Общая характеристика машин

Категория:
Машиноведение


Общая характеристика машин

Машиной называется механизм или система механизмов, предназначенная для преобразования энергии или выполнения работы. Все машины делятся на две группы: машины-двигатели и машины-орудия (рабочие машины).

К машинам-двигателям относятся машины, преобразующие какой-либо вид энергии в энергию механическую. Машины-двигатели подразделяются на первичные и вторичные. К первичным относятся машины-двигатели, использующие силы природы: энергию ветра, воды, солнца, топлива, — ветряные, гидравлические и тепловые. Вторичные машины-двигатели используют уже полученную энергию, например электродвигатели и пневматические двигатели.

Использование и преобразование энергии в первичных и вторичных двигателях основано на законе сохранения и превращения энергии. Действие этого закона можно проследить на работе теплового двигателя, в котором внутренняя (химическая) энергия топлива при сгорании преобразуется во внутреннюю энергию газа, а последняя в процессе работы — в механическую энергию поршня или рабочего колеса.

Машины-орудия (рабочие машины) используют механическую энергию двигателей для выполнения полезной механической работы по обработке материалов и перемещению грузов. В соответствии с этим все рабочие машины подразделяются на технологические, т. е. обрабатывающие (станки и машины по обработке материалов), транспортные (автомобили, тепловозы, паровозы, самолеты, теплоходы и др.), грузоподъемные (подъемные краны, лебедки и т. п.) и транспортирующие (транспортеры, насосы и др.).

Принципиальное устройство машин заключается в том, что любая машина состоит из двигательного, исполнительного и передаточного механизмов.

Двигательный механизм служит для приведения машины в действие. Так, у токарного станка двигательным механизмом является привод со ступенчатыми шкивами и зубчатым перебором, у автомобиля — двигатель внутреннего сгорания.

Все большее распространение получают машины, представляющие собой сочетание машины-двигателя и машины-орудия. Примерами могут служить паровая машина на паровозе, двигатель внутреннего сгорания, установленный на автомобиле, тепловозе, самолете. На трамвае, троллейбусе, электропоезде двигателями являются электродвигатели, получающие электрическую энергию из сети.

На современных металлорежущих станках электродвигатели образуют со станком одно целое, причем на больших станках устанавливают два или несколько электродвигателей, обеспечивающих движения резания и подачи. Такая сложная машина, как шагающий экскаватор для приведения в движение различных механизмов (передвижение по земле, подъем и опускание стрелы, подъем и перемещение груза и т. д.), имеет при себе целую электростанцию и несколько десятков электродвигателей.

Рис. 1. Двигательный, передаточный и исполнительный механизмы автомобиля.

Передаточные механизмы служат для передачи движения от двигателя к исполнительному механизму. Примерами передаточных механизмов являются цепные передачи велосипеда и мотоцикла, ременная, цепная, фрикционная и зубчатые передачи в металлорежущих станках, молотах и прессах и т. д.

Передаточные механизмы часто бывают сложными по устройству, так как они не только передают движение, но и регулируют его, изменяя скорость и направление движения рабочих органов.

В современном токарно-винторезном станке для передачи движения от двигателя к шпинделю служит коробка скоростей, а для передачи движения к резцу — механизмы подачи (трензель, коробка подач, ходовые винт и валик, механизм фартука).

В автомобиле к механизмам передачи относятся сцепление, коробка скоростей, главная передача и дифференциал. В подъемных кранах и экскаваторах к передаточным механизмам относятся системы рычагов, блоков с троссами и т. д.

Исполнительный механизм приводит в движение рабочий орган машины, выполняя операции, ради которых создана машина. Например, у швейной машины исполнительным механизмом являются кривошипно-шатунный, кулисный, кулачковый и другие механизмы, а рабочие органы — шток с иглой, нитепритягиватель, гребенка, челнок.

В металлорежущих станках исполнительными механизмами являются устройства для приведения в движение режущих инструментов и обрабатываемого материала. Например, суппорт и шпиндель у токарного станка, шпиндель и стол у сверлильного и фрезерного станков; стрела у экскаватора и подъемного крана; механизмы перемещения гусениц и колес у самоходных машин.

Исполнительный механизм вместе с рабочим органом выполняет основную работу и является основным в машине.

Кроме двигательных, передаточных и исполнительных механизмов, большое место в современных машинах занимают механизмы управления двигателем и другими механизмами и частями машины.

Чтобы повысить производительность машин, сделать их более легкими и удобными в управлении, происходит постоянное улучшение их конструкций и автоматизация. Это освобождает рабочего от выполнения различных операций по установке и закреплению материалов и инструментов, по передвижению (подаче) резца, по включению и выключению двигателя и пр. Автоматизация машин в нашей стране быстро развивается. В производстве используются разнообразные станки-автоматы, создаются автоматические линии станков, которые не только выполняют обработку сложных изделий, но и контролируют их качество. Контроль за работой автоматических линий производится опытными механиками по специальным приборам на пульте управления.

Важнейшее место в современных станках-автоматах занимает комбинирование операций, которые раньше выполнялись на различных станках. Таким образом, вместо отдельных машин появляются так называемые комбайны. Комбайны широко применяются и в сельском хозяйстве (зерновой, свекольный, кукурузный), где они выполняют несколько различных операций: уборку, обработку и сортировку зерна или овощей.

В угольной промышленности горные комбайны выполняют и зарубку, и навалку, и перемещение угля. В металлообрабатывающей промышленности также применяются комбайны, которые называются агрегатными станками и используются для поточных автоматических линий.

Машины, применяемые в современной промышленности, отличаются большой скоростью работы, а следовательно, высокой производительностью.

В различных производствах применяются очень маленькие машины, производящие обработку мелких деталей, и машины-гиганты, имеющие огромные размеры и мощность и производящие обработку очень крупных изделий.

К современной машине предъявляются высокие требования, основными среди которых являются высокая производительность, быстроходность, легкость в управлении,

Очень важно, чтобы машина была небольшой по размеру и занимала немного места, была сравнительно легкой по весу и удобной для перемещения, требовала для изготовления как можно меньше материалов. Поэтому инженеры, создающие машины, стремятся облегчить их части, сделать их меньшими по размерам и в то же время повысить их прочность и износоустойчивость.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум