Mašinos ir mechanizmai

MAŠINOS IR MECHANIZMAI
mechaniniai įrenginiai, palengvinantys darbą ir didinantys jo našumą. Mašinos gali būti įvairaus sudėtingumo – nuo ​​paprastos vienratės karučio iki liftų, automobilių, spaudos, tekstilės, kompiuterių. Energijos mašinos paverčia vieną energijos formą kita. Pavyzdžiui, hidroelektriniai generatoriai paverčia mechaninę krintančio vandens energiją į elektros energiją. Vidaus degimo variklis cheminę benzino energiją paverčia šiluma, o vėliau – mechanine automobilio energija.
(taip pat žr
ELEKTROMECHANINIAI GENERATORIAI IR ELEKTROS VARIKLIAI;
ŠILUMINIS VARIKLIS;
TURBINA).
Vadinamosios darbo staklės transformuoja medžiagų (metalo pjovimo staklės, transportavimo staklės) arba informacijos (kompiuteriai) savybes ar būklę. Mašinos susideda iš mechanizmų (variklio, transmisijos ir vykdomojo) – kelių grandžių įrenginių, kurie perduoda ir transformuoja jėgą ir judėjimą. Paprastas mechanizmas, vadinamas grandininiu keltuvu
(žr. BLOKAI IR POLESPATS),
padidina apkrovai taikomą jėgą ir taip leidžia rankiniu būdu kelti sunkius daiktus. Kiti mechanizmai palengvina darbą padidindami greitį. Pavyzdžiui, dviračio grandinė, kuri susijungia su žvaigždute, lėtą pedalus paverčia greitu galinio rato sukimu. Tačiau greitį didinantys mechanizmai tai daro mažindami jėgą, o didinantys jėgą – mažindami greitį. Neįmanoma vienu metu padidinti greičio ir jėgos. Mechanizmai taip pat gali tiesiog pakeisti jėgos kryptį. Pavyzdys – kaladėlė vėliavos stiebo gale: norint pakelti vėliavą, virvelė traukiama žemyn. Krypties pakeitimas gali būti derinamas su jėgos ar greičio padidėjimu. Taigi, didelį krovinį galima pakelti paspaudus svirtį žemyn.
PAGRINDINIAI MAŠINŲ IR MECHANIZMŲ VEIKIMO PRINCIPAI
Pagrindinis įstatymas. Nors mechanizmai leidžia išgauti jėgą ar greitį, tokio padidėjimo galimybes riboja energijos tvermės dėsnis. Taikant mašinas ir mechanizmus, sakoma: energija negali nei atsirasti, nei išnykti, ją galima tik paversti kitų rūšių energija arba darbu. Todėl mašinos ar mechanizmo išvesties energija negali būti didesnė už įvestą energiją. Be to, tikrose mašinose dalis energijos prarandama dėl trinties. Kadangi darbas gali būti paverstas energija ir atvirkščiai, mašinų ir mechanizmų energijos tvermės dėsnį galima parašyti kaip įvesties darbas = išėjimo darbas + trinties nuostoliai. Tai ypač parodo, kodėl amžinasis variklis yra neįmanomas: dėl neišvengiamo energijos praradimo dėl trinties jis anksčiau ar vėliau sustos.
Įgyja jėgos ar greičio. Mechanizmai, kaip minėta aukščiau, gali būti naudojami stiprumui ar greičiui padidinti. Idealus arba teorinis jėgos arba greičio padidėjimas yra jėgos arba greičio padidėjimo greitis, kuris būtų įmanomas, jei nebūtų energijos nuostolių dėl trinties. Idealus pelnas praktiškai nepasiekiamas. Tikrasis padidėjimas, pavyzdžiui, esant jėgai, yra lygus jėgos (vadinamos apkrovos), kurią sukuria mechanizmas, ir jėgos (vadinamos jėga), kuri taikoma mechanizmui, santykiui.
mechaninis efektyvumas. Naudinga
Mašinos veiksmas vadinamas procentiniu darbo išvesties ir darbo jo įvestyje santykiu. Mechanizmo efektyvumas yra lygus tikrojo ir idealaus padidėjimo santykiui. Svirties efektyvumas gali būti labai didelis – iki 90% ar net daugiau. Tuo pačiu metu grandininio keltuvo efektyvumas dėl didelės trinties ir judančių dalių masės paprastai neviršija 50%. Dėl didelio varžto ir jo korpuso sąlyčio ploto, taigi ir didelės trinties, kėliklio efektyvumas gali siekti tik 25%. Tai maždaug toks pat efektyvumas kaip ir automobilio variklio. Žiūrėti AUTOMOBILIŲ KELEIVIS. Tam tikrose ribose efektyvumą galima padidinti sumažinus trintį dėl tepimo ir riedėjimo guolių naudojimo. Taip pat žiūrėkite TEPIMAS.
PAprasti MECHANIZMAI
Paprasčiausius mechanizmus galima rasti beveik visose sudėtingesnėse mašinose ir mechanizmuose. Jų yra šeši: svirtis, blokas, diferencialo vartai, pasvirusi plokštuma, pleištas ir varžtas. Kai kurie autoritetai teigia, kad iš tikrųjų galime kalbėti tik apie du paprastus mechanizmus - svirtį ir pasvirusią plokštumą - nes nesunku parodyti, kad blokas ir vartai yra svirties variantai, o pleištas ir varžtas yra pasvirusios plokštumos variantai. .
Svirties rankena. Tai standus strypas, kuris gali laisvai suktis apie fiksuotą tašką, vadinamą atramos tašku. Svirties pavyzdys – laužtuvas, skaldytas kūjis, karutis, šluota. Yra trijų tipų svirtys, besiskiriančios apkrovos ir pastangų taikymo taškų bei atramos taško tarpusavio išdėstymu (1 pav.). Idealus sverto padidėjimas yra lygus atstumo DE nuo jėgos taikymo taško iki atramos taško ir atstumo DL nuo apkrovos taikymo taško iki atramos taško santykiui. I tipo svirties atstumas DE paprastai yra didesnis nei DL, todėl idealus galios padidėjimas yra didesnis nei 1. II tipo svirties idealus galios padidėjimas taip pat yra didesnis nei vienas. Kalbant apie trečiosios rūšies svirtį, DE vertė jam yra mažesnė nei DL, todėl greičio padidėjimas yra didesnis nei vienas.

