ISopromat.ru
Понятие «машина» может быть в обобщенном виде выражено следующим образом: машина – есть устройство, выполняющее механические движения для преобразования энергии, материалов и информации в целях замены или облегчения физического и умственного труда человека.
Классы машин
С точки зрения выполняемых функций машины можно разделить на следующие классы:
- энергетические машины
- рабочие машины
- информационные машины
- кибернетические машины.
Энергетические машины
Энергетической машиной называется машина, предназначенная для преобразования любого вида энергии в механическую, и наоборот. В первом случае она носит название машины-двигателя, во втором случае – машины-генератора.
Рабочие машины
Рабочей машиной называется машина, предназначенная для преобразования материалов. Рабочие машины подразделяются на транспортные и технологические.
Транспортной машиной называется рабочая машина, в которой преобразование материала состоит только в изменении положения основного перемещаемого объекта.
Технологической машиной называется рабочая машина, в которой преобразование материала состоит в изменении формы, состояния и свойств материала или обрабатываемого объекта.
Информационные машины
Информационной машиной называется машина для получения и преобразования информации. Информационные машины подразделяются на контрольно-управляющие и математические машины.
Контрольно-управляющая машина преобразует получаемую контрольно-измерительную информацию с целью управления энергетической или рабочей машинами.
Математическая машина преобразует информацию, получаемую в виде различных математических образов, заданных в форме отдельных чисел или алгоритмов.
Кибернетические машины
Кибернетической машиной называется машина, заменяющая или имитирующая различные механические, физиологические или биологические процессы, присущие человеку и живой природе, и обладающая элементами искусственного интеллекта.
Техническое устройство, предназначенное для воспроизведения рабочих функций руки человека, называется манипулятором. Манипуляторы с автоматическим управлением могут использоваться для работы во вредных условиях, для механизации однообразных и утомительных работ на быстродействующих конвейерах, операциях по перестановке и упаковке деталей и т.д.
В этих случаях манипуляторы с автоматическим управлением называют обычно промышленными роботами.
Машины-автоматы
Процессы преобразования энергии, материалов и информации, выполняемые машиной, в некоторых случаях происходят без непосредственного участия человека. Такие машины получили название машин-автоматов.
Машины-автоматы исключают участие человека в выполнении самого технологического процесса, но обычно требуют присутствия операторов, т.е. людей, следящих за работой машин-автоматов, определяющих программу их работы и корректирующих в необходимых случаях работу механизмов и специальных устройств автоматики.
Совокупность машин-автоматов, соединенных между собой и предназначенных для выполнения определенного технологического процесса, называется автоматической линией.
Развитое машинное устройство, состоящее из двигателя, передаточных механизмов и рабочей машины (а в некоторых случаях контрольно-управляющих и счетно-решающих устройств) называется машинным агрегатом.
Машина
Маши́на (лат. machina (от др.-греч. Μηχανή — двигать) — механизм, устройство, конструкция) — техническое устройство, выполняющее механические движения для преобразования энергии, материалов и информации. [1]
Машина предназначена для облегчения труда человека путём частичной или полной его замены. Особенностью машины, отличающей её от других устройств, является использование механической энергии (совершение определенного механического движения) для выполнения возложенной на неё функции (предназначения, работы, действий). Машина — это, прежде всего, механическое устройство, но не механизм.
Основной характеристикой машины является развиваемая ею мощность. Одной из первых единиц измерения мощности была лошадиная сила (л. с.). Несмотря на то, что в Российской Федерации принята Международная система единиц (СИ) и единицей измерения мощности является ватт, лошадиная сила продолжает использоваться и в настоящее время.
Содержание
Устройство машины и её составляющие
Основой устройства машины являются механизмы (например, кривошипно-шатунный механизм как часть паровой машины). Внешне разные машины могут содержать подобные или схожие механизмы. Но наиболее важные составляющие, остаются неизменными всегда, во всех машинах, такие как: двигатель, подвижные части и т.д
Машина состоит из двигателя как источника энергии (движения), передаточного и исполнительного устройств и системы управления. Вместе первые три части обычно называют машинным агрегатом. Механическое передаточное устройство называют передаточным механизмом, а механическое исполнительное устройство — исполнительным механизмом.
