INGENIERÍA POR TIPO - MECÁNICA

Leyes de Afinidad[editar]

Un cambio en el tamaño del diámetro del impulsor o de la velocidad del eje afecta al flujo volumétrico o a la velocidad al primer orden; la presión estática al segundo orden; y la potencia eléctrica del motor de la bomba al tercer orden.

Ley 1. Diámetro del impulsor (D) constante:

Ley 1a. El flujo es proporcional a la velocidad del eje:

${\displaystyle {Q_{1} \over \ Q_{2}}={\left({N_{1} \over N_{2}}\right)}}$

Ley 1b. La presión estática es proporcional al cuadrado de la velocidad del eje:

${\displaystyle {H_{1} \over H_{2}}={\left({N_{1} \over N_{2}}\right)^{2}}}$

Ley 1c. La potencia eléctrica absorbida por el motor de la bomba es proporcional al cubo de la velocidad del eje:

${\displaystyle {P_{1} \over P_{2}}={\left({N_{1} \over N_{2}}\right)^{3}}}$

Ley 2 2. Velocidad de eje (N) constante:

ley 2a. La variación en el flujo es proporcional a la relación entre los diámetros del impulsor:

${\displaystyle {Q_{1} \over \ Q_{2}}={\left({D_{1} \over D_{2}}\right)}}$

Ley 2b. La variación en la presión estática es proporcional al cuadrado de la relación entre los diámetros del impulsor:

${\displaystyle {H_{1} \over H_{2}}={\left({D_{1} \over D_{2}}\right)^{2}}}$

Ley 2c. La variación en la potencia eléctrica absorbida por el motor de la bomba es proporcional al cubo de la relación entre los diámetros del impulsor:

${\displaystyle {P_{1} \over P_{2}}={\left({D_{1} \over D_{2}}\right)^{3}}}$

donde

• ${\displaystyle Q}$ es el flujo volumétrico (e.g. CFM, GPM or L/s),
• ${\displaystyle D}$ es el diámetro del impulsor (e.g. in or mm),
• ${\displaystyle N}$ es la velocidad del eje (e.g. rpm),
• ${\displaystyle H}$ es la presión estática de la bomba (e.g. ft or m), y
• ${\displaystyle P}$ es la potencia absorbida por el motor de la bomba (e.g. W).

Esta ley presupone que la eficiencia de la bomba o ventilador permanece constante, es decir, ${\displaystyle \eta _{1}=\eta _{2}}$ . Tratándose de bombas, las leyes funcionan bien en los casos en que el diámetro del impulsor sea constante y la velocidad sea variable (Ley 1), pero se ajustan menos a la realidad cuando se trata de los casos en que la velocidad sea constante y el diámetro del impulsor sea variable (Ley 2).

 Magura HS-33 es un sistema de freno hidráulico a la llanta que se basa en un émbolo principal (en la maneta) y dos esclavos (en las zapatas) de forma que la presión ejercida sobre la llanta es aumentada gracias a la diferencia de tamaños de los émbolos en un 25%

Historia[editar]

Su implantación se remonta a las antiguas bicicletas de montaña, aunque en la actualidad se utiliza mayoritariamente para la modelidad biketrial.

El manejo de material a granel es un área dentro de la ingeniería que se centra en el diseño de equipos utilizados para transportar materiales tales como minerales, cereales, granos, etc. que tienen que ser transportados a granel. También puede estar relacionada al manejo de desperdicios varios.

Los sistemas para manejo de materiales generalmente están compuestos por elementos móviles de maquinaria tales como transportadores de banda, elevadores de cangilones, etc.

El propósito del manejo de material a granel es el de transportar material de uno o varios lugares hasta un destino final. Proveer de un sistema de almacenamiento, controles de inventario y algunos sistemas para realizar mezclas es usualmente una parte de los sistemas para manejo de materiales a granel.

Los sistemas para manejo de material a granel pueden ser encontrados en minas, puertos (para carga y descarga de cereales, minerales, etc) e industrias de procesamiento (como hierro, acero, refinerías, etc).

mecánica automotriz es la rama de la mecánica que estudia y aplica los principios propios de la física y mecánica para la generación y transmisión del movimiento en sistemas automotrices, como son los vehículos de tracción mecánica.

