UNITAT: OPERADORS TECNOLÒGICS
ACTIVITAT 15: OPERADORS MECÀNICS BÀSICS:
CLASSIFICACIÓ I RELACIONS
(GUIÓ: )
Per a realitzar aquesta activitat, hauràs de buscar entre la informació que tens en el llibre i al final del guió (fotocòpies, dibuixos, etc.). Com en les activitats del primer trimestre, es valorarà el teu grau d'autonomia, es a dir, que la puntuació serà tant més alta com més preguntes hagis pogut resoldre correctament sense l'ajuda del professor. A més, si fas preguntes que tenen una resposta directa entre els fulls del guió, perdràs punts automàticament.
Per tant, es aconsellable que segueixis les Normes de realització d'activitats, i llegeixis les fotocòpies adjuntes o pàgines del llibre indicades abans de contestar les preguntes i exercicis proposats.
1) Busca i escriu la resposta a les següents preguntes:
• Què és un operador tecnològic?
• Defineix màquina i mecanisme.
• Per a què serveixen els operadors mecànics.
• Com es pot acumular l'energia mecànica.
• Explica les semblances i diferències entre la goma, la molla i el ressort.
• Per a què serveixen els suports?
• Indica dos màquines o mecanismes que utilitzin algun eix i altres dos que tenguin al menys una guia (explica a quina part de la màquina estan els suports i fes un dibuix de la zona)
• Escriu la fórmula que relaciona les forces d'una palanca.
• Per a les eines que us digui el professor, dibuixau-les, indicant de quina classe de palanca es tracta i marcant les diferents parts ( Braç motor, força, braç resistent, resistència i eix)
2) Utilitzant les peces de muntatge que se us deixin, heu de estudiar tres tipus de palanques de 1ª classe de manera que una tengui els braços motor i resistent iguals, una altre tengui el braç motor més gros que el resistent i en la tercera que sigui el braç resistent el més llarg.
Llavors, amb l'ajuda dels pesos que us donin i les ferramentes vostres o del pannell corresponent que necessiteu, heu d'omplir una taula que tengui les següents columnes, per a cada una de les tres palanques que heu de muntar, i fent la prova amb 2 resistències diferents cada vegada:
|
Llargada braç motor (m.) |
Desplaçament braç motor (m.) |
Força (motriu) (N.) |
Força x Despl.motor (N x m) |
Llargada braç resistent (m.) |
Desplaçament braç resistent (m.) |
Resistència (motriu) (N.) |
Resist. x Despl.resist. (N x m) |
|
|
Per tant, haureu de mesurar la llargada de cada braç en el muntatge que hagueu fet, fixar-vos quin desplaçament vertical té l'extrem del braç més llarg quan feis en el mes curt un desplaçament de 2 cm. cap avall, apuntar la força gravitatòria (pes) que necessitau per a compensar la resistència que heu col·locat i fer algunes operacions entre columnes.
Pensau que heu de posar els valors en les unitats correctes (m., N., ...). Per això recordau que 1 m. són 100 cm. i que 1 Kg. de pes fan una força gravitatòria de 10 N. aproximadament.
• Indicau la relació que hi ha entre els valors de la 4ª i la 8ª columna (si no ho veis clar, restau un i l'altre i fixau-vos en el resultat)
• Explicau si la relació que hi ha serveix també per a palanques de 2ª i 3ª classe o no.
3) Apunta en el teu quadern el nom i la utilitat de cada un dels operadors mecànics que te indiquin, escrivint , a més, algun mecanisme real que utilitzi aquest tipus d'operador.
4) Per al conjunt de politges que us hagin assignat, heu de combinar-les de dos en dos i heu de fer una anàlisi semblant al que heu fet en l'exercici 2.
Heu de mesurar els diàmetres de cada politja, per la part del canal (on es posa la corretja). Heu de comptar les voltes que heu de donar a la politja més petita (que considerarem motriu ja que és la que nosaltres movem directament) per a que la gran doni 5 voltes senceres i després haureu de mirar les forces necessàries en la politja petita per a compensar dos pesos diferents que col·loqueu a la gran (utilitzant el pesos que teniu per a les palanques).