В машинах либо двигатель, либо исполнительное устройство (либо и то, и другое вместе) совершают механические движения. Остальные части машины могут основываться на иных принципах действия (например, использовать законы оптики, электродинамики и т. д.).
Часть машинного агрегата, включающая двигатель и передаточное устройство, составляет привод. В машинах используют механические, а также на комбинированные приводы — электромеханические, оптикомеханические, гидроэлектромеханические и т. п.
Двигатель и/или исполнительное устройство машины выполняют заданную функцию, совершая определенные движения, например, перемещение поршня насоса, руки робота. Проектирование таких устройств заключается в создании механизмов, обеспечивающих, прежде всего, заданные вид и закон движения. Эти задачи решаются методами теории механизмов и машин.
Механическое передаточное устройство (передаточный механизм) предназначено для передачи механической энергии. Оно необходимо для согласования взаимного положения и параметров движения двигателя и исполнительного устройства. Это, в свою очередь, позволяет подразделить передаточные устройства на следующие:
- трансмиссии — только передают движение от удаленного двигателя к исполнительному устройству без изменения характеристик этого движения. Например, от двигателя автомобиля, расположенного в его передней части, к задним колесам (ведущему мосту);
- передачи — согласуют параметры и вид движения на выходе двигателя с входными характеристиками исполнительного устройства. Механические передачи, замедляющие передаваемое движение, относят к редукторам, а ускоряющие — к мультипликаторам.
История
Первым известным прообразом машины было наливное водяное колесо, его с древнейших времён использовали для ирригации древние египтяне и персы. Это механическое устройство служило для преобразования энергии падающей воды (гидроэнергии) в энергию вращательного движения.
В эпоху античности машины как механические устройства применялись для усиления человеческих возможностей применительно к одной точке: подъёмные блоки, рычаг, колёсные повозки, машина для замеса теста, винтовой пресс, шнек (винт Архимеда). Машинами также считались простые строительные леса. Прообразы более сложных машин в качестве хитроумных устройств служили для развлечения публики, как, например, паровая машина Герона.
Во времена Римской империи конструирование машин относилось к архитектуре и имело прикладной характер. [2] Основные усилия инженеров были направлены на усовершенствование военной техники и ручных орудий труда, метательных орудий, устройств для распилки каменных блоков.
В эпоху поздней Римской империи и средневекового Запада слово «машина» применялось лишь к осадным орудиям.
Создание в 1774 г. Джеймсом Уаттом универсальной паровой машины положило начало технической революции и всё более ускоряющемуся техническому прогрессу. Появляются сложное оборудование и двигательные установки, такие как изобретенные в 1889 г. К. Лавалем паровая турбина, в 1870…1890 гг. двигатель внутреннего сгорания (газовый — Н. Отто, бензиновый — Г.Даймлера и К.Бенца, дизельный — Р.Дизеля), в 1889 г. М. О. Доливо-Добровольским — электродвигатель переменного тока.
Функционирование новых машин начинает широко использовать явления механики, термодинамики, электромагнетизма. Технические объекты становятся сложными физически. Для обозначения отдельных видов технических устройств вводятся термины «аппарат», «прибор».
Виды машин
По функциональному назначению выделяют следующие виды машин:
- энергетические, которые служат:
- для преобразования какого-нибудь вида энергии в механическую (двигатели электрические, тепловые и другие);
- для преобразования механической энергии в любой другой вид энергии (генераторы, как, например, электрогенератор);
- рабочие. Они служат:
- для изменения положения физического объекта (транспортные машины, например, автомобиль, транспортер). Их исполнительным устройством, обеспечивающим движение, является движитель, например, колёса (колёсный движитель), гусеницы (гусеничный движитель);
- для изменения формы физического объекта, свойств и взаимного положения частей (технологические машины, например, станок, пресс, миксер);
- информационные, которые служат:
- для обработки информации с целью управления машинами (контрольно-управляющие машины, например, парорегулятор);
- для получения различных математических образов в форме отдельных чисел и фигур (математические машины, например, арифмометр) [3] ;
- для помощи человеку или с целью его замены в умственном труде, управлении и контроле рабочих процессов (логические машины);
- кибернетические, выполняющие определенные движения, присущие человеку или живой природе, одновременно обладая элементами искусственного интеллекта (роботы и автоматически функционирующие машины).
