Машина

Машина - Слово "М." всякому понятно, но точное определение понятия,обозначаемого этим словом, установлено только в течение настоящегостолетия благодаря стараниям целого ряда ученых, трудившихся надклассификациею понятий практической механики. Принятое в настояшее времяопределение понятия "М. " принадлежит Францу Рело, профессору высшейполитехнической школы в Берлине; определение это такое: М. естьсоединение способных к сопротивлению тел, устроенное таким ооразом,чтобы действующие на них природные силы производили определенныедвижения. Смотря по тому, состоит ли главная цель М. в том, чтобыперемещать тела, или в том, чтобы их обработывать. М. разделяются наперемещающие и oбpaбaтывающие. Локомотив, подъемный кран, пожарный насоси т. д. принадлежат к числу М. перемещающих; напротив того, токарныйстанок, самопрялка, молотилка и т. д. принадлежат к числу М.обрабатывающих. Рёло предложил следующую классификацию частей М.: 1)природный двигатель, 2) предмет работы, 3) главный механизм, 4)распределитель, 5) регулятор и 6) передача. Не в каждой, впрочем, М.встречаются все эти части. Природным двигателем служит вода вгидравлических М., турбинах и водостолбовых М., ветер - в ветряныхмельницах, пар - в паровых М. и т. д.. Предмет работы или перемещаетсяМ., или обрабатывается ею. Во время действия М. предмет работы находитсяв таких же условиях относительного движения, определяемого устройствомМ., как и другие ее части, постепенное же изменение вида обрабатываемогопредмета не составляет его отличительной черты от прочих частей М., таккак и эти последние стираются, снашиваются и, следовательно, разница визменении формы обрабатываемого предмета и машинной части толькоколичественная; в качественном же отношении, как обрабатываемый предмет,так и всякая подвижная часть М. (звено) принимают в местахсоприкосновения с соседнею частью М. форму поверхности, огибающейотносительные положения этой части. Так, напр., предмет, обтачиваемый натокарном станке, принимает вид тела, ограниченного поверхностью,огибающею относительные (по отношению к обтачиваемому предмету)положения резца; из двух нитей, скручиваемых в одну более толстую,каждая является частью М., определяющею форму другой; во многихпрядильных М. нитка, составляющая предмет работы, служит для передачивращения от одного веретена к другому. Ввиду такого рода фактов весьмаудобно, как это делает Рело, рассматривать во время действия М. предметработы, как составную часть М. Главный механизм представляет собоюсущественную часть М.: в паровой М., напр., он состоит из цилиндра сканалами, поршня, поршневого штока, шатуна и коленчатого вала. Влесопилке главный механизм состоит из кривошипа, шатуна и подвижной рамыс пилами. В главном механизме можно иногда найти приемник, на которыйнепосредственно действует природный двигатель; таким является, напр.,поршень паровой М., на который непосредственно действует пар. Иногда вглавном механизме можно отличить орудие, непосредственно действующее(пилы лесопилки) на предмет работы. Распределителем называетсясовокупность частей М., обусловливающая распределение действий М. в.определенном порядке. Напр. в жнее-сноповязалке необходимо, чтобынакопление стеблей на вязальном столике, образование снопа, образованиеузла, отрезывание бичевы следовали бы одно за другим в определенномпорядке: порядок этот обусловливается действием весьма многих частей М.,составляющих распределитель. Золотник, золотниковый шток и эксцентрикпредставляют собою распределитель обыкновенной паровой М. Враспределителе часто встречаются особые аппараты, правильно подающие вМ. обрабатываемый материал; такие распределители называются питающими, кчислу их относятся, напр., парусинный элеватор жнейки-сноповязалки,подающий стебли на вязальный столик и снаряд, пододвигающий материю подиглу швейной М. Встречаются распределители, имеющие прямопротивоположное назначение - выводить из М. материал, подвергнувшийся обработке, как это делает,напр., соломотряс, выводящий солому из молотилки. Такие