Máquinas compuestas: qué son, características y ejemplos
¿Qué son las máquinas compuestas?
Las máquinas complejas son el resultado de una combinación de dos o más máquinas simples. Pueden ser tan pequeñas como un reloj mecánico o tan grande como una grúa de construcción. Ejemplos de máquinas compuestas son los automóviles, las grúas o las bicicletas.
Para ser más claros, una máquina compuesta es un dispositivo mecánico formado a partir de un conjunto de máquinas simples conectadas en serie, de forma que la fuerza resultante de una proporciona la fuerza aplicada en la siguiente.
Una de las máquinas compuestas más simples y viejas, es la carretilla. La carretilla clásica se compone de dos palancas. Por un lado, sus manijas, que dan ventaja mecánica en el levantamiento de su carga.
Por el otro, por la rueda, que traduce el movimiento hacia delante en movimiento giratorio, disminuyendo la resistencia de fricción en comparación con arrastrar.
Características de las máquinas compuestas
Las máquinas compuestas tienen operadores que trabajan coordinadamente. Estos operadores pueden ser energéticos o mecánicos.
- Operadores energéticos: son aquellos operadores que almacenan y trasforman energías, entre los que destacan las pilas o baterías, que acumulan energía en movimiento. Y los motores, que se encargan de transformar esta energía.
- Operadores mecánicos: permiten el funcionamiento de una máquina y convierten la fuerza en movimiento. El conjunto de operadores mecánicos se denomina mecanismo. Los principales son la rueda, los ejes y los engranajes.
Pero antes de interiorizarnos en los distintos ejemplos de máquinas compuestas, es muy importante tener conocimiento de las máquinas simples.
Las máquinas simples son generalmente fáciles de entender y de trabajar. Incluyen elementos tales como palancas, que otorgan ventajas mecánicas, así como cuñas, ruedas de varias clases, poleas o engranajes. Si se juntan estos elementos se forma una máquina compuesta.
Sorprendentemente, solo hay seis máquinas simples que se utilizan para hacer máquinas complejas:
- Plano inclinado
- Cuña
- Polea
- Torno
- Palanca
- Tornillo
Estas máquinas fueron estudiadas durante el Renacimiento. Las tres máquinas simples de la familia de palancas son la palanca, la polea y la rueda y el eje. El plano inclinado, la cuña y el tornillo son las tres máquinas simples en la familia del plano inclinado.
Las máquinas simples de la familia de palancas realizan trabajo por una entrada de fuerza aplicada a cierta distancia de un punto de apoyo, que es un punto de giro. Una aplicación de fuerza en un lado del fulcro da lugar a una transferencia de fuerza a otra parte de la máquina.
Una sierra tiene el fulcro situado en el centro de un brazo rígido, pero el fulcro también podría estar en el extremo opuesto, como en el caso de una carretilla. En una polea, el fulcro es la rueda que la cuerda o la cadena gira alrededor.
La familia del plano inclinado de máquinas simples hace uso de una pendiente para permitir que algo se mueva hacia arriba o hacia abajo, o en el caso de una cuña, para separar las cosas. Un tornillo mantiene las cosas juntas a través de un plano inclinado envuelto alrededor de un eje central.
Máquinas simples tanto de la familia de planos inclinados como de la familia de palancas se pueden encontrar trabajando juntas en una moderna máquina compuesta, como por ejemplo una excavadora.
Ejemplos de máquinas complejas
1- Bicicleta
Es un vehículo impulsado por un hombre a través del pedal, de una sola vía, con dos ruedas unidas a un marco, una detrás de la otra.
Las bicicletas se introdujeron en el siglo XIX en Europa y en 2003, más de mil millones han sido producidas en todo el mundo, el doble de la cantidad de automóviles que se sacaron al mercado. Son el principal medio de transporte en muchas regiones.
2- Grapadora
Es un dispositivo mecánico que une páginas de papel o material similar al impulsar una fina grapa de metal a través de las hojas y doblar los extremos. Las grapadoras son ampliamente utilizadas en el gobierno, negocios, oficinas, hogares y escuelas.
3- Grúa
Una grúa es un tipo de máquina, generalmente equipada con una cuerda de polipasto, cuerdas o cadenas de alambre y poleas, que pueden usarse tanto para levantar y bajar materiales como para moverlos horizontalmente.
Se utiliza principalmente para levantar cosas pesadas y transportarlas a otros lugares. El dispositivo utiliza una o más máquinas simples para crear ventajas mecánicas.
4- Abrelatas
Es un dispositivo utilizado para abrir latas de metal. Aunque la preservación de los alimentos usando latas de estaño se había practicado desde al menos 1772 en los Países Bajos, los primeros abridores de latas no fueron patentados hasta 1855 en Inglaterra y 1858 en los Estados Unidos.
5- Gato del coche
Es un dispositivo utilizado para elevar grandes pesos, a través del accionamiento de una palanca. Pueden ser mecánicos o hidráulicos.
6- Camión de remolque
Es un camión usado para mover vehículos de motor discapacitados, estacionados incorrectamente, incautados, o de otra manera indispuestos.
Esto puede implicar la recuperación de un vehículo dañado en un accidente, devolviendo uno a una superficie manejable en un accidente o mal tiempo, o remolcando o transportando uno a través de la plataforma a un taller de reparación u otro lugar.
7- Cerradura
Es un dispositivo de sujeción mecánico o electrónico que es liberado por un objeto físico (tal como una llave, una tarjeta de llave, una huella digital, una tarjeta RFID, un token de seguridad, etc.), suministrando información secreta.
8- Cortadora de césped
Es una máquina que utiliza una o más hojas giratorias para cortar una superficie de hierba a una altura uniforme.
La altura de la hierba cortada puede fijarse mediante el diseño de la segadora, pero generalmente es ajustable por el operario, normalmente por una sola palanca maestra o por una palanca o tuerca y perno en cada una de las ruedas de la máquina.
9- Polipasto
Es un dispositivo utilizado para levantar o bajar una carga por medio de un tambor o rueda elevadora alrededor de la cual se enrolla la cuerda o la cadena. Puede ser accionado manualmente, accionado eléctricamente o neumáticamente.
10- Triciclo
Es un vehículo de tres ruedas con propulsión humana (o de gravedad).
11- Pistola
Las armas de fuego son máquinas compuestas por varios mecanismos divididos en el cañón, la caja de cambios, la culata, la corredera, el cargador, y el cilindro. Están ideadas para la defensa, caza o para ciertos deportes.
12- Tornillo de banco
Es una máquina compuesta ideada para dar sujeción a un objeto con el fin de poder aplicarle alguna operación mecánica como perforado, fresado, limado o corte. El tornillo de banco funciona a partir de una palanca (el mango) conectada con un tornillo que funciona a partir de un conjunto de ejes y engranajes.
13- Encendedor
También llamado mechero, es capaz de emitir una llama con la que encender o quemar otros cuerpos. Se compone de una rueda, una piedra, un pulsador, una válvula y un depósito para gas líquido (propano o butano).
Referencias
- Maquinas Compuestas .onatan-maquina.blogspot.com.ar.
- Simmons, Ron; Cindy Barden (2008).Discover! Work & Machines. USA: Milliken.
- com: (World heritage)”3. any device that converts another form of energy into mechanical energy to produce motion”.
- Reuleaux, F., 1876The Kinematics of Machinery, (trans. and annotated by A. B. W. Kennedy), reprinted by Dover, New York (1963).