
Alhora de resoldre, sovint aplicarem les condicions d’equilibri estàtic:
“La suma dels moments originats per les forces que actuen a la màquina ha de ser nul·la”.
∑ MO = 0
•
M > 0 gir antihorari M ‹ 0 gir horari
Sabent que el moment (MO) d’una força (F) respecte d’un punt (O) es defineix com el producte de la força per la distància mínima (d) de la seva línia d’acció al punt.
MO = F ⋅ d
28/08/2013
[N·m]
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
14
10.2 MÀQUINES SIMPLES
MÀQUINES SIMPLES
PALANCA
RODA
TORN
TERNAL
PLA INCLINAT
CARGOL
TORN DIFERENCIAL
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
15
10.2 MÀQUINES SIMPLES LA PALANCA •
Consisteix en una barra rígida que es recolza sobre un punt de suport o fulcre.
•
Perquè hi hagi equilibri, la suma de moments respecte el punt de suport ha de ser igual a zero:
∑ MO = 0
M > 0 gir antihorari M ‹ 0 gir horari
per tant:
F ⋅ d1 − R ⋅ d 2 = 0
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
16
10.2 MÀQUINES SIMPLES LA PALANCA •
A continuació podem veure un exemple resolt d’aplicació de palanques:
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
17
10.2 MÀQUINES SIMPLES LA RODA MÀQUINES SIMPLES
PALANCA
RODA
TORN
TERNAL
PLA INCLINAT
CARGOL
TORN DIFERENCIAL
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
18
10.2 MÀQUINES SIMPLES LA RODA
•
La seva principal aplicació consisteix en el desplaçament de càrregues de transport.
•
Quan una càrrega es desplaçada sobre un vehicle de rodes la fricció es converteix en rodolament. Aquest rodolament es produeix perquè la roda o la superfície, o les dos, es deformen com a conseqüència del pes de la roda (que exerceix força contra la superfície). •
Al aplicar una força (F) a l’eix de la roda suficient per vèncer el rodolament, la roda comença a girar i la normal (N) es desplaça una distància δ anomenada coeficient de rodolament. Si prenem moments sobre el punt O:
F=
Gr ⋅ δ Rr
[N]
on δ = coeficient de rodolament [2,5·10-4 - 0,125 m] F = força aplicada al centre de la roda [N] N o Pr = normal o pes de la roda [N] Rr = radi de la roda [m] 28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
19
•
LA RODA
10.2 MÀQUINES SIMPLES
A continuació podem veure un exemple resolt d’aplicació de palanques:
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
20
10.2 MÀQUINES SIMPLES EL TORN MÀQUINES SIMPLES
PALANCA
RODA
TORN
TERNAL
PLA INCLINAT
CARGOL
TORN DIFERENCIAL
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
21
10.2 MÀQUINES SIMPLES EL TORN
•
La seva principal aplicació consisteix en l’elevació de càrregues.
•
Consta d’un cilindre horitzontal recolzat en els seus extrems per dos coixinets. Dels extrems del cilindre surten dues barres en forma de maneta que permeten fer girar el cilindre, i que és on s’enrotlla la corda o cable en què se suspèn la càrrega.
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
22
•
10.2 MÀQUINES SIMPLES EL TORN
Per tal de calcular la força (F) que caldrà aplicar sobre una de les manetes per tal d’aixecar una determinada càrrega (Q), suposada una situació d’equilibri, prendrem moments respecte d’un dels punts de suport(O).
F ⋅ r1 − R ⋅ r2 = 0
R ⋅ r2 F = r1
[N]
on F = força que cal aplicar [N] R = càrrega [N] r1 = longitud de la maneta [m] r2 = radi del cilindre [m]
•
Si es fa força a les dues manetes, al mateix temps, caldrà considerar que F val el doble. 28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
23
10.2 MÀQUINES SIMPLES EL TORN DIFERENCIAL MÀQUINES SIMPLES
PALANCA
RODA
TORN
TERNAL
PLA INCLINAT
CARGOL
TORN DIFERENCIAL
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
24
•
10.2 MÀQUINES SIMPLES EL TORN DIFERENCIAL
És una variant del torn normal, que consta de dos cilindres concèntrics de diferent diàmetre, de manera que quan es pretén elevar un pes el cilindre de més diàmetre enrotlla el cable i el de menys diàmetre el desenrotlla.
