Механізм і машина

Машини та обладнання, що використовуються у промисловості, складаються з агрегатів, механізмів та складальних одиниць. Вони відрізняються за призначенням, розмірами, формою, конструкцією, матеріалами.

Машина – це механізм або поєднання агрегатів і механізмів для перетво­рення енергії руху одного виду в інший, а також для перетворення матеріалів та інформації.

Агрегат – сукупність механізмів, що забезпечують виконання певних функцій (автомобільний, тракторний двигун, електродвигун, гідропривід).

Механізм  – сукупність рухомих з’єднаних деталей, що передають, перетворюють (відтворюють) рух.

Складова одиниця  – сукупність деталей, що є взаємозамінною складовою частиною агрегатів.

Деталь – виріб, виготовлений з однорідного матеріалу без застосу­вання складальних операцій. Деталями є як прості вироби, такі як шайба, гайка, гвинт, так і складні: станина, блок двигуна, колінчастий вал, вал турбіни.

Машини щодо характеру робочого процесу поширюються на двигуни, генератори, знаряддя, транспортувальні та керуючі машини.

Двигун –  агрегат для перетворення теплової, електричної та іншої енергії в механічну роботу. До них належать двигуни внутрішнього згорання, елек­тродвигуни, газові турбіни, гідромотори, парові машини тощо.

Генератори  – перетворюють механічну енергію в інший вид енергії. До них належать генератори електричної енергії, компресори та інші.

Знаряддя – машини, що використовують механічну роботу двигунів для виконання технологічних операцій, пов’язаних з обробкою, переробкою різ­них матеріалів, виготовленням виробів, деталей машин. Знаряддями є токар­ні, свердлильні верстати, кувальні молоти, преси, автоматичні лінії.

Транспортуючі машини – застосовують для переміщення різних вантажів. Це транспортери, конвеєри, мостові крани, автокрани тощо.

Керуючі машини -автоматизовані комплекси для керування агрегатами, системами чи сукупністю машин; мають в своєму складі один чи декілька комп’ютерів. Застосовуються для забезпечення найефективніших режимів роботи керованих об’єктів (найвищої продуктивності, найменшої витрати енергії, сировини, найвищої якості виробів тощо).

Механізми, що є складовою частиною машин, утворюються з рухомих ланок, які з’єднуються між собою кінематичними парами і нерухомими опорами.

З’єднання двох ланок поверхнями, лі­ніями чи точками називають кінематич­ними парами.

Класичним прикладом механізму є кри­вошипно-шатунний. Цей механізм має чотири кінематичні пари, що з’єднуються в точках А, В, С, D Кривошип 1 здійснює обертальний рух відносно нерухомої опори на корпусі в точці А. За повний оберт кривошипа точки А, В, С, і D рухомих ланок кривошипа 1 шатуна 2, повзуна 3 описують траєкторії, причому за кожний наступний оберт кривошипа рухомі ланки будуть переміщуватися за тими ж траєкто­ріями, перетворюючи обертальний рух кривошипа 1 в зворотно-поступальний рух повзуна 3.

У випадку, коли ведучою ланкою є повзун (поршень), механізм перетво­рює його зворотно-поступальний рух в обертальний рух кривошипа.

В моменти, коли повзун досягає крайнього лівого або крайнього правого положення, шатун і кривошип розміщуються на одній прямій (кут 0 або 180⁰). Із цих положень, або мертвих точок, кривошип при зворотному ході повзуна може продовжувати обертатися чи в попередньому чи в зворотному напрямку. Постійний напрямок обертання кривошипа забезпечується внаслідок того, що на його валу закріплюють важке колесо-маховик, воно завдяки інерції своєї маси виводить кривошип з мертвих точок.

Для нормальної роботи кривошипно-шатунного механізму необхідно, щоб радіус R кривошипа був меншим від довжини L шатуна, тобто R<L.

Тільки за цієї умови кривошипно-шатунний механізм може здійснювати пов­ний цикл руху.