Planificación de Proyectos

Presentación con Prezi

COMENZAMOS EL CURSO 2019/2020

Bienvenidos al curso.

Este blog de Tecnología no sólo nos permitirá extraer apuntes y recursos didácticos de las distintas unidades didácticas que veremos en el curso, sino que también se utilizará como muestrario de los proyectos que se realiazán en el aula.

NEUMÁTICA E HIDRÁULICA

     Ya desde la antigüedad, el hombre ha sabido aprovechar las capacidades energéticas de los fluidos a presión. Algunas ejemplos de las primeras aplicaciones de dichos fluidos son el fuelle de mano para avivar el fuego en fundiciones, instrumentos musicales de viento, obras de riego en la antigua Mesopotamia, etc.

     Dos de las ciencias que estudian los fluidos en equilibrio y en movimiento, ya sean gaseosos (Neumática) o líquidos (Hidráulica). Por tanto podemos definir las tecnologías neumática e hidráulica como aquellas tecnologías destinadas a aprovechar las capacidades energéticas de los fluidos a presión para obtener un trabajo útil y convertir los procesos manuales en automáticos o semiautomáticos.
     Aplicaciones de los instalaciones neumáticas e hidráulicas:
- Neumáticas: suspensión de vehículos (amortiguaciones), accionamiento de puertas en trenes y autobuses, pequeñas prensas en industria, refrigeración de elementos cortantes, etc.
- Hidráulica: prensas, máquinas herramientas, vehículos de gran exigencia de frenado, industrial naval y aeronáutica.

     Pinchar sobre la imagen para ver los apuntes que vamos a trabajar en este tema.

I. PRINCIPIOS BÁSICOS

1.1.- AIRE COMPRIMIDO

A) PRESIÓN

    El aire comprimido que se emplea en la industria procede del exterior. Se comprime hasta una presión de unos 6 bares, con respecto a la presión atmosférica, y de denomina presión relativa.

Presión absoluta = P atmosférica + P relativa

Los manómetros indicarán el valor de la presión relativa que estamos utilizando en una aplicación concreta.

B) CAUDAL

Sistema internacional = m3/s , l/s, l/min

C) LEY DE LA CONTINUIDAD

Sabemos que el  caudal viene dado por:

     Q = V / t

Teniendo en cuenta, que el volumen de un fluido en un conducto es igual a:

   Volumen (V) = Sección (S) · Longitud (L)

y que la velocidad se define como:

   Velocidad (v) = L / t

sustituimos en la fórmula del caudal, podemos deducir la fórmula general de la Ley de Continuidad:

    Q = S·L / t  -->   Q = S · v        

El caudal de un fluido permanece constante a lo largo de una conducción.  Q1 = Q2 

Supongamos una tubería como la de la figura:

Como los caudales se tienen que mantener (Q1 = Q2), dos de las consecuencias principales de dicha ley son:

• Si disminuimos la sección manteniendo el caudal constante, la velocidad aumenta. (Ejemplo: jeringuilla, manguera al regar,...) Por tanto, cuanto más fina sea la tubería, más deprisa circula el fluido.
• Si disminuimos la sección manteniendo la velocidad constante, el caudal disminuye.

D) POTENCIA

El trabajo realizado por un gas es igual al producto de la presión por la variación del volumen:

W = p · V   ( W en Julios)

como Potencia, P = W/t, sustituyendo obtenemos que:

Sistema Internacional  Potencia (Watios), Q (m3/s) y presión (Pascal)

E) LEYES FUNDAMENTALES DE LOS GASES PERFECTOS

    

 Son aquellas leyes que relacionan las magnitudes: presión (p), volumen (V) y temperatura (T), mediante la ecuación:

- Si mantenemos constante la temperatura tenemos que el producto de la presión absoluta por el volumen que ocupa el gas es constante.

- Si mantenemos la presión constante, el volumen ocupado por una determinada masa de gas es directamente proporcional a su temperatura absoluta.