La diferència entre els dos diàmetres fa que sigui superior la quantitat de cable enrotllat que el desenrotllat, per tant la càrrega s’eleva lentament. A més a més, tenint en compte que la càrrega està unida a una politja mòbil, la càrrega s’eleva cada volta la meitat de la diferència entre el cable enrotllat i el desenrotllat. 28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
25
•
10.2 MÀQUINES SIMPLES EL TORN DIFERENCIAL
En aquest cas per calcular la força (F) que cal fer, igualarem el treball matriu (Wm) al treball resistent (Wr) (suposant un rendiment del 100%). Wm =Wr
F ⋅ 2π ⋅ d = R ⋅
(r1 − r2 )
F=
2
R ⋅ (r1 − r2 ) 2⋅d
[N]
Si tenim en compte que el rendiment (η) no és del 100%, llavors:
Wm = Wr ⋅ η
•
F=
R ⋅ (r1 − r2 ) 2 ⋅ d⋅η
[N]
D’aquestes expressions podem deduir que, com més petita sigui la diferència entre els diàmetres dels dos cilindres mes poder multiplicador s’obté de la força aplicada, però més lentament pujarà aquesta càrrega. 28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
26
10.2 MÀQUINES SIMPLES EL TORN DIFERENCIAL •
També podem fer la mateixa deducció a partir de:
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
27
10.2 MÀQUINES SIMPLES EL TORN DIFERENCIAL •
A continuació podem veure resolt un exemple d’aplicació d’un torn diferencial:
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
28
10.2 MÀQUINES SIMPLES EL TERNAL (o politja diferencial) MÀQUINES SIMPLES
PALANCA
RODA
TORN
TERNAL
PLA INCLINAT
CARGOL
TORN DIFERENCIAL
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
29
•
10.2 MÀQUINES SIMPLES EL TERNAL (o politja diferencial)
Es basa en tres politges: dues e concèntriques, de diferent diàmetre i fixades al mateix eix, i una de mòbil (on hi penjarem la càrrega). El seu funcionament és molt similar al d’un torn diferencial, al estirar de la corda (o cable) la longitud de corda enrotllada per la politja de més diàmetre és superior a la desenrotllada per la politja de menys diàmetre, amb la qual cosa s’aconsegueix elevar la càrrega que penja de la politja mòbil. La força (F) que cal aplicar per contrarestar una determinada càrrega (R) està donada per l’expressió:
Wm =Wr ⋅ η
28/08/2013
F =
R ⋅ (r1 − r2 ) 2 ⋅ r1 ⋅ η
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
[N]
30
10.2 MÀQUINES SIMPLES EL PLA INCLINAT MÀQUINES SIMPLES
PALANCA
RODA
TORN
TERNAL
PLA INCLINAT
CARGOL
TORN DIFERENCIAL
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
31
•
10.2 MÀQUINES SIMPLES EL PLA INCLINAT
En aquest cas la força (F) que cal aplicar per remuntar una càrrega per un pendent, també la calcularem igualant el treball matriu (Wm) al treball resistent (Wr) (suposant un rendiment del 100%).
Wm =Wr F ⋅L = R ⋅h
•
F =
R ⋅h L
[N]
Si existeix fricció, llavors al treball resistent cal sumar-li el treball que originen les forces de fricció.
F ⋅ L = R ⋅ h + Ff ⋅ L Ff = µ ⋅ N = µ ⋅ R ⋅ cosα 28/08/2013
F =
R ⋅ (h + µ ⋅ L ⋅ cosα ) L
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
[N]
32
10.2 MÀQUINES SIMPLES EL PLA INCLINAT •
O també podem calcular-ho:
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
33
•
10.2 MÀQUINES SIMPLES EL PLA INCLINAT
A continuació podem veure un exemple resolt d’aplicació d’un pla inclinat:
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
34
10.2 MÀQUINES SIMPLES EL CARGOL MÀQUINES SIMPLES
PALANCA
RODA
TORN
TERNAL
PLA INCLINAT
CARGOL
TORN DIFERENCIAL
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
35
•
10.2 MÀQUINES SIMPLES EL CARGOL
Resulta una de les aplicacions més importants del pla inclinat. Una rosca o cargol no és res més que un pla inclinat que remunta una superfície
cilíndrica.