Blokuoti. Tai ratas su grioveliu per perimetrą virvei ar grandinei. Kėlimo įrenginiuose naudojami blokai. Blokų ir trosų sistema, skirta padidinti keliamąją galią, vadinama grandininiu keltuvu. Vienas blokas gali būti arba su fiksuota ašimi (išlyginamoji) arba kilnojamas (2 pav.). Blokas su fiksuota ašimi veikia kaip I klasės svirtis su atramos tašku ant jo ašies. Kadangi jėgos svirtis yra lygi apkrovos svirties (bloko spindulys), idealus jėgos ir greičio padidėjimas yra 1. Kita vertus, kilnojamasis blokas veikia kaip II tipo svirtis, nes apkrova yra tarp atramos taško ir jėga. Apkrovos svirtis (bloko spindulys) yra pusė jėgos peties (bloko skersmens). Todėl judančiam blokui idealus stiprumo padidėjimas yra 2.

Lengvesnis būdas nustatyti idealų bloko ar blokų sistemos stiprumą yra lygiagrečių lyno galų, laikančių krovinį, skaičių, kaip nesunku suprasti pažiūrėjus į pav. 2. Išlyginamuosius ir judančius blokus galima derinti įvairiais būdais, kad padidėtų jėgos padidėjimas. Viename narvelyje galima montuoti du, tris ar daugiau blokų, o kabelio galą galima pritvirtinti prie stacionaraus arba kilnojamo narvelio.
Diferencialiniai vartai. Iš esmės tai yra du ratai, sujungti kartu ir besisukantys aplink tą pačią ašį (3 pav.), pavyzdžiui, šulinio vartai su rankena.

Diferencialiniai vartai gali padidinti tiek jėgą, tiek greitį. Tai priklauso nuo to, kur veikia jėga ir kur yra apkrova, nes ji veikia kaip I tipo svirtis. Atramos taškas yra ant fiksuotos (fiksuotos) ašies, todėl jėgos ir apkrovos rankos yra lygios atitinkamų ratų spinduliams. Tokio jėgos stiprinimo įtaiso pavyzdys yra atsuktuvas, o greičio didinimui – šlifavimo diskas.
Krumpliaračiai. Dviejų tinklinių pavarų sistema, sėdi ant vienodo skersmens velenų (4 pav.), yra šiek tiek panaši į diferencialo vartus (taip pat žr. GEAR). Ratų sukimosi greitis yra atvirkščiai proporcingas jų skersmeniui. Jei mažoji pavara A (kuriai taikoma jėga) yra pusė didelės pavaros B skersmens, ji turėtų suktis dvigubai greičiau. Taigi tokio krumpliaračio stiprinimas yra lygus 2. Bet jei jėgos ir apkrovos taikymo taškai yra pakeisti taip, kad ratas B taptų varomuoju, tai jėgos stiprinimas bus 1/2, o stiprinimas greitis bus 2.