- Si ahora mantenemos el volumen constante, la presión absoluta de una masa de gas es directamente proporcional a la temperatura absoluta.

1.2.- FLUIDOS HIDRÁULICOS

     

     Cuando el fluido que utilizamos no es el aire, si no un líquido que no se puede comprimir, agua, aceite u otro, los fundamentos físicos de los gases se cumplen considerando el volumen constante.

EJERCICIOS

EJERCICIOS 1 

2.- ELEMENTOS DE LOS CIRCUITOS NEUMÁTICOS

     

Los circuitos eléctricos y los circuitos neumáticos e hidráulicos comparten elementos similares en cuanto a la función que desempeñan en el conjunto:

- Elemento generador de energía: en el circuito eléctrico, dicho elemento es la pila o batería, en el neumático un compresor y en el hidráulico una bomba.

- Elemento de transporte: son los elementos que unen los elementos del circuito. En un circuito eléctrico, son los cables o hilos. En los neumáticas e hidráulicos, son las tuberías y conductos por los que se canaliza el aire o el aceite, respectivamente.

- Actuadores: son los elementos que transforman la energía recibida en otro tipo de energía, para realizar una acción concreta. Así por ejemplo en un circuito eléctrico puede ser una bombilla, en los neumáticos e hidráulicos, el actuador es el cilindro, cuyo émbolo y vástago se desplazan linealmente.

- Elementos de mando y de control: son los elementos que abren o cierran el circuito. En el eléctrico, es por ejemplo un interruptor, en el neumático e hidráulico se emplean válvulas, que permiten, dirigen o impiden la circulación del fluido por el circuito.

2.1. Red de distribución

     Formada por un conjunto de conducciones y órganos de conexión (codos, divisores de flujo, racores,...) encargados de distribuir el fluido de trabajo entre los distintos tipos de elementos del circuito.

2.2. Grupo compresor

     Es el conjunto de dispositivos encargados de filtrar y captar el aire del exterior a presión atmosférica, elevando su presión y cendiéndolo posteriormente al resto del circuito.

2.3.- Elementos de tratamiento de aire comprimido

     Se conocen con este nombre a todos los componentes, situados con anterioridad a los elementos que utilizan el aire comprimido para generar el trabajo útil, cuya misión es suministrar el aire comprimido en las mejores condiciones posibles para su utilización posterior.

    Es decir, el aire comprimido debe estar libre de agua e impurezas, regulado a la presión deseada y adecuadamente lubricado donde sea preciso. Por tanto, los elementos de tratamiento del aire comprimido son: filtros, reguladores de presión y lubricadores.

- Filtros, eliminan el agua y la impurezas del aire comprimido.

- Reguladores de presión, válvula que ajusta la presión de salida al valor adecuado.

- Lubricadores, aportar aceite a los elementos móviles, disminuyendo así los rozamientos.

- Unidad de mantenimiento, es un montaje en bloque de un filtro, un regulador de presión con manómetro y un lubricador.

2.4.- Elementos actuadores. Cilindros

     Son los elementos que permiten transformar la energía comunicada al aire por el compresor en energía útil. Hay de varios tipos: cilindros, motores neumáticos, pinzas,.. aunque estudiaremos los cilindros que son los más empleados.

     Los cilindros provocan un desplazamiento útil lineal, pueden desplazar objetos, mover brazos de robots, etc. 

Hay de dos tipos:

- Cilindro de simple efecto (S/E): sólo dispone de una toma de aire comprimido, por tanto, sólo se produce desplazamiento útil en un sentido, la recuperación se lleva a cabo mediante un muelle.

Funcionamiento: cuando recibe aire a presión el émbolo se desplaza y empuja al vástago, cuando deja de recibir aire a presión, un muelle obliga al émbolo a volver a su posición inicial expulsando el aire hacia fuera.

     A partir de la fórmula de la presión podemos calcular la fuerza ejercida por el cilindro en su avance (despreciando la resistencia del muelle).

- Cilindro de Doble Efecto (D/E): dispone de dos orificios de entrada/salida, realizando el trabajo en ambos sentidos, es decir, durante el avance y el retroceso.