•
Quan s’efectua una volta sencera del cargol sobre la femella, o a l’inrevés, existeix un desplaçament d’un sobre l’altre igual al pas de la rosca, si aquesta és d’un sol filet, i el doble o el triple si és de dos o tres filets. Ex:
Un cargol amb un pas de rosca de 2 mm i un filet avançarà 2 mm per cada volta que doni el cargol respecte de la femella. En canvi si té 2 filets cada volta avançarà 4 mm.
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
36
10.2 MÀQUINES SIMPLES EL CARGOL •
En aquest cas ens interessa calcular la força (R) que podem vèncer al aplicar una determinada força (F) per tal de cargolar un cargol. Per fer-ho igualarem el treball matriu (Wm) al treball resistent (Wr) (suposant un rendiment del 100%).
Wm =Wr F ⋅ 2π ⋅ r = R ⋅ a R=
F ⋅ r ⋅ 2π a
F ⋅r = M
R=
2 ⋅ M ⋅π a
[N]
on R = resistència que podem vèncer [N] M = moment de la força (F) aplicada [N] a = avanç (pot no coincidir amb pas) [m] 28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
37
10.2 MÀQUINES SIMPLES EL CARGOL
•
Ara bé, quan parlem de cargols cal tenir en compte la elevada fricció existent entre el cargol i la femella, per tant es fa indispensable la introducció del rendiment (η), per tant l’expressió anterior quedarà així:
El rendiment per una rosca quadrada el calcularem a partir de l’expressió:
Wm =Wr ⋅ η
R=
2 ⋅ M ⋅π ⋅η a
28/08/2013
[N]
η =
tg α
tg (α + ϕ )
tgα =
a 2π ⋅ rc
tgϕ = µ
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
38
•
10.2 MÀQUINES SIMPLES EL CARGOL
A continuació podem veure un exemple resolt d’aplicació d’un cargol:
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
39
10.3 ELEMENTS DE MÀQUINES UNIONS FIXES I UNIONS DESMUNTABLES • Les unions es poden classificar segons siguin fixes o desmuntables: Soldadures Unions fixes Rebladures Unions Cargolades Unions desmuntables Unions d’elements de màquines: clavetes, passadors, coixinets,... • Les unions fixes normalment s’utilitzen quan la unió ha d’aguantar esforços mecànics importants i no es necessari el seu desmuntatge. • Les unions desmuntables s’utilitzen quan els elements que van units s’han de poder desmuntar amb facilitat. 28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
40
10.3 ELEMENTS DE MÀQUINES LA REBLADA Quan s’han d’unir peces planes de poc gruix que no admeten la soldadura o peces en les quals les soldadures podrien provocar tensions internes en el material i deformar-lo, ens queda el recurs d’utilitzar la reblada. L’element que es fa servir és el rebló, el qual està proveït d’una cabota en un dels seus extrems i s’introdueix en uns forats fets prèviament en les peces a unir, de tal manera que, una vegada sobreposades, els forats coincideixin. La part que surt del rebló s’ha de picar fins a formar la mateixa cabota de l’altre extrem. El fet de picar la part de rebló que sobresurt de les peces a unir fa que el material ompli tot el forat de les peces, la qual cosa dóna com a resultat una compressió entre les dues peces que impossibilita el seu moviment. 28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
41
10.3 ELEMENTS DE MÀQUINES LA REBLADA
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
42
10.3 ELEMENTS DE MÀQUINES LA REBLADA
El procediment de reblar es pot fer automàticament. Per això s’utilitza un rebló especial que porta un eix en el seu interior amb l’extrem embotit i que, per via mecànica o hidràulica, és estirat endarrere perquè el seu extrem emboteixi el rebló, sempre que aquests no excedeixin de 4,8 mm de diàmetre. Els caps dels reblons poden tenir diferents formes. El material del rebló sol ser molt divers i depèn de la força que hagi de fer la unió; se'n poden trobar d’acer suau, de coure, d’alumini...