Pasvirusi plokštuma. Pasvirusi plokštuma naudojama sunkiems daiktams perkelti į aukštesnį lygį, jų tiesiogiai nekeliant. Tokie įtaisai yra rampos, eskalatoriai, įprasti laiptai ir konvejeriai (su ritinėliais, kad sumažintų trintį). Idealus jėgos padidėjimas, kurį suteikia pasvirusi plokštuma (5 pav.), yra lygus atstumo, per kurį juda apkrova, ir atstumo, kurį nuvažiuoja jėgos taikymo taškas, santykiui. Pirmasis yra pasvirusios plokštumos ilgis, o antrasis - aukštis, iki kurio pakeliama apkrova. Kadangi hipotenuzė yra ilgesnė už koją, pasvirusi plokštuma visada padidina jėgą. Didesnis pelnas, tuo mažesnis plokštumos nuolydis. Tai paaiškina, kad kalnų keliai ir geležinkeliai atrodo kaip serpantinas: kuo mažesnis kelias, tuo lengviau juo kopti.

Pleištas. Iš esmės tai yra dvigubai pasvirusi plokštuma (6 pav.). Pagrindinis jo skirtumas nuo nuožulniosios plokštumos yra tas, kad jis dažniausiai yra nejudantis, o apkrova juda išilgai ja veikiant jėgai, o pleištas įsukamas po apkrova arba į apkrovą. Pleišto principas naudojamas tokiuose įrankiuose ir padarguose kaip kirvis, kaltas, peilis, vinis, siuvimo adata.

Idealus pleišto stiprumo padidėjimas yra lygus jo ilgio ir buko galo storio santykiui. Tikrą pleišto atlygį, skirtingai nei kiti paprasti mechanizmai, sunku nustatyti. Pasipriešinimas, su kuriuo jis susiduria, nenuspėjamai skiriasi skirtingose ​​jo „skruostų“ vietose. Dėl didelės trinties jo efektyvumas toks mažas, kad idealus stiprinimas neturi didelės reikšmės.
Varžtas. Sraigto sriegis (7 pav.) iš esmės yra pasvirusi plokštuma, pakartotinai apvyniota aplink cilindrą. Priklausomai nuo pasvirusios plokštumos kilimo krypties, varžto sriegis gali būti kairinis (A) arba dešinysis (B). Poravimosi dalis, žinoma, turi turėti siūlą ta pačia kryptimi. Paprastų prietaisų su srieginiais sriegiais pavyzdžiai yra domkratas, varžtas su veržle, mikrometras, spaustukai.

Kadangi siūlas yra pasvirusi plokštuma, jis visada padidina stiprumą. Idealus padidėjimas yra lygus atstumo, kurį nuvažiuoja jėgos taikymo taškas vienam sraigto apsisukimui (perimetras), ir atstumo, kurį apkrova nuvažiuoja išilgai varžto ašies, santykiui. Vieno apsisukimo metu apkrova perkelia atstumą tarp dviejų gretimų sriegių (a ir b arba b ir c 7 pav.), kuris vadinamas sriegio žingsniu. Sriegio žingsnis paprastai yra daug mažesnis nei jo skersmuo, nes kitu atveju trintis yra per didelė.
KOMBINUOTI MECHANIZMAI
Kombinuotas mechanizmas susideda iš dviejų ar daugiau paprastų. Tai nebūtinai sudėtingas įrenginys; daugelis gana paprastų mechanizmų taip pat gali būti laikomi kombinuotais. Pavyzdžiui, mėsmalėje yra vartai (rankena), varžtas (stumia mėsą) ir pleištas (peilis pjaustytuvas). Rankinio laikrodžio rodyklės sukasi skirtingo skersmens krumpliaračių sistema, susiliejančia viena su kita. Vienas žinomiausių paprastų kombinuotų mechanizmų yra domkratas. Lizdas (8 pav.) yra varžto ir apykaklės derinys. Sraigto galvutė palaiko apkrovą, o kitas galas patenka į srieginę atramą. Jėga veikiama varžto galvutėje pritvirtintai rankenai. Taigi jėgos atstumas yra lygus perimetrui, aprašytam rankenos gale. Apskritimo perimetras pateikiamas 2pr, kur p = 3,14159, o r yra apskritimo spindulys, t.y. šiuo atveju rankenos ilgis. Akivaizdu, kad kuo ilgesnė rankena, tuo didesnis idealus galios padidėjimas. Atstumas, kurį krovinys nuvažiuoja per vieną rankenos apsisukimą, yra lygus sriegio žingsniui. Idealiu atveju galima gauti labai didelį stiprumo padidėjimą, jei ilga rankena derinama su mažu sriegio žingsniu. Todėl, nepaisant mažo domkrato efektyvumo (apie 25%), jis tikrai padidina jėgą.