Fundamentos[editar]

El término mecánico se refiere principalmente para denominar a todos los profesionales que se ocupan de la construcción de equipos industriales y maquinarias, así como de su montaje y de su mantenimiento, como los años de aprendizaje tanto teórico como práctico. Este aprendizaje se imparte en los Institutos de Formación Profesional. En sus tareas profesionales los mecánicos manejan una buena cantidad de herramientas e instrumentos de medición, muestra de la cual se adjunta en este artículo.

Equipo básico del Mecánico automotriz[editar]

Diferencial: transmite un movimiento equilibrado a las ruedas en curvas

Las herramientas básicas de un taller mecánico se pueden clasificar en cuatro grupos diferentes:

En primer lugar podemos citar a las herramientas llamadas de corte, que sirven para trabajar los materiales que no sean más duros que de un acero normal sin templar. Los materiales endurecidos no se pueden trabajar con las herramientas manuales de corte.Como herramientas manuales de corte podemos citar las siguientes:

• Sierra de mano, lima, cuchillo, tijera, cortafrío, cincel, cizalla, tenaza.

En segundo lugar se pueden considerar las herramientas que se utilizan para sujetar piezas o atornillar piezas. En este grupo se pueden considerar las siguientes:

• Llave, alicate, destornillador, tornillo de banco, remachadora.

En tercer lugar hay una serie de herramientas de funciones diversas que se pueden catalogar en un capítulo de varios temas, estas herramientas son las siguientes:

• Martillo, extractor mecánico, punzón cilíndrico, punta de trazar, compás, gato hidráulico, mesa elevadora hidráulica.

En cuarto lugar pueden citarse como herramientas básicas los instrumentos de medida más habituales en un taller mecánico:

• Regla graduada, flexómetro, goniómetro, calibre pie de rey, micrómetro.A continuación se hace una somera descripción de las herramientas citadas.