Amb els valors que aneu obtenint heu d'omplir una taula amb les següents columnes:
|
D motriu (mm.) |
n motriu (voltes) |
Dmotriu x nmotriu (mm x voltes) |
Fmotriu (N.) |
Fmotriu x nmotriu (N x voltes) |
D moguda (mm.) |
n moguda (voltes) |
Dmoguda x nmoguda (mm x voltes) |
Fmogud a (N.) |
Fmoguda x nmoguda (N x voltes) |
|
|
Recordau ara que cada cm. són 10 mm.
• Comparau les columnes 3ª i 8ª i explicau quines semblances veis. Feis el mateix amb les columnes 5ª i 10ª.
• Veis algun paregut entre el que passa amb les politges i el que passava amb les palanques? Buscau una fórmula per a les politges, semblant a la fórmula que s'utilitza en les palanques (es a dir, que relacioni les forces existents amb les dimensions dels operadors).
• Com canviarien els valors de la taula si la politja motriu fos la gran i la moguda fos la politja petita (per tant, si movessim amb els dits la politja gran en lloc de la petita) ? Es mantindrien les relacions i les fórmules que heu trobat entre les columnes estudiades?
En les fotocòpies que teniu, anomenen relació de transmissió d'un mecanisme ("i") a la divisió de la velocitat de gir de la politja moguda (
i=w2/w1=nmoguda / nmotriu
• Calculau la relació de transmissió de cada una de les combinacions que heu fet.
5) Ara, amb les rodes dentades que tengueu, heu de buscar quines d'elles engranen (es a dir, que podrien formar un engranatge ja que giren una amb l'altre sense saltar-se cap dent, amb total concordància). Després, amb els engranatges que trobeu, heu d'omplir la següent taula, utilitzant novament la roda petita com roda motriu i donant-li les voltes necessàries per fer girar la roda moguda 5 voltes senceres.
|
Roda 1(lletra) |
D1 (mm.) |
z1 (dents) |
m1=D1/z1 |
n 1 (voltes) |
D1 x n1 (mm x voltes) |
Roda 2 (lletra) |
D2 (mm.) |
z2 (dents) |
m2= D2/z2 |
n2 (voltes) |
D2 x n2 (mm x voltes) |
Al quocient "m" se l'anomena mòdul d'una roda dentada
• Quina relació hi ha entre els mòduls de dues rodes que engranen? Escriu una fórmula que representi aquesta relació.
• Fixau-vos amb les columnes 5ª i 10ª i buscau la fórmula que les relaciona.
• Utilitzant les dues fórmules d'abans deduïu una expressió que relacioni les voltes, n, i el nombre de dents, z, de les rodes d'un engranatge.
6) Tot seguit heu de cercar la relació entre les forces existents en els engranatges. Per això, amb cada una de les parelles que heu muntat a l'exercici anterior, heu d'aconseguir equilibrar els pesos col·locats als eixos de cada roda dentada, com ho heu fet amb les politges. Amb els valors que aneu obtenint, ompliu les columnes d'una taula com la següent: (la relació de transmissió en els engranatges es igual que en les politges)
|
Roda motriu(lletra) |
n motriu (voltes) |
Fmotriu (N.) |
Fmotriu x nmotriu (N x voltes) |
Roda mogud a(lletra) |
nmoguda (voltes) |
Fmogud a (N.) |
Fmoguda x nmoguda (N x voltes) |
i=nmoguda/nmo triu |
|
|
• Quina relació trobau entre les columnes 4ª i 8ª?. Escriviu una fórmula.
Combinant les fórmules que heu anat traient (consultau al professor si estan be abans de continuar), deduïu com podeu expressar la relació de transmissió en funció de les forces per un costat, del nombre de dents per un altre i dels diàmetres pel darrer, en lloc de fer-ho en funció de les velocitats.
• Comprovau que la relació de transmissió en funció de les forces i en funció dels diàmetres és també valida per a les politges de l'exercici 4.
Semblances i diferències entre palanques, politges i rodes dentades.
Acoblament d'etapes.