Kombinuoto mechanizmo sukurtas galios padidėjimas yra lygus atskirų mechanizmų, įtrauktų į jo sudėtį, padidėjimo sandaugai. Taigi idealus domkrato stiprumo padidėjimas (IVS) yra lygus rankenos aprašyto apskritimo ir sriegio žingsnio santykiui. Į domkratą įtrauktų vartų IVS yra lygus rankenos aprašyto perimetro (jėgos atstumo) ir varžto perimetro (apkrovos atstumo) santykiui. Sraigto kėliklio atveju IVS yra lygus varžto perimetro (jėgos atstumo) ir varžto sriegio žingsnio (apkrovos atstumo) santykiui. Padauginus atskirų kėliklio mechanizmų IVS, gauname kombinuotą mechanizmą IVS = (rankenos apskritimas / varžto apskritimas) * (varžto apskritimas / sriegio žingsnis) = (rankenos apskritimas / sriegio žingsnis). Sudėtingesniems kombinuotiems mechanizmams IVS apskaičiuoti sunkiau. Todėl dažniausiai jie nurodo tik tikrus laimėjimus.
taip pat žr
KAMTELĖS ĮRANGA ;
DINAMIKA ;
METALO PJOVIMO MAŠINOS;
MECHANIKA .
LITERATŪRA
Popovas S.A. Kurso projektavimas apie mechanizmų ir mašinų teoriją. M., 1986 m

Collier enciklopedija. – Atvira visuomenė. 2000 .

Pažiūrėkite, kas yra „MAŠINOS IR MECHANIZMAI“ kituose žodynuose:

- "Mašinos ir mechanizmai" Specializacija: mokslo populiarinimas Periodiškumas: kas mėnesį Sutrumpintas pavadinimas: MM Kalba: rusų Redakcijos adresas: 197110, Sankt Peterburgas, g. Bolshaya Raznochinnaya 28 ... Vikipedija

Montavimo metu naudojamos mašinos ir mechanizmai.- 8. Montavimo metu naudojamos mašinos ir mechanizmai. Sunkvežimyje montuojamas kranas 10 t ir vikšrinis kranas g.p. iki 100 tonų Transporto priemonės supakuotų pristatymo vienetų transportavimui į gyvenvietės įrengimo vietą. 5 t, vikšriniai traktoriai ......

GOST 12.2.106-85: Darbo saugos standartų sistema. Mašinos ir mechanizmai, naudojami kuriant rūdos, nemetalų ir aliuvinių mineralų telkinius. Bendrieji higienos reikalavimai ir vertinimo metodai- Terminija GOST 12.2.106 85: Darbo saugos standartų sistema. Mašinos ir mechanizmai, naudojami kuriant rūdos, nemetalų ir aliuvinių mineralų telkinius. Bendrieji higienos reikalavimai ir vertinimo metodai originalus dokumentas ... Norminės ir techninės dokumentacijos terminų žodynas-žinynas

automobiliai- 3.26 mašinos (mašinos): įtaisas, sudarytas iš tarpusavyje sujungtų dalių arba komponentų, iš kurių bent viena juda, su susijusiomis pavaromis, maitinimo ir valdymo grandinėmis ir tt, kartu ... Norminės ir techninės dokumentacijos terminų žodynas-žinynas

Pakrovimo ir iškrovimo mašinos- - pagrindinė šių mašinų ir mechanizmų paskirtis yra dirbti su įvairių prekių judėjimu. Paprastai tai yra savaeigės universalios transporto priemonės, paprastai pagrįstos ratinėmis transporto priemonėmis. Jie taip pat naudoja greitai nuimamus darbuotojus ...

Kėlimo mašinos- - visų tipų kranai, ekskavatoriniai kranai (ekskavatoriai skirti dirbti su kabliu, pakabintu ant lyno), keltuvai, gervės kroviniams ir žmonėms kelti. [Saugos taisyklės eksploatuojant šilumą vartojančius įrenginius ir šiluminius ... ... Statybinių medžiagų terminų, apibrėžimų ir paaiškinimų enciklopedija

Užpildų purenimo mašinos- - įtaisai ir mechanizmai, skirti atkurti sušalusių užpildų takumą jų iškrovimo metu; Pagal veikimo principą jie skirstomi į vibracinius ir vibro-smūginius. [Betono ir gelžbetonio terminų žodynas. Federalinė valstybinė vieninga įmonė "Mokslinių tyrimų centras" ... Statybinių medžiagų terminų, apibrėžimų ir paaiškinimų enciklopedija

Iškrovimo mašinos- - skirtos agregatų iškrovimui iš gondolinių vagonų ir platformų (iškrovimas iš gondolinių vagonų atliekamas kelių kaušų liftu, iš platformų – stūmikliu; tiekimas į rietuves, silosus juostiniais konvejeriais). [Terminologinis žodynas… … Statybinių medžiagų terminų, apibrėžimų ir paaiškinimų enciklopedija