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
43
10.3 ELEMENTS DE MÀQUINES LA REBLADA
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
44
10.3 ELEMENTS DE MÀQUINES
UNIONS CARGOLADES
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
45
10.3 ELEMENTS DE MÀQUINES
UNIONS CARGOLADES
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
46
10.3 ELEMENTS DE MÀQUINES
UNIONS CARGOLADES
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
47
10.3 ELEMENTS DE MÀQUINES
UNIONS CARGOLADES
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
48
10.3 ELEMENTS DE MÀQUINES
UNIONS CARGOLADES
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
49
10.3 ELEMENTS DE MÀQUINES
UNIONS CARGOLADES
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
50
10.3 ELEMENTS DE MÀQUINES
UNIONS CARGOLADES
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
51
10.3 ELEMENTS DE MÀQUINES
CLAVETES, ENTALLES, CLAVILLES I PASSADORS
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
52
10.3 ELEMENTS DE MÀQUINES
CLAVETES, ENTALLES, CLAVILLES I PASSADORS
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
53
10.3 ELEMENTS DE MÀQUINES
CLAVETES, ENTALLES, CLAVILLES I PASSADORS
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
54
10.3 ELEMENTS DE MÀQUINES
CLAVETES, ENTALLES, CLAVILLES I PASSADORS
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
55
10.3 ELEMENTS DE MÀQUINES
CLAVETES, ENTALLES, CLAVILLES I PASSADORS
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
56
10.3 ELEMENTS DE MÀQUINES
CLAVETES, ENTALLES, CLAVILLES I PASSADORS
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
57
10.3 ELEMENTS DE MÀQUINES
CLAVETES, ENTALLES, CLAVILLES I PASSADORS
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
58
10.3 ELEMENTS DE MÀQUINES
CLAVETES, ENTALLES, CLAVILLES I PASSADORS
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
59
10.3 ELEMENTS DE MÀQUINES
CLAVETES, ENTALLES, CLAVILLES I PASSADORS
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
60
10.3 ELEMENTS DE MÀQUINES
MOLLES I UNIONS ELÀSTIQUES
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
61
10.3 ELEMENTS DE MÀQUINES
MOLLES I UNIONS ELÀSTIQUES
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
62
10.3 ELEMENTS DE MÀQUINES
MOLLES I UNIONS ELÀSTIQUES
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
63
10.3 ELEMENTS DE MÀQUINES
MOLLES I UNIONS ELÀSTIQUES
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
64
10.3 ELEMENTS DE MÀQUINES
MOLLES I UNIONS ELÀSTIQUES
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
65
10.3 ELEMENTS DE MÀQUINES
MOLLES I UNIONS ELÀSTIQUES
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
66
10.3 ELEMENTS DE MÀQUINES
MOLLES I UNIONS ELÀSTIQUES
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
67
10.3 ELEMENTS DE MÀQUINES
RODAMENTS
• El rodament o coixinet és un element intermedi muntat entre dos òrgans d’un mecanisme que giren un respecte de l’altre per aconseguir que la fricció entre ells sigui mínima i, al mateix temps, assegurar que aquests dos òrgans quedin units.
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
68
10.3 ELEMENTS DE MÀQUINES
28/08/2013
RODAMENTS
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
69
10.3 ELEMENTS DE MÀQUINES
RODAMENTS
PARTS D’UN RODAMENT • Un rodament generalment està constituït per quatre parts: L’anell exterior. L’anell interior. Els cossos rodants. Els separadors.
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
70
10.3 ELEMENTS DE MÀQUINES
RODAMENTS
PARTS D’UN RODAMENT • L’anell exterior: la seva part exterior entra a pressió dins l’element que gira o dins l’element fix, i la seva part interior serveix de pista de rodament o camí de rodament dels cossos rodants. • L’anell interior: la seva part interior pot estar lligada a l’element que gira o a l’element fix, i la seva part exterior serveix de pista de rodament dels cossos rodants.
• Els separadors: fan la funció de tenir els cossos rodants equidistants entre ells.
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
71
10.3 ELEMENTS DE MÀQUINES
RODAMENTS
PARTS D’UN RODAMENT • Els cossos rodants: fan que la fricció sigui només el que provoquen els cossos rodants en girar per les pistes. En funció dels esforços a suportar solen tenir diferents geometries: en forma de bola, cilíndrica, cònica o d’agulla.
