Рабочие органы машин

Главная часть любой машины — ее рабочий орган, которым она выполняет полезную для нас работу. Устройство этих органов зависит прежде всего от назначения машины и условий ее работы. Все остальные части машины — двигатели, передаточные механизмы, устройства управления — предназначены для того, чтобы рабочий орган мог выполнять те движения и с тем усилием, которые необходимы ему по роду возложенной на машину работы. Возьмем, например, металлорежущие станки. Рабочие органы токарного станка — шпиндель, на котором установлен патрон для крепления детали, и суппорт, перемещающий резцы во время работы. Шпиндель с фрезой и подвижный стол для крепления и подачи деталирабочие органы фрезерного станка. Рабочие органы землеройных машин — ковш и ножи, которыми они роют и перемещают землю. У врубовой машины рабочий орган — бар (цепь с резцами); у ткацкого станка — челнок, ведущий поперечную уточную нить, и ремизки, перемещающие нити основы. Рабочими органами турбин — гидравлических, паровых, газовых — служат их рабочие колеса.

А у электрических машин? Ротор и статор с обмотками. В них происходит преобразование энергии движения в электрический ток (генераторы) или электрической энергии в движение (двигатели).

Рабочие органы машин: у токарного станка — шпиндель и суппорт; у авиамоторного самолета — воздушный винт; у бульдозера — нож; у распиловочного станка — дисковая пила.

Острые лемехи плуга или тонкие диски лущилыцика — рабочие органы этих сельско-хозяйственных машин.

Обратимся к транспортным машинам. Их назначение — перевозить грузы и пассажиров. Значит, их рабочий орган — движитель — устройство, с помощью которого машина движется. У колесных машин — автомобилей, троллейбусов, локомотивов — движителем служат колеса, но не все, а только те, которые соединены с двигателем и передают движение от двигателя всей машине. Движитель большинства судов — гребной винт, винтомоторных самолетов — воздушный винт, а реактивных самолетов — сопло двигателя.

Совершенствование машин в значительной степени связано с улучшением рабочих органов. Нам, например, уже недостаточно просто го сверлильного станка с одним шпинделем, и мы создаем станки, у которых рабочий орган — сразу десяток шпинделей со сверлами разных диаметров. Все они одновременно в тело детали, намного ускоряя работу. Нас уже не устраивают станки, которые могут выполнять какую-нибудь одну работу. Создаются станки со сменными рабочими органами — агрегатами. Можно снабдить один станок большим количеством смежного инструмента, и он сможет выполнять различную работу в зависимости от заданной программы.

Такие станки называют металлообрабатывающими центрами.

Но не обязательно рабочим органом машины должна быть какая-либо ее деталь. На каменных карьерах при строительстве плотин применяются гидромониторы. В этих машинах основную работу выполняет мощная струя воды, выбрасываемая из их стволов (см. Гидромеханизация) .

В машиностроении применяется искровой метод обработки металлов (см. Электрофизические методы обработки). Здесь рабочим органом служит электрическая искра. Для обработки отверстий в металлах и других твердых материалах стали использовать лазеры. Рабочий орган светолучевых станков — тонкий луч монохроматического света.

В машинах, использующих электрогальванические процессы (см. Электрохимические методы обработки), например никелирование, рабочим органом служит электрический ток — под его действием помещенные в электролит детали покрываются тонким слоем никеля. А в различных химических процессах рабочим органом машины может быть сама среда, в которой происходят те или иные химические процессы.

МСредства для вагонов

МСредства для вагонов

Химия для катеров

Химия для катеров

Ультразвуковая очистка

Ультразвуковая очистка

Ультразвуковая очистка

Колеса автомобиля это рабочие органы или органы управления

наковое — резать волосы. Но электрическая бритва — машина. Она сама выполняет основ­ную рабочую операцию — сама режет волосы. Человек только управляет ею. А вот безопас­ная бритва не машина, а всего лишь инстру­мент — простейшее орудие, с помощью которо­го человек сам совершает работу.

Еще пример. Обычная лопата — это ин­струмент, при помощи которого человек копает землю. Экскаватор служит для этой же цели. Но вы без колебаний назовете экскаватор маши­ной. И не ошибетесь, потому что экскаватор сам совершает полезную рабочую операцию, а че­ловек только управляет им.

Значит, главное отличие машин от других устройств, выполняющих полезную работу, за­ключается в том, что машина сама совершает основные рабочие операции в отличие от ору­дий, с помощью которых работу совершает человек.