• Alicate: Los alicates son unas herramientas imprescindibles en cualquier equipo básico con herramientas manuales porque son muy utilizados, ya que sirven para sujetar, doblar o cortar. Hay muchos tipos de alicates, entre los que cabe destacar los siguientes: Universales, de corte, de presión, de cabeza plana, y de cabeza redonda, etc.
• Broca de usos múltiples: En cualquier tarea mecánica o de bricolaje, es necesario muchas veces realizar agujeros con alguna broca. Para realizar un agujero es necesario el concurso de una máquina (taladro manual o de mesa) que impulse en la broca la velocidad de giro suficiente y que tenga la potencia necesaria para poder perforar el agujero que se desee. hay muchos tipos de brocas de acuerdo a su tamaño y material a perforar.
• Cizalla: Por el nombre de cizalla se conoce a una herramienta y a una máquima potente activada con motor eléctrico (aunque las hay manuales, en cuya operación es necesario el concurso de la fuerza humana). La cizalla tiene el mismo principio de funcionamiento que una tijera normal, solamente que es más potente y segura en el corte que la tijera. Se usa sobre todo en imprentas, para cortar láminas de papel, y en talleres mecánicos para cortar chapas metálicas que no sean muy gruesas o duras.
• Compás (herramienta): El compás aparte de otros conceptos es una herramienta que se utiliza en los talleres de mecanizado para trazar circunferencias y verificar diámetros de piezas tanto exteriores como interiores (compás divisor, con las puntas o extremos rectos, compás de exteriores, con las puntas o extremos curvados hacia dentro, compás de interiores, con las puntas o extremos curvados hacia fuera y el compás hermafrodita, con una punta o extremo recto y el otro curvado hacia dentro utilizado para trazar líneas rectas).
• Cortafrío, buril y cincel. Son herramientas manuales diseñadas para cortar, ranurar o desbastar material en frío mediante el golpe que se da a estas herramientas con un martillo adecuado. Las deficiencias que pueden presentar estas herramientas es que el filo se puede deteriorar con facilidad, por lo que es necesario un re afilado. Si se utilizan de forma continuada hay que poner una protección anular para proteger la mano que las sujeta cuando se golpea.
• Destornillador: Son herramientas que se utilizan para apretar tornillos que requieren poca fuerza de apriete y que generalmente son de diámetro pequeño. Hay cuatro tipos de cabeza de tornillos diferentes: cabeza redonda con una ranura que la atraviesa transversalmente, cabeza avellanada, cabeza de estrella, cabeza torx. Para apretar estos tipos de tornillos se utilizan un destornillador diferente para cada una de la forma que tenga la ranura de apriete, y así tenemos destornilladores de pala, philips, o de estrella y torx. Cuando se utiliza un destornillador para uso profesional hay unos dispositivos eléctricos o neumáticos que permiten un apriete rápido de los tornillos, estos dispositivos tienen cabezales o cañas intercambiables, con lo que se pueden apretar cualquier tipo de cabeza que se presente. Para aprietes de precisión hay destornilladores dinamo métricos, donde se regula el par de apriete.
• Escariador: Es una herramienta de corte que se utiliza para conseguir agujeros de precisión cuando no es posible conseguirlos con una operación de taladrado normal. Los escariadores normalizados se fabrican para conseguir agujeros con tolerancia H7, y con diámetros normales en milímetros o pulgadas.
• Extractor mecánico (puller): Es una herramienta que se utiliza básicamente para extraer las poleas, engranajes o cojinetes de los ejes, cuando están muy apretados y no salen con la fuerza de las manos. Se puede romper la polea si está mal ajustado el extractor.
• Granete. Es una herramienta con forma de puntero de acero templado afilado en un extremo con una punta de 60º aproximadamente que se utiliza para marcar el lugar exacto en una pieza donde haya que hacerse un agujero, cuando no se dispone de una plantilla adecuada.
• Lima (herramienta) Es una herramienta de corte consistente en una barra de acero al carbono con ranuras, y con una empuñadura llamada mango, que se usa para desbastar y afinar todo tipo de piezas metálicas, de plástico o de madera.Juego de llaves fijas* Llave (herramienta) Es una herramienta que se utiliza para el apriete de tornillos. Existen llaves de diversas formas y tamaños, entre las que destacan las llaves de boca fija, las de boca ajustable y las dinamo métricas. Cuando se hace un uso continuado de llaves, ya se recurre a llaves neumáticas o eléctricas que son de mayor rapidez y comodidad.
• Macho de roscar. Es una herramienta manual de corte que se utiliza para afectar el roscado de agujeros que han sido previamente taladrados a una medida adecuada en alguna pieza metálica o de plástico. Existen dos tipos de machos, de una parte los machos que se utilizan para roscar a mano y de otra los que se utilizan para roscar a máquina Martillo* Martillo. Es una herramienta que se utiliza para golpear y posiblemente sea una de las más antiguas que existen. Actualmente han evolucionado bastante y existen muchos tipos y tamaños de martillos diferentes. Para grandes esfuerzos existen martillos neumáticos y martillos hidráulicos, que se utiliza en minería y en la construcción básicamente. Entre los martillos manuales cabe destacar, martillo de ebanista, martillo de carpintero, maceta de albañil, martillo de carrocero y martillo de bola de mecánico. Asimismo es importante la gama de martillos no férricos que existen, con bocas de nailon, plástico, goma o madera y que son utilizados para dar golpes blandos donde no se pueda deteriorar la pieza que se está ajustando.* Números y letras para grabar. Hay muchas piezas de mecánica que una vez mecanizadas hay que marcarlas con algunas letras o con algunos números, que se suelen llamar "referencia de la pieza". Otras veces cuando se desmonta un equipo o una máquina se van grabando las piezas de forma que luego se pueda saber el orden de montaje que tienen para que éste sea correcto.
