Guia Completa de Màquines, Energia i Motors: Funcionament i Components

Màquines i Aparells: Característiques Essencials

Les màquines i aparells funcionen amb aportació d'energia, la transmeten i transformen, i produeixen diversos efectes:

• Treball mecànic
• Transport
• Control de temperatura i ambient
• Generació de so, informació i imatge

Parts d'una Màquina

Les màquines estan formades per peces amb finalitats diferents. S'hi poden distingir diverses parts:

Estructura

Constituïda per les parts fixes de la màquina sobre les quals es recolzen la resta de les peces.

Components de l'Estructura

L'estructura de qualsevol màquina serveix per situar-hi i fixar-hi mecanismes i circuits. Està formada per:

• Carcassa o xassís
• Braços o extensions
• Guies i articulacions
• Amortidors

Mecanismes

Són les parts mòbils de la màquina. Transmeten la força i el moviment.

Circuits

S'encarreguen de controlar el flux de l'energia elèctrica o dels fluids a pressió.

Tipus de Circuits

• Circuits elèctrics
• Circuits electrònics
• Circuits de fluids (pneumàtics, hidràulics)

Les energies més utilitzades a les màquines són: elèctrica, termoquímica, fluids a pressió (pneumàtica o hidràulica) i mecànica.

Maniobra i Control en les Màquines

Accionaments Externs

Inclouen:

• Comandaments a distància
• Temporitzadors
• Dispositius de maniobra
• Interruptors d'engegada
• Selectors de funcionament

Control Automàtic

Les màquines i aparells que utilitzem disposen de funcions automàtiques. En el funcionament automàtic intervenen diferents tipus de dispositius:

• Unitats de control
• Sensors
• Òrgans de comandament

Cilindrada

La cilindrada (V) es calcula amb la següent fórmula:

V = (π * D² / 4) * C * n

On:

• π (Pi) ≈ 3.14
• D és el diàmetre del cilindre
• C és la carrera del pistó
• n és el nombre de cilindres

Fonts d'Energia

L'energia es destina a:

• El funcionament de màquines i aparells
• El condicionament d'habitatges i locals
• L'extracció i la transformació de materials

Classificació de les Fonts d'Energia

Renovables

Es poden utilitzar d'una manera continuada per proporcionar-nos energia.

No Renovables

Un cop utilitzades, no es tornen a generar.

Per transformar l'energia s'utilitzen diferents dispositius de transformació, com ara: motors de combustió, resistències elèctriques, turbines, alternadors, etc.

Combustibles

Són substàncies d'origen orgànic que, en combinar-se amb l'oxigen, experimenten un canvi químic. Exemples comuns inclouen:

• Carbó
• Petroli
• Gas natural

Els residus sòlids urbans i agrícoles, així com els biocarburants, ajuden a evitar problemes de transport i són alternatives més sostenibles.

Motors de Combustió Interna

Motor de 4 Temps

Aquests motors estan constituïts per cilindres. Al seu interior es desplaça un pistó que, mitjançant una biela, fa girar el cigonyal. Poden ser de gasolina o dièsel. L'entrada i sortida de gasos és controlada per vàlvules. Els quatre temps són:

1. Admissió
2. Compressió
3. Explosió
4. Escapament

Motor de 2 Temps

El seu funcionament és similar al de 4 temps, però realitzen el seu cicle complet en una sola pujada i baixada de pistó. És un motor senzill i lleuger, no disposa de vàlvules i acostuma a ser d'un sol cilindre.

Turbines i Reactors

Les turbines de vapor de les centrals tèrmiques, les màquines d'aire comprimit i els motors de reacció en els avions obtenen la seva energia mecànica de la següent manera:

El vapor d'aigua s'aconsegueix a les calderes. Les turbines reben aquest vapor a pressió i l'obliguen a passar per una sèrie de rodes amb àleps o aspes. La circulació del vapor provoca el gir de les rodes.

Motors de Reacció

Es pren l'aire per la part davantera i es passa a un compressor giratori. L'aire comprimit i calent travessa una cambra de combustió on s'injecta combustible. L'explosió provoca una forta expansió dels gasos cremats, que a la seva sortida produeixen un gran impuls cap endavant.