распределителиназываются выводными. Регуляторы служат для регулирования количестваматериала, вводимого в М. или выводимого из нее. К регуляторам жеследует отнести аппараты, служащие для остановки М. Передача служит дляпередавания движения от одной части к другой или от механическогодвигателя к М., приводимой им в движение. Для того, чтобы каждая частьМ. имела определенное движение, эти части (звенья) связываются междусобою попарно. Для прочного и целесообразного соединения звеньеввыработаны известные общеупотребительные приемы, поэтому необходиморазличать в М. ее конструктивные части, число которых ограничено, но сразвитием машиностроения увеличивается. В настоящее время употребляютсяпри устройстве М. следующие конструктивные части: 1) заклепки, которыми,напр., сшиваются листы парового котла, 2) клинья, 3) винты и гайки, 4)шипы, 5) пяты, на которых вращаются вертикальные валы, 6) подшипники, 7)подпятники, 8) кронштейны и консоли для подшипников, 9) оси, 10) валы,11) соединения валов, 12) рычаги, 13) кривошипы и коленчатые валы, 14)эксцентрики, 15) сложные рычаги и балансиры, 16) шатуны, 17) крейцкопфы(крестовины), 18) катки, 19) кулаки, 20) зубчатые колеса, 21) храповыеколеса и собачки, 22) веревки и канаты, 23) ремни, 24) цепи, 25)пружины, 26) шины, 27) трубы, 28) краны, 29) клапаны, 30) золотники и31) поршни. Цели, которым служат различные части М., Рело разделяет на:1) ведение, 2) магазинирование, 3) преобразование движения и 4)формирование. Совокупность частей, ведущих точку по данной кривой иливедущих тело через ряд параллельных положений, производит ведение;рельсы железной дороги и колеса представляют собою аппарат ведения.Магазинирование работы твердыми телами разделяется на статическое,примерами которого могут служить поднятая тяжесть; натянутая пружина,скрученный каучук и т. д., и на динамическое, какое мы видим в маховомколесе. Магазинирование гибкими телами достигается наматыванием этих телна барабаны; примером его может служить заводной механизм часов сгирями. Чаще всего употребляется магазинирование, достигаемое органамидавления, какое мы видим в паровых котлах, гидравлических напорах и т.д. Преобразование движнитя достигается преобразованием скорости иускорения, в отличие от ведения, преобразовывающего траектории.Формированием достигается образование определенной формы обрабатываемогопредмета; при этом предмет работы рассматривается как одно из звеньевМ., составляющих с действующим на него орудием кинематическую пару Кчислу М., служащих для перемещения, принадлежит весьма важный классмеханических двигателей. К ним относятся: 1) ветряные колеса, 2)гидравлические колеса, 3) турбины, 4) водостолбовые М., 5) особыегидравлические двигатели, как напр. гидромотор Ягна, 6) паровые М., 7)газовые двигатели, 8) керосиновые двигатели, 9) электрические двигателии т. д. При изучении М. необходимо иметь в виду все действующия на нихсилы, а именно: 1) силу природного или механического двигателя,приводящего М. в действие; 2) полезные сопротивления, преодолениекоторых и составляет цель М.; 3) бесполезные сопротивления, преодолениекоторых не составляет прямой цели М., но от существования которыхневозможно избавиться; таковыми являются трение, сопротивление среды ит. д.; 4) вес частей М. По причине существования бесполезныхсопротивлений, полезная работа М., т. е. работа, идущая на преодолениеполезных сопротивлений, всегда меньше работы, производимой силоюприродного или механического двигателя, сообщающего М. движение.Отношение полезной работы М. к работе силы, сообщающей ей движение,называется коэффициентом полезного действия. М. тем совершеннее, чембольше ее коэффициент полезного действия. Простота устройства,прочность, плавность движения представляют собою элементы, из которыхслагается понятие о доброкачественности М. Литература современных общихпонятий о М. : Reuleaux, "Theoretische Kinematik"; Burmester, "Haudbuchder Kinematik"; Grashof, "Theoretische Maschinenlehre"; Reuleaux, "DerKonstructeur". Б. Д.