• Esquema funcional de polipasto* Polipasto Estos mecanismos se utilizan mucho en los talleres que manipulan piezas muy grandes y pesadas. Sirven para facilitar la colocación de estas piezas pesadas en las diferentes máquinas-herramientas que hay en el taller. Suelen estar sujetos a un brazo giratorio que hay en cada máquina, o ser móviles de unos lugares a otros. Los polipastos tienen varios tamaños o potencia de elevación, los pequeños se manipulan a mano y los más grandes llevan un motor eléctrico.
• Punzón . Esta herramienta tiene diferentes tamaños y se utiliza básicamente para sacar pasadores en el desmontaje de piezas acopladas a ejes.
• Punta de trazar. Esta herramienta se utiliza básicamente para el trazado y marcado de líneas de referencias, tales como ejes de simetría, centros de taladros, o excesos de material en las piezas que hay que mecanizar, porque deja una huella imborrable durante el proceso de mecanizado.
• Remachadora. Es una herramienta muy usada en talleres de bricolaje y carpintería metálica. Los remaches son unos cilindros que se usan para la unión de piezas que no sean desmontables, tanto de metal como de madera. la unión con remaches garantiza una fácil fijación de unas piezas con otras.
• Sargento (herramienta) Es una herramienta de uso común en muchas profesiones, principalmente en carpintería, se compone de dos mordazas, regulables con un tornillo de presión. Se utilizan básicamente para sujetar piezas que van a ser mecanizadas si son metales o van a ser pegadas con cola si se trata de madera.
• Sierra manual La sierra manual es una herramienta de corte que está compuesta de dos elementos diferenciados. De una parte está el arco o soporte donde se fija mediante tornillos tensores y la otra es la hoja de sierra que proporciona el corte.
• Tenaza Hay tenazas normales para extraer puntas o cortar alambres y tenazas extensibles que son unas herramientas muy útiles para sujetar elementos que un alicate normal no tiene apertura suficiente para sujetar. El hecho de que sean extensibles las hacen muy versátiles.
• Terraja de roscar. Es una herramienta de corte que se utiliza para el roscado manual de pernos y tornillos, que deben estar calibrados de acuerdo con las característica de la rosca que se trate.
• Tijeras corta chapas* Tijera. El uso principal que se hace de las tijeras en un taller mecánico es que se utilizan para cortar flejes de embalajes y chapas de poco espesor. Hay que procurar que estén bien afiladas y que el grosor de la chapa sea adecuado al tamaño de la tijera.
• Tornillo de banco*
• Tornillo de banco El tornillo de banco es un conjunto metálico muy sólido y resistente que tiene dos mordazas, una de ellas es fija y la otra se abre y se cierra cuando se gira con una palanca un tornillo de rosca cuadrada. Es una herramienta que se atornilla a una mesa de trabajo y es muy común en los talleres de mecánica. Cuando las piezas a sujetar son delicadas o frágiles se deben proteger las mordazas con fundas de material más blando llamadas galteras y que pueden ser de plomo, corcho, cuero, nailon, etc. la presión de apriete tiene que estar de acuerdo con las características de fragilidad que tenga la pieza que se sujeta.Instrumentos de medición y verificación en fabricación mecánica Toda tarea mecánica lleva consigo la necesidad de tomar medidas de las piezas y trabajos que se están realizando, por lo que existen un conjunto básico de instrumentos de medida, tales como.
• Cinta métrica. Es un instrumentos de medición que se construye en una delgada lámina de acero al cromo, o de aluminio, o de un tramado de fibras de carbono unidas mediante un polímero de teflón (las más modernas). Las cintas métricas más usadas son las de 10, 15, 20, 25, 30, 50 y 100 metros.*
• Escuadra. La escuadra que se utiliza en los talleres es totalmente de acero, puede ser de aleta o plana y se utiliza básicamente para trazado y la verificación de perpendicularidad de las piezas mecanizadas.
• Flexómetro. Es un instrumento de medición parecido a una cinta métrica, pero con una particularidad que está construido de chapa elástica que se enrolla en fuelle tipo persiana, dentro de un estuche de plástico. Se fabrican en longitudes comprendidas entre uno y cinco metros , y algunos estuches disponen de un freno para impedir el enrollado automático de la cinta.
• Goniómetro (instrumento). Es un instrumento de medición que se utiliza para medir ángulos, comprobación de conos, y puesta a punto de las máquinas-herramientas de los talleres de mecanizado.
• Gramil. Es un instrumento de medición y trazado que se utiliza en los laboratorios de astrología y control de calidad, para realizar todo tipo de trazado en piezas como por ejemplo ejes de simetría, centros para taladros, excesos de mecanizado etc.
• Micrómetro (instrumento). Es un instrumento de medición cuyo funcionamiento está basado en el tornillo micro métrico que sirve para medir con alta precisión del orden de centésimas en milímetros (0,01 mm) y de milésimas de milímetros (0,001 mm) (micra)las dimensiones de un objeto.
• Nivel (instrumento) Es un instrumento de medición utilizado para determinar la horizontalidad o verticalidad de un elemento. Existen distintos tipos y son utilizados por agrimensores, carpinteros, albañiles, herreros, trabajadores del aluminio, etc. Un nivel es un instrumento muy útil para la construcción en general e incluso para colocar un cuadro ya que la perspectiva genera errores.Reloj comparador
• Pie de rey. El calibre o pie de rey, es un instrumento para medir dimensiones de objetos relativamente pequeños, desde centímetros hasta fracciones de milímetros (1/10 de milímetros o hasta 1/20 de milímetro).
• Regla (instrumento) . Es un instrumento de medición, construida de metal, madera o material plástico, que tiene una escala graduada y numerada en centímetros y milímetros y su longitud total rara vez supera el metro de longitud.
• Reloj comparador. Es un instrumento de medición que se utiliza en los talleres e industrias para la verificación de piezas ya que por sus propios medios no da lectura directa, pero es útil para comparar las diferencias que existen en la cota de varias piezas que se quieran verificar.