При этом машины могут быть самыми раз­ными — в зависимости от того, какую работу они выполняют: и транспортными (са­молет и трактор, электровоз и теплоход, автомо­биль и велосипед), и энергетическими (турбина и двигатель внутреннего сгора­ния, электромотор и электрогенератор), и машинами-орудиями, или технологическими (подъемный кран и сеялка, металлообрабатывающий станок и печатная ма­шина), и счетно-решающими (от простого арифмометра до современных элект­ронных вычислительных машин). Но как бы все они ни отличались друг от друга, опытный глаз инженера всегда найдет в них вполне опре­деленные общие черты.

Возьмем, например, настольный вентилятор, гигантский шагающий экскаватор и автомобиль. Прежде всего у каждого из них есть рабо­чий (исполнительный) орган, при помощи которого они выполняют полезную работу. У вентилятора рабочий орган — это небольшой пропеллер, у экскаватора — гигант­ский ковш, у автомобиля — колеса.

Рабочие органы нужно приводить в движе­ние — значит, у машины должны быть двига­тели. У вентилятора в корпусе спрятан маленький электрический моторчик, колеса автомобиля вращает двигатель внутреннего сго­рания, а у шагающего экскаватора — более сорока двигателей. У других машин в качестве двигателя может быть дизель или газовая турбина — от этого дело не меняется.

Пойдем дальше. Движение от двигателя надо передать рабочим органам машины. Для этого

У каждой машины есть три основные части: двигатель (а), рабочий орган (6), передаточный механизм (в).

должны быть передаточные устрой­ства (передаточные механизмы). Это может быть канатно-рычажный механизм, как у экскаватора, или сложные коробки пере­мены передач, как у автомобиля.

Вот мы и установили, что, как правило, машина состоит из трех основных частей: рабочего органа, двигателя и передаточного механизма. Правда, у некоторых машин, на­пример у велосипеда, двигателя нет, он приво­дится в движение человеком. Но от этого вело­сипед не перестает быть машиной.

Конечно, работой каждой машины надо управлять. Значит, у нее должны быть ещё устройства управления: рычаги, штурвалы, педали, кнопки. Кроме того, машина может иметь автоматические программные устройства, в этом случае человеку не прихо­дится непосредственно управлять ими, он только составляет для них программу и следит за их работой. Такие машины называются ав­томатами.

И наконец, каждая машина должна иметь какой-то остов, раму или станину, на которых крепятся все ее устройства.

УЗЛЫ И ДЕТАЛИ МАШИН

Устройство рабочих органов определяется прежде всего назначением машины, условиями и характером ее работы. Все остальные части — двигатели, передаточные механизмы, устройства управления— предназначаются для того, чтобы рабочий орган мог выполнять те движения и передавать те усилия, которые необходимы по роду возложенной на машину работы.

Возьмем, например, металлорежущие стан­ки. Рабочие органы токарного станка — шпиндель, на котором установлен патрон для крепления детали, и суппорт, переме­щающий резцы во время работы. Шпиндель с фрезой и подвижной стол для крепления и подачи детали — рабочие органы фрезерного станка. Рабочие органы землеройных машин — это ковш и ножи, при помощи которых они роют и перемещают землю. У вру­бовой машины рабочий орган — бар—цепь с резцами, которыми она подрубает уголь­ные пласты. У ткацкого станка — челнок и ремизки, перемещающие нити основы. Рабочими органами различных турбин: гид­равлических, паровых, газовых — служат их рабочие колеса.

А у электрических машин? Конечно, ротор и статор с обмотками. Именно в них про­исходит преобразование энергии движения в электрический ток (генераторы) или, наоборот, электрической энергии в движение (двигатели).

Острые лемехи плуга или тонкие диски лущильника являются рабочими органами этих сельскохозяйственных машин.

Обратимся к транспортным машинам. Их назначение — двигаться, перевозить грузы и пассажиров. Значит, их рабочим органом является движитель, заставляющий ма­шину двигаться. У колесных машин — автомо­билей, электровозов, троллейбусов — движи­телем служат колеса, но не все, а только те, которые соединены с двигателем и передают движение от двигателя всей машине. Движи­тель судов — гребной, а самолетов — воздушный винт. У реактивных самолетов движитель — это сопло двигателя.

Совершенствование машин в значительной степени связано с улучшением рабочих органов. Развитие техники и промышленности требует создания все более сложных и совершенных станков и машин. Нам, например, уже недостаточно простого сверлильного станка с одним шпинделем, и мы создаем станки, у которых рабочий орган — сразу десяток шпинделей со сверлами разных диаметров. Все они одновремен­но «вгрызаются» в тело детали, намного ускоряя работу. Нас уже не устраивают станки, кото­рые могут выполнять какую-нибудь одну рабо­ту. Создаются станки со сменными ра­бочими органами — агрегатами. Заменил агрегат, и станок меняет свою «профессию».

