ACTIVITAT 17: OPERADORS MECÀNICS COMPOSTOS:

MOTORS I REDUCTORS

(Guió: )

Per a contestar aquest guió, hauràs de buscar entre el material que tens al final del guió, en el llibre de text i en els teus coneixements. Com en totes les activitats, 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.

No és necessari que aneu apuntant les explicacions que es van donant. Únicament és imprescindible apuntar allò que es vagi indicant.

Atenció: A una fulla apart, feu una llista dels diferents tipus d'operadors que es vagin esmentant en l'activitat, i dibuixau al seu costat el símbol gràfic que s'utilitza per a representar-los.

Com veis la capsa disposa de moltes rodes dentades de diferents tipus. Algun dels operadors fins i tot en té dues diferents a la vegada.

Les rodes dentades, que s'utilitzen en moltes màquines, es fan servir per transmetre moviment i força entre diferents punts d'un mecanisme, generalment canviant les velocitats de gir i les forces (moments o parells) dels eixos als que estan posades. Aquest canvi de velocitat i força entre eixos es fa de manera que el producte (multiplicació) F· v és constant, es a dir, que si la velocitat augmenta, la força disminueix i viceversa. Per a comprovar això feu la següent pràctica.

Aprofitant la relació entre forces i velocitats que acabau d'experimentar, les rodes dentades s'utilitzen per fer acoblaments (acoplamientos) entre els motors que hi ha a les tendes i les màquines que volem moure. Al quocient (divisió) que hi ha entre la velocitat d'entrada a un acoblament (velocitat del motor, generalment) i la velocitat de sortida d'ell (costat de la màquina) se li'n diu relació de transmissió, "i", i compleix la següent relació.

n = velocitat de gir (o nº de voltes)

i = n1/n2 = D2/D1 = z2/z1 D = Diàmetre de la roda

z = nombre de dents de la roda

On el subíndex 1 fa referència a l'entrada i el subíndex 2 a la sortida.

Quan volem aconseguir relacions de transmissió molt grosses (per reduir molt la velocitat de gir d'un motor i augmentar molt la força) bé hem d'engranar una roda molt grossa amb una molt petita (amb les limitacions d'espai que això dur associat) o bé hem d'acoblar moltes rodes dentades, juntes de dues en dues, de manera que l'eix de sortida d'un engranatge fa d'eix d'entrada del següent. A aquest tipus de muntatge se'n diu Tren d'engranatges, i la seva relació de transmissió és igual a la multiplicació de les relacions de transmissió de cada una de les parelles de rodes dentades engranades que hi ha.

Com veis, el motor de la capsa de muntatges dur acoblat en el seu eix un cargol sense fi (apart d'una roda de dents petites i una politja). El cargol sense fi és un tipus especial de roda dentada que té generalment 1 sola dent, enrrollada al seu voltant. Entre altres avantatges, permet relacions de transmissió bastant grosses amb un únic engranatge o parella de rodes, i a més constitueix mecanismes irreversibles, és a dir que el cargol pot moure la roda però la roda no pot fer moure el cargol. Per a comprovar això feu el següent muntatge:

La cremallera és un altre operador dentat especial. Es igual que una roda dentada oberta i aplanada. Com passa a totes les rodes dentades, l'engranament entre els dos operadors que vulguem acoblar s'ha de fer amb dents del mateix tipus perquè cada dent d'un operador vagi engranant amb una dent de l'altre. La principal funció de les cremalleres és convertir el moviment lineal que tenen elles en moviment rotatori de la roda amb la que engranen, o viceversa.

7) Muntau les cremalleres que teniu en la capsa i utilitzant el motor intentau aconseguir que la cremallera es mogui a una velocitat entre 20 i 25 cm/minut (podeu utilitzar tots els operadors que necessiteu).

8) Dibuixau un esquema del que heu muntat abans utilitzant els símbols gràfics dels operadors.

L'engranatge diferencial és un mecanisme compost per rodes dentades que té un funcionament molt interessant. La seva funció és repartir el gir i la força que li arriba a la roda principal entre els dos eixos que surten d'ell, en funció de la resistència que troba connectada a cada eix, es a dir, que si a un costat li posam un pes més gros que a l'altre, aquest costat girarà a més poc a poc. Per a comprovar-ho feu el següent:

Aquest mecanisme el duen tots els cotxes moderns per compensar la diferencia de velocitat existent entre les rodes motrius quan el cotxe cull una volta. Però en alguns casos això és negatiu, com per exemple quan una de les rodes motrius perd l'adherència amb el terra (queda dins fang o dalt gel). En aquest cas, la roda que patina gira boja i l'altre no es mou.

És per això que molts vehicles tot terreny porten un mecanisme per a bloquejar el funcionament del diferencial i així una roda segueixi girant encara que l'altre estigui dins fang.

(Però dur el blocatge de diferencial connectat contínuament és perjudicial quan hem d'anar per carreteres d'asfalt que tenen revolts o corbes).

Les condicions perquè dues rodes dentades engranin és que tenguin una geometria (forma) compatible. Per això les rodes cilíndriques no engranen be amb les còniques. Però apart de la forma externa, la possibilitat d'engranar depèn del la mesura i forma de les dents. La manera d'indicar el tipus de dents que té una roda dentada (i per tant, de poder saber si pot engranar amb una altre o no sense provar-ho) és amb el mòdul. El mòdul d'una roda dentada és el quocient entre el Diàmetre de la roda (D, en mm.) i el nombre de dents (z). Dues rodes que tenguin el mateix mòdul poden engranar.

Per a realitzar les pràctiques següents utilitzareu un petit banc de proves per a motors de petita potència, amb el qual es pot mesurar la velocitat de gir d'un motor en un moment concret, i el parell útil a l'eix motor (força que pot fer el motor) en aquell instant.