Generación del movimiento[editar]

Motor[editar]

Partes del cilindro de un motor

Artículo principal: Motor

Es el elemento encargado de la generación del movimiento. Las diversas clases de motores son:

Motor de combustión interna alternativo[editar]

• Motor Wankel
• Motor diésel
• Motor radial
• Motor rotativo
• motor transversal

Correa de distribución[editar]

Artículo principal: Correa de distribución

La correa de distribución o dentada , es uno de los más comunes métodos de transmisión de la energía mecánica entre un piñón de arrastre y otro arrastrado, mediante un sistema de dentado mutuo que posee tanto la correa como los piñones, impidiendo su deslizamiento mutuo. Se emplea muy frecuentemente en motores Otto y diésel de 4 tiempos entre el cigüeñal y el árbol de levas, en motores de motocicletas y maquinaria industrial,es una correa de goma que normalmente enlaza un generador de movimiento con un receptor de la misma por medio de poleas o piñones.

Árbol de levas[editar]

Artículo principal: Árbol de levas

Un árbol de levas es un mecanismo constituido por un eje en el que se colocan distintas levas, que pueden tener distintas formas y tamaños y estar orientadas de diferente manera,para activar diferentes mecanismos a intervalos repetitivos, como por ejemplo unas válvulas, es decir constituye un temporizador mecánico cíclico.

Transmisión del movimiento[editar]

Embrague[editar]

Artículo principal: Embrague

El embrague es un sistema que permite tanto transmitir como interrumpir la transmisión de una energía mecánica a su acción final de manera voluntaria. En un automóvil, por ejemplo, permite al conductor controlar la transmisión del par motor desde el motor hacia las ruedas.

Caja de cambios[editar]

Artículo principal: Caja de cambios

Caja de cambios

La caja de cambios o caja de velocidades (también llamada simplemente caja) es el elemento encargado de obtener en las ruedas el par motor suficiente para poner en movimiento el vehículo desde parado, y una vez en marcha obtener un par suficiente en ellas para poder vencer las resistencias al avance, fundamentalmente las resistencias aerodinámicas, de rodadura y de pendiente.

Árbol de transmisión[editar]

Artículo principal: Árbol de transmisión

El árbol de transmisión o eje de transmisión es el elemento encargado de transmitir el movimiento del motor a las ruedas.

Grupo cónico-diferencial[editar]

Artículo principal: Mecanismo diferencial

Es el elemento de la transmisión que reparte la potencia del movimiento a las ruedas estabilizando la velocidad de las mismas dependiendo de las curvas.