Мы уже говорили, что машины бывают и без двигателей, велосипед например. Но таких ма­шин в наше время становится все меньше и мень­ше. Применение двигателей даже в самых про­стых машинах облегчает труд человека, делает его более производительным.

Какие же двигатели применяются в современ­ных машинах?

В технологических машинах главенствующее положение завоевали электрические двигатели. Во-первых, они устроены зна­чительно проще, надежнее других двигателей и имеют более высокий к. п. д. Достаточно сде­лать пыле- и водонепроницаемый, взрывобезопасный корпус, и электрический двигатель смо­жет работать и в любом цехе, и в шахте, и в пыли, и под дождем, и даже под водой.

Во-вторых, электрические двигатели всегда готовы к работе и ими легко управлять даже на расстоянии. Нажатием кнопок вы пускаете двигатель, останавливаете его, меняете направ­ление вращения. Двигатели постоянного тока, кроме того, позволяют плавно регулировать скорость их вращения (см. ст. «Переменный и постоянный ток в технике»).

В-третьих, что очень важно, электрические двигатели позволяют значительно упростить механизмы машин и улучшить их конструкцию.

Раньше станки на заводах приводились в движение с помощью приводных ремней. Не­удобство и несовершенство такого привода не нуждаются в пояснениях. С появлением мно­жества электрических двигателей различной мощности картина резко изменилась. Каждый станок получил свой двигатель. А часто и не­сколько, каждый из которых приводит в дви­жение определенные части машины. Так, на-

РАБОЧИЕ ОРГАНЫ МАШИН

Главная часть любой машины — ее рабочий орган, которым она выполняет полезную для нас работу. Устройство этих органов зависит прежде всего от назначения машины и условий ее работы. Все остальные части машины — двигатели, передаточные механизмы, устройства управления — предназначены для того, чтобы рабочий орган мог выполнять те движения и с тем усилием, которые необходимы ему по роду возложенной на машину работы. Возьмем, например, металлорежущие станки. Рабочие органы токарного станка — шпиндель, •на котором установлен патрон для крепления детали, и суппорт, перемещающий резцы во время работы. Шпиндель с фрезой и подвижный стол для крепления и подачи детали — рабочие органы фрезерного станка. Рабочие органы землеройных машин — ковш и ножи, которыми они роют и перемещают землю. У врубовой машины рабочий орган — бар (цепь с резцами); у ткацкого станка — челнок, ведущий поперечную уточную нить, и ремизки, перемещающие нити основы. Рабочими органами турбин — гидравлических, паровых, газовых — служат их рабочие колеса.

А у электрических машин? Ротор и статор с обмотками. В них происходит преобразование энергии движения в электрический ток (генераторы) или электрической энергии в движение (двигатели).

Острые лемехи плуга или тонкие диски лу- щильщика — рабочие органы этих сельскохозяйственных машин.

Обратимся к транспортным машинам. Их назначение — перевозить грузы и пассажиров. Значит, их рабочий орган — движитель — устройство, с помощью которого машина движется. У колесных машин — автомобилей, троллейбусов, локомотивов — движителем служат колеса, но не все, а только те, которые соединены с двигателем и передают движение от двигателя всей машине. Движитель большинства судов — гребной винт, винтомоторных самолетов — воздушный винт, а реактивных самолетов — сопло двигателя.

Совершенствование машин в значительной степени связано с улучшением рабочих органов. Нам, например, уже недостаточно простого сверлильного станка с одним шпинделем, и мы создаем станки, у которых рабочий орган — сразу десяток шпинделей со сверлами разных диаметров. Все они одновременно «вгрызаются» в тело детали, намного ускоряя работу. Нас уже не устраивают станки, которые могут выполнять какую-нибудь одну работу. Создаются станки со сменными рабочими органами — агрегатами. Можно снабдить один станок большим количеством смежного инструмента, и он сможет выполнять различную работу в зависимости от заданной программы. Такие станки называют металлообрабатывающими центрами.

Но не обязательно рабочим органом машины должна быть какая-либо ее деталь. На каменных карьерах при строительстве плотин применяются гидромониторы. В этих машинах основную работу выполняет мощная струя воды, выбрасываемая из их стволов (см. Гидромеханизация) .

В машиностроении применяется искровой метод обработки металлов (см. Электрофизические методы обработки). Здесь рабочим органом служит электрическая искра. Для обработки отверстий в металлах и других твердых материалах стали использовать лазеры. Рабочий орган светолучевых станков — тонкий луч монохроматического света.

В машинах, использующих электрогальванические процессы (см. Электрохимические методы обработки), например никелирование, рабочим органом служит электрический ток — под его действием помещенные в электролит детали покрываются тонким слоем никеля. А в различных химических процессах рабочим органом машины может быть сама среда, в которой происходят те или иные химические процессы.