§ 24. Основные части машин

      Машина — это устройство, предназначенное для выполнения какой-либо работы путём преобразования одного вида энергии в другой.

       Вспомните, в зависимости от функций, которые выполняют машины, они делятся на рабочие, энергетические и информационные.   Энергетические машины преобразуют один вид энергии в другой. Например, в обычном автомобиле энергетическая машина   — бензиновый двигатель, который преобразует химическую энергию топлива в механическую энергию вращения, электрическую в механическую (стиральная машина) или тепловую в механическую (двигатель в автомобиле). В электрическом двигателе электрическая энергия преобразуется в механическую энергию вращающейся части двигателя — ротора.

Машины-генераторы — преобразуют механическую энергию в другой вид энергии, например: турбина электростанции превращает энергию текущей в реке воды в электрическую энергию.

Информационные машины преобразуют информацию. К этой группе относятся электронно-вычислительные машины (ЭВМ), персональные компьютеры (ПК), кассовые аппараты и др.

Рис.1. Кассовый аппарат

К рабочим машинам относятся технологические, транспортные, транспортирующие и бытовые машины. Транспортные машины осуществляют перемещение людей и грузов на большие расстояния. К ним относятся самолёты, локомотивы, автомобили (рис.2).

Рис. 2. Карьерный самосвал  грузоподъёмностью 610 тонн

Транспортирующие машины перемещают людей, грузы и изделия на малые расстояния. К  этой группе относятся эскалаторы, подъёмные краны (рис. 3), лифты, конвейеры.

Рис. 3.   128-метровый  портальный кран отечественного производства

Технологические машины предназначены для преобразования материалов, для изменения размеров и форм заготовок. Примером технологической машины является токарный станок для обработки древесины СТД-120М (рис. 4), основное назначение которого — изготовление деталей из древесины посредством точения.

Рис.4. Токарный станок по обработке древесины

Бытовые машины используются в домашнем хозяйстве. К этой группе относятся, например, пылесосы, стиральные и посудомоечные машины, миксеры, соковыжималки (рис. 5).

Рис. 5. Соковыжималка и холодильник

      Машины состоят из одного или нескольких связанных между собой механизмов. Механизм — это устройство, имеющее несколько деталей, в котором при движении одного элемента (звена) другие звенья выполняют определённые согласованные движения.

     Любая машина состоит из механизмов, а механизмы — из отдельных деталей.

Деталь — изделие, изготовленное из однородного материала без применения сборочных операций.

        Детали могут быть простыми и сложными. Простые детали (болт, гайка, шайба) применяют почти во всех изделиях. Сложными называют детали, которые имеют непростую форму и на их изготовление требуется много времени (например, станина станка, зубчатое колесо ручной дрели и др.).

В машиностроении существует две группы деталей: детали общего назначения, или типовые (рис. 6), и специальные детали. Типовые детали встречаются практически во всех машинах, специальные детали создаются для одного или нескольких типов машин (например, станины и корпуса станков). Работоспособность деталей оценивается по прочности, жёсткости, износостойкости, морозостойкости, теплостойкости и т. д.

Рис. 6. Типовые детали машин и механизмов: а – болт с гайкой; б – коленчатый вал; в – подшипник качения

В механизме детали могут быть соединены по разному: соединения деталей бывают подвижные (ось и колесо велосипеда) и неподвижные (обод и колесо велосипеда). Неподвижные соединения подразделяются на разъёмные и неразъёмные. Разъёмные соединения могут быть разобраны и собраны без поломки изделия. Примером может служить резьбовое соединение (рис. 7).

Рис. 7. Резьбовое соединение

При неразъёмном соединении детали можно разъединить лишь при разрушении крепления или самих деталей. Соединение заклёпками или сварное соединение (рис. 8) – примеры неразъёмных соединений.

Рис. 8. Неразъёмные соединения: а – заклёпка с полукруглой головкой; б – сварные соединения

Полезная информация

Наливное водяное колесо (рис. 9) – механическое устройство для преобразования энергии падающей воды в энергию вращательного движения, с тем чтобы посредством оси колеса можно было совершать работу.

Рис. 9. Наливное водяное колесо

Кинематика  — в переводе с греческого «движение».

Основные понятия и термины:

техника, машина, энергетическая машина, рабочая машина, информационная машина, технологическая машина, транспортирующая машина, транспортная машина, бытовая машина, механизм, винтовой механизм, деталь, типовые и специальные детали, соединение деталей, разъёмные и неразъёмные соединения, подвижные и неподвижные соединения.

? Вопросы и задания

1. К какой группе (видам) машин относятся пылесос, компьютер, сверлильный станок, стиральная машина?

2.  Почему в настоящее время широко используются промышленные роботы, станки-автоматы, автоматические цеха и заводы?

3.  Какими показателями можно оценить работоспособность шариковой ручки?

Задание

Используя материал параграфа и сведения из Интернета, заполните следующие таблицы.

Таблица 1. Группы машин

Таблица 2. Кинематические схемы

Таблица 3. Виды соединений