Práctica de laboratorio. Eficiencia de un tornillo de potencia

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TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE SALINA CRUZ

INGENIERÍA MECÁNICA

PRÁCTICA DE LABORATORIO:

Eficiencia de un tornillo de potencia

MATERIA:

Diseño Mecánico 2

PRESENTAN:

Cortés Vásquez Diego

Cuevas Pérez Daniel

ASESOR(A):

Ing. Orlando Martínez Hernández.

Salina Cruz, Oaxaca a 29 de octubre de 2025[pic 4]

Carrera a San Antonio Monterrey, km 1.7, C.P. 70701, Salina Cruz, Oaxaca

Tel. 01 (971) 7162837 y 7163242 e-mail: dir_salinacruz.tecm.mxwww.tecnm.mx I www.salinacruz.tecnm.mx

INTRODUCCIÓN

El tornillo de potencia es un elemento mecánico ampliamente utilizado en sistemas donde se requiere transformar un movimiento de rotación en un desplazamiento lineal, como en gatos mecánicos, prensas o husillos de máquinas herramienta. Su funcionamiento se basa en el principio del plano inclinado helicoidal, mediante el cual una fuerza tangencial aplicada al girar el tornillo genera una fuerza axial capaz de elevar o mover una carga.

En la presente práctica se busca comprender experimentalmente el principio de operación de un tornillo de potencia y determinar su eficiencia bajo diferentes condiciones de fricción. Para ello, se mide la relación entre el trabajo de entrada, producido por el par aplicado al girar el tornillo, y el trabajo útil, resultado del desplazamiento lineal de la tuerca o del resorte.

OBJETIVO.

•        Comprender el principio de funcionamiento de un tornillo como elemento de transmisión de potencia.

•        Medir experimentalmente la relación entre el trabajo de entrada y el trabajo útil.

•        Calcular la eficiencia de un tornillo y analizar la influencia de la fricción.

MATERIALES UTILIZADOS.

•        Tornillo de ferretería (mínimo 10 cm de longitud).

•        Tuerca correspondiente.

•        2 arandelas.

•        Soporte (bloque de madera o lámina metálica perforada).

•        Regla milimétrica o calibrador.

•        Resorte helicoidal calibrado o dinamómetro escolar (0–10 N aprox.).

•        Lápiz y libreta de registro.

FUNDAMENTO TEÓRICO.

El tornillo de potencia convierte un movimiento de rotación en un desplazamiento lineal.

La eficiencia (η) se define como:

η = (Trabajo útil/Trabajo de entrada)100

donde:

•        Trabajo útil: F x d (fuerza ejercida × desplazamiento lineal).

•        Trabajo de entrada: T x θ (torque aplicado × ángulo girado).

θ = [pic 5]

Coeficiente de fricción: λ = [pic 7][pic 6]

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Y el torque esta dado por:

• Otras fórmulas utilizadas:

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PROCEDIMIENTOS.

1. Fija la tuerca en el soporte con ayuda de pegamento fuerte o encajándola en un orificio.
2. Coloca arandelas entre la cabeza del tornillo y la superficie de contacto.
3. Inserta el tornillo y mide la posición inicial de su cabeza con la regla.
4. Conecta el resorte o dinamómetro para estimar la fuerza aplicada al girar el tornillo.
5. Da exactamente 5 vueltas completas al tornillo y mide el desplazamiento lineal obtenido.
6. Registra: número de giros, desplazamiento, fuerza aplicada.
7. Calcula el trabajo útil y el trabajo de entrada.
8. Determina la eficiencia del tornillo.
9. Repite el procedimiento variando condiciones: con y sin arandela, lubricado y seco.

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RESULTADOS ESPERADOS.

1. Sin arandela

Cálculos realizados para la obtención de resultados:

• Trabajo útil.

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•  Calculamos el Torque, iniciando con el valor de fricción:

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Ahora calculamos el trabajo de entrada

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• Eficiencia.

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Tabla con valores registrados: giros, desplazamiento, fuerza, trabajo útil, trabajo de entrada y eficiencia.

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