Классификация машин

ОСНОВЫ СТРУКТУРЫ МЕХАНИЗМОВ

Под структурой механизма понимается совокупность его элементов и отношений между ними, т.е. совокупность звеньев, групп или типовых механизмов и подвижных или неподвижных соединений. Геометрическая структура механизма полностью описывается заданием геометрической формы его элементов, их расположения, указания вида связей между ними. Структура механизма может быть на разных стадиях проектирования описываться различными средствами, с разным уровнем абстрагирования: на функциональном уровне - функциональная схема, на уровне звеньев и структурных групп - структурная схема и т.п.

Исследование механизмов и машин обычно начинают со структурного анализа механизмов, который предусматривает:

- определение видового и количественного состава механизмов: подвижных звеньев, классификацию кинематических пар и кинематических цепей;

- определение числа степеней свободы (подвижности) механизма;

- составление формулы структурного строения механизма;

- определение класса и порядка всего механизма;

- определение последовательности проведения кинематического и динамического анализа механизмов.

Классификация машин

Современное развитие производства неразрывно связано с созданием машин, механизмов, передач, которые облегчают труд человека и повышают его производительность. По мере развития техники содержание понятия машина многократно уточнялось и трансформировалось. Современное понятие машины по предложении. И.И.Артоболевского определяют следующим образом.

Машина – техническое устройство, выполняющее преобразование энергии, материалов и информации с целью облегчения физического и умственного труда человека, повышения его качества и производительности, путем частичной и ли полной замены человека в его трудовых или физиологических функциях.

Машина обязательно совершает полезную работу. Отличительным признаком машины является перемещение рабочих органов, то есть осуществляется механическое движение, связанное с выполнением того или иного рабочего процесса.

Существуют следующие виды машин:

1. Энергетические машины – преобразующие энергию одного вида в энергию другого вида. Эти машины бывают двух разновидностей:

Двигатели – которые преобразуют любой вид энергии в механическую (например, электродвигатели преобразуют электрическую энергию, двигатели внутреннего сгорания преобразуют энергию расширения газов при сгорании в цилиндре).

Генераторы – которые преобразуют механическую энергию в энергию другого вида (например, электрогенератор преобразует механическую энергию паровой или гидравлической турбины в электрическую).

2. Рабочие машины – использующие механическую энергию для совершения работы по перемещению и преобразованию материалов. Эти машины также имеют две разновидности:

Транспортные машины – которые используют механическую энергию для изменения положения объекта (его координат).

Технологические машины – использующие механическую энергию для преобразования формы, свойств, размеров и состояния объекта.

3. Информационные машины – машины, предназначенные для обработки и преобразования информации. Они подразделяются на:

Математические машины – преобразующие входную информацию в математическую модель исследуемого объекта.

Контрольно-управляющие машины – преобразующие входную информацию (программу) в сигналы управления рабочей или энергетической машиной.

4. Кибернетические машины – машины управляющие рабочими или энергетическими машинами, которые способны изменять программу своих действий в зависимости от состояния окружающей среды (т.е. машины обладающие элементами искусственного интеллекта).

Машинным агрегатом называется техническая система, состоящая из одной или нескольких соединенных последовательно или параллельно машин и предназначенная для выполнения каких-либо требуемых функций. Обычно в состав машинного агрегата входят: двигатель, передаточный механизм и рабочая или энергетическая машина. В настоящее время в состав машинного агрегата часто включается контрольно-управляющая или кибернетическая машина. Передаточный механизм в машинном агрегате необходим для согласования механических характеристик двигателя с механическими характеристиками рабочей или энергетической машины.

Рис.1 Схема машинного агрегата.

Наряду с машинами, в промышленном производстве участвуют разнообразные устройства, осуществляющие рабочие процессы, не связанные с механическим движением, (например, атомные реакторы, машины химических производств, механизмы медицинских аппаратов, заменяющие физиологические функции органов человека). В этих устройствах совершаются электронные процессы, протекают химические реакции или происходит перенос теплоты, а механическое движение либо отсутствует, либо имеет второстепенное значение. Такого рода устройства называются аппаратами.