Funcionamiento: el émbolo se mueve hacia la derecha o izquierda dependiendo de por donde le entre el aire comprimido, el vástago puede empujar y también estirar.

     En el cilindro de doble efecto, la fuerza de empuje en el avance será igual que el caso del cilindro de simple efecto.

Durante el retroceso la superficie del émbolo sobre la que ejerce la fuerza es menor que en el avance (parte de la superficie está ocupada por el vástago), así la fuerza en el retroceso será:

donde P es la presión, D diámetro del émbolo y d, es el diámetro del vástago.

2.5.- Válvulas distribuidoras.

     Controlan el paso del aire comprimido por las diversas partes del circuito. Son dispositivos que constan de un cuerpo rígido con orificios a través de los cuales fluye el fluido, vías, y un conjunto de elementos móviles sobre los que actuamos para cambiar su posición. Suelen clasificarse en:

- Válvulas distribuidoras y de pilotaje: las válvulas se nombran y representan según su constitución, de modo que en primer lugar se indica el nº de vías (orificios de entrada o salida) y a continuación el nº de posiciones.

A continuación se nombrará el tipo de accionamiento del avance de la válvula, y por último el tipo de accionamiento del retroceso.

- Válvulas reguladoras, de control y bloqueo: son aquellas que actúan sobre la velocidad, presión y caudal del fluido.

Válvulas antirretorno, permiten el paso de aire en un sentido, y lo impiden en el otro. 

Por ejemplo, en esta imagen el aire únicamente circulará hacia la derecha.

Ejemplo:

Válvula selectora u OR, se emplean en circuitos donde se desea controlar un cilindro desde dos posiciones diferentes, por ejemplo cerrar una puerta de un garaje desde dentro y desde fuera del garaje.

Válvula de simultaneidad o AND, sólo permite pasar el aire hacia la salida cuando hay aire a presión en las dos entradas a la vez.

Válvula reguladora de caudal o de estrangulalmiento, permite regular el caudal de aire, y por tanto, la velocidad de avance o retroceso del cilindro, que circula a su través en un sentido o en los dos. Sirve para hacer que los cilindros salgan o entren más lentamente.

Ejemplos:

Ejercicios prácticos

CROCODILE CLIPS

Realizar la siguientes actividades con el programa Crocodile Clips.

PEGATORTAS

     Robot que es capaz de evitar los obstáculos cuando choca con ellos. Pincha sobre el enlace para obtener más información.

Os dejo aquí algún ejemplo de pegatortas

Plataforma

ELECTRICIDAD. TEORÍA DE CIRCUITOS

Para el estudio de este tema vamos a seguir alguno de los apuntes que dejo a continuación:
- Circuitos eléctricos de corriente continua. Ejercicios
- Elementos de máquinas y sistemas del IES Villalba Hervás
- Leyes de kirchhoff

- Ejercicios.
- Ejercicios Leyes de Kirchhoff

Ejemplo paso a paso

PROYECTOS PRIMER TRIMESTRE 18/19

Aquí  tenéis el vídeo con algunos de los proyectos realizados en el primer trimestre. Enhorabuena y seguid trabajando así.

MECANISMOS

Un MECANISMO es un conjunto de elementos, conectados entre sí por medio de articulaciones móviles y cuya misión es:

- transformar una velocidad en otra

- transformar una fuerza en otra fuerza

- transformar una trayectoria en otra diferente

- transformar un tipo de energía en otro tipo distinto.

Una MÁQUINA  es una combinación de mecanismos que transforma velocidades, trayectorias, fuerzas o energías mediante una serie de transformaciones intermedias.

Clasificación de los mecanismos:

- SISTEMAS DE TRANSMISIÓN DEL MOVIMIENTO

Tanto el sistema motriz como el receptor tienen el mismo movimiento. Hay dos tipos de sistemas de transmisión:

1.- Transmisión lineal: movimientos rectilíneos en movimientos rectilíneos (poleas, palancas, etc)

2.- Transmisión circular: movimientos de rotación en otra rotación (transmisión por correas, con cadenas, engranajes,..)