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
72
10.3 ELEMENTS DE MÀQUINES
RODAMENTS
CLASSES DE RODAMENTS • Tot rodament ha de suportar unes càrregues, ja siguin el mateix pes de l’òrgan que aguanten o els esforços que poden rebre de l’exterior. Quan la força que ha d’aguantar el rodament és perpendicular a la línia imaginària que passa pel centre del coixinet és anomenada força radial; quan aquesta força és paral·lela rep el nom de força axial, i quan és combinació de les altres dues rep el nom de força obliqua.
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
73
10.3 ELEMENTS DE MÀQUINES
RODAMENTS
CLASSES DE RODAMENTS
Rodament rígid de boles Les seves pistes són molt profundes. Tenen gran capacitat de càrrega radial i axial. Permeten altes velocitats de gir. Presenten una mínima fricció. Són barats.
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
74
10.3 ELEMENTS DE MÀQUINES
RODAMENTS
CLASSES DE RODAMENTS
Rodament de rodets cilíndrics Les seves guies són rectangulars i es troben a la part interior de l’anell superior. L’anell interior sol ser llis. Suporta elevades càrregues radials. Permeten altes velocitats de gir.
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
75
10.3 ELEMENTS DE MÀQUINES
RODAMENTS
CLASSES DE RODAMENTS
Rodament de rodets cònics
És el més indicat per resistir càrregues axials i radials alhora.
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
76
10.3 ELEMENTS DE MÀQUINES
RODAMENTS
CLASSES DE RODAMENTS
Rodament d’agulles Permet el disseny d’estructures lleugeres i que requereixin molt poc espai
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
77
10.3 ELEMENTS DE MÀQUINES
RODAMENTS
CLASSES DE RODAMENTS
Altres rodaments
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
78
10.3 ELEMENTS DE MÀQUINES
LUBRIFICANTS
• La lubrificació consisteix en la col·locació d’unes substàncies, els lubrificants, entre les superfícies de peces mòbils que llisquen en contacte mutu per tal de disminuir les`pèrdues d’energia i el desgast que es produeix entre elles.
• Un lubrificant és aquella substància capaç de disminuir les friccions que existeixen en els elements de màquines quan es mouen els uns respecte dels altres. Els lubrificants poden ser líquids (olis) o pastosos (greixos), i la seva funció és formar una pel·lícula entre les superfícies en contacte, de manera que la fricció es produeixi entre un sòlid i un líquid i no entre sòlids.
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
79
10.3 ELEMENTS DE MÀQUINES
LUBRIFICANTS
OBJECTIUS DE LA LUBRIFICACIÓ Reduir sensiblement el fregament entre les superfícies en contacte. Reduir el desgast. Evitar la corrosió. Dissipar l’escalfor generada pel fregament.
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
80
10.3 ELEMENTS DE MÀQUINES
LUBRIFICANTS
CARACTERÍSTIQUES DELS LUBRIFICANTS Viscositat o resistència a fluir (evita que s’escapi d’on és col·locat). Untuositat o capacitat d’adherència a les superfícies. Punts de combustió, inflamació i congelació alts. Poder anticorrosiu. Poder antiescumant. Poder detergent. Resistència a pressions elevades.
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
81
10.3 ELEMENTS DE MÀQUINES
LUBRIFICANTS
LUBRIFICACIÓ AMB OLIS És fan servir olis quan les temperatures i velocitats dels elements són elevades. També ha de fer les funcions de refrigerant i netejador de partícules solides. Actualment és molt utilitzat els lubrificants sintètics (SHC) Avantatges dels SHC respecte als olis convencionals: Estalvi d’energia: molècules uniformes, estalvi entre el 2 i 5 % energia. Duració: Entre 5 i 10 vegades més. Oxidació: Menys susceptible d’oxidació per augment de la Tª Estabilitat tèrmica: Elevada i més fluïdesa a T. Baixes. Inconvenient: Preu elevat, pot ser 5 vegades superior a un oli convencional.
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
82
10.3 ELEMENTS DE MÀQUINES
LUBRIFICANTS
LUBRIFICACIÓ AMB GREIXOS Es fan servir en la manutenció dels rodaments. L’elecció d’un determinat greix depèn de: La temperatura a dissipar. La velocitat a que es mouen els elements a greixar. Les vibracions de la màquina. La càrrega de treball que ha de suportar l’element.
28/08/2013
Unitat 10. Màquines simples i elements de màquines
83