- SISTEMAS DE TRANSFORMACIÓN DEL MOVIMIENTO

En este caso tanto el sistema motriz como el sistema receptor tienen distinto tipo de movimiento.

1.- Mecanismos que transforman el movimiento circular en rectilíneo, (piñón-cremallera, tornillo-tuerca,...)

2.- Mecanismos que transforman el movimiento circular en alternativo ( biela-manivela, leva y excéntrica,...)

1.- MECANISMOS DE TRANSMISIÓN DEL MOVIMIENTO

     Estos mecanismos "transforman" movimientos rectilíneos en movimientos rectilíneos, su aplicación fundamental reside en la "transformación de fuerzas".

1.1.-PALANCAS

Arquímedes estableció los principios sobre la palanca. Es universalmente conocida su frase "Dadme un punto de apoyo y moveré el mundo", para indicar que la palanca es capaz de multiplicar la fuerza. La palanca puede levantar cualquier peso, por muy grande que este sea, siempre y cuando se 

encuentre un punto de apoyo adecuado.

Pincha sobre la imagen para descargar los apuntes.

Ejercicios

1.2. POLEAS

    Una polea es una rueda, con el borde acanalado, que puede girar libremente en torno a un eje situado en su centro. La polea es un componente mecánico sencillo y muy utilizado. Sus primeras aplicaciones, todavía vigentes, fueron la elevación de cargas pesadas y la transmisión de movimientos giratorios.

Pincha sobre la imagen para más información.

2.- MECANISMOS DE TRANSMISIÓN CIRCULAR

     Estos mecanismos "transforman" movimientos de rotación en otros movimientos de rotación. Su principal utilidad radica en poder aumentar o reducir la velocidad de giro de un eje.

     Para poder desempeñar esta misión, las máquinas disponen de partes móviles encargadas de transmitir la energía y el movimiento de las máquinas motrices a otros elementos. Estas partes móviles son los elementos transmisores, que pueden ser directos e indirectos.

Directos:

- Árboles y ejes

- Ruedas de fricción

- Engranajes

- Tornillo sinfín

Indirectos:

- Poleas con correa

- Cadenas

2.1. Árboles y ejes

    Un eje es un elemento, normalmente cilíndrico, que gira sobre sí mismo y sirve para sostener diferentes piezas.

Un árbol es un elemento, cilíndrico o no, sobre el que se montan diferentes piezas mecánicas, por ejemplo, un conjunto de engranajes o poleas, a los que se transmite potencia. Pueden tener diferentes formas (rectos, acodados, flexibles,...). Los árboles o árboles de transmisión giran siempre junto con los órganos soportados. Como consecuencia de su función, están sometidos fundamentalmente a esfuerzos de torsión y flexión.

La diferencia esencial entre los ejes y los árboles es la siguiente: los ejes son elementos que solo sostienen los órganos giratorios de las máquinas y no transmiten potencia (no están sometidos a esfuerzos de torsión), mientras que los árboles son elementos que transmiten potencia y sí están sometidos a esfuerzos de torsión.

2.2. Ruedas de fricción
Son elementos de máquinas que transmiten un movimiento circular entre dos árboles de transmisión gracias a la fuerza de rozamiento entre dos ruedas que se encuentran en contacto directo.

2.3. Poleas con correas
Este tipo de transmisión está basado en la polea, y se utiliza cuando la distancia entre dos ejes de rotación es grande, consiste en dos poleas unidas por una misma correa.

2.4. Engranajes
Conjunto de dos o más ruedas dentadas que tienen en contacto su dientes de forma que, cuando gira una, giran las demás. Es el medio de transmisión de potencia más utilizado.

2.5. Trenes de engranajes
Una cadena cinemática es un conjunto de dos o más pares de engranajes, que engranan entre si, y que tienen por finalidad variar el número de revoluciones del último eje.

Caja de velocidades

Cuando las ruedas dentadas pueden desplazarse a lo largo de los ejes para formar diferentes engranajes simples, se consigue que varíe la velocidad final en el árbol en el árbol de salida manteniendo constante la velocidad del árbol motor.

Se utiliza en vehículos y máquinas de herramientas.

Pincha sobre la imagen para descargar ejercicios relacionados.

2.6. Tornillo sinfín
     Transmiten el movimiento de giro desde el tornillo sinfín a la rueda dentada, nunca al revés.
     Tienen un gran poder de reducción.
     El tornillo sinfín equivale a un engranaje con un número de entradas que varía de 1 a 8. El número de entradas E del tornillo sinfín, es el número de dientes de la rueda dentada que están en contacto con el tornillo sinfín a la vez.

Pulsa sobre la imagen para descargar los apuntes sobre MECANISMOS DE TRANSMISIÓN

ENGRANAJES EPICICLOIDALES

Se componen de una corona dentada interiormente, un piñón central (denominado planetario) y otros tres piñones más pequeños, los cuales engranan con el planetario y corona, que se denominan satélites. Estos satélites giran libres sobre sus ejes, que están unidos al portasatélites. Si acoplamos uno de los elementos a un eje motriz y mantenemos fijo otro, en el tercero obtendremos el movimiento de salida. Al ser múltiples las combinaciones, podemos obtener un gran abanico de posibilidades con características totalmente distintas. 

Fórmula de Willis: 

1-->Planetario

2--> Satélites

3--> Corona

Ejercicio repaso mecanismos de transmisión

3.- MECANISMOS DE TRANSFORMACIÓN DE MOVIMIENTO

Los mecanismos que hemos visto ahora no modifican el movimiento, es decir, los movimientos rectilíneos los transforman en rectilíneos y los movimientos de rotación en otros movimientos de rotación.

Los movimientos que vamos a describir en este apartado el movimiento de entrada es diferente al movimiento de salida.

3.1.- TRANSFORMACIÓN DE MOVIMIENTO CIRCULAR EN MOVIMIENTO LINEAL

3.1.1. PIÑÓN-CREMALLERA

Consiste en la transmisión de movimiento desde una rueda dentada llamada piñón a otro engranaje    rectilíneo llamado cremallera.
Pincha sobre la imagen para obtener más información.

3.1.2. TORNILLO Y TUERCA

        Se emplea en la conversión de un movimiento giratorio en movimiento lineal y se utiliza cuando se necesita una fuerza muy grande o una disminución grande de velocidad.
Pincha sobre la imagen para obtener más información.

3.2.- TRANSFORMACIÓN DE MOVIMIENTO CIRCULAR EN MOVIMIENTO ALTERNATIVO

3.2.1. LEVA Y EXCÉNTRICA
     El sistema de leva (pieza metálica o de plástico, generalmente excéntrica, su eje de giro no coincide con su centro geométrico) es un mecanismo que permite transformar un movimiento rotatorio en lineal alternativo. Se basa en un elemento de contorno no circular que gira sobre un punto, al girar el perfil de este elemento provoca la subida o la bajada de un seguidor de leva o un palpador.

El árbol de levas.

Cuando es necesario generar una determinada secuencia sincronizada de apertura/cierre, como ocurre con las válvulas de admisión y escape de los cilindros del motor de un automóvil, se sitúan las levas necesarias sobre un solo eje constituyendo un árbol de levas.

3.2.2. BIELA Y MANIVELA

Mecanismo capaz de transformar el movimiento circular en movimiento alternativo o viceversa.

El sistema biela-manivela 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.

El ejemplo actual más común se encuentra en el motor de combustión interna de un automóvil, en el cual el movimiento lineal del pistón producido por la explosión de la gasolina se trasmite a la biela y se convierte en movimiento circular en el cigüeñal.

Un caso particular aplicado a varias bielas-manivelas que funcionan de forma simultánea, es el cigüeñal. El cigüeñal está formado por un árbol acodado donde se colocan las bielas.

Ejercicios de repaso