Технология. 5 класс
Конспект урока
Технология, 5 класс
Урок 8. Машины, их классификация
Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:
- Понятие техники.
- Классификация техники.
Машина – это техническое устройство, выполняющее механические движения для преобразования энергии, материалов, информации.
Аппарат и прибор – технические устройства, служащие для выполнения какой-либо работы.
Агрегат, или машинный агрегат – это техническая система, состоящая из соединённых между собой машин, механизмов, аппаратов и приборов.
Основная и дополнительная литература по теме урока:
1. Технология. 5 класс: учеб. пособие для общеобразовательных организаций / [В.М. Казакевич, Г.В. Пичугина, Г.Ю. Семенова и др.]; под ред. В.М. Казакевича. — М.: Просвещение, 2017.
2. Технология. Обслуживающий труд. 5 кл.: учеб. Для общеобразоват. учреждений/О. А.Кожина, Е. Н. Кудакова, С. Э. Маркуцкая.- М.: Дрофа, 2014.
Теоретический материал для самостоятельного изучения
Производственную и непроизводственную технику можно разделить на пассивную и активную. Пассивная техника – это здания заводов, фабрик, трубопроводы, линии электропередач, железнодорожные пути и средства связи. Активная техника – это орудия труда, к ней относятся инструменты и механизмы, машины, аппараты, приборы, агрегаты, установки.
Инструменты и механизмы делятся на средства ручного труда, средства умственного труда и средства жизнеобеспечения.
Машиной называется техническое устройство, выполняющее механические движения для преобразования энергии, материалов, информации.
По своему назначению машины делятся на энергетические, рабочие и информационные.
Энергетические машины преобразуют один вид энергии в другой.
Рабочие машины используют механическую энергию для преобразования формы, свойств и положения обрабатываемого материала.
Информационные машины преобразуют и передают информацию.
По функциям машины можно разделить на производственные, транспортные, военные.
Производственные машины предназначены для производства материальных благ. Транспортными машинами являются машины наземного, надземного и подземного, водного, воздушного и космического транспорта. К военным машинам относится стрелковое оружие, артиллеристские установки, истребители, военные корабли.
Аппаратами и приборами называют технические устройства, служащие для выполнения какой-либо работы.
Приборы могут служить для проведения измерений и наблюдений.
К аппаратам относятся устройства, не являющиеся механизмами или машинами, но осуществляющие какие-то технологические операции.
Агрегат, или машинный агрегат – это техническая система, состоящая из соединённых между собой машин, механизмов, аппаратов и приборов. Агрегат предназначен для решения какой-либо определённой технологической задачи.
Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля
Задание 1. Распределите примеры машин по группам.
машина
3.10 машина: Устройство, использующее механическую энергию или преобразующее энергию других видов в механическую.
1 Машина — механическая система, разработанная специально для выполнения конкретной задачи (например, формовка материала или передача и преобразование движения, силы или энергии).
2 Директива 98/37/ЕС [1] определяет термин «машины и механизмы» как:
— узел из взаимосвязанных деталей или компонентов, по крайней мере одна или один из которых движется, с соответствующими силовыми приводами, контрольными и силовыми цепями и т.д., объединенных для определенного применения (в частности, для обработки, переработки, перемещения или упаковки материала);
— совокупность машин, которые для достижения цели скомпонованы и управляемы так, что они функционируют как единое целое;
— взаимозаменяемое оборудование, модифицирующее функционирование машины и поставляемое на рынок для включения в машину или ряд машин (это оборудование не является запасной частью или инструментом).
2.1. Машина — машина или другой объект, для которого должен быть определен центр тяжести.
2.1. Машина — колесная или гусеничная землеройная машина, масса которой должна быть измерена.
машина: Совокупность технических средств, предназначенных в процессе их целенаправленного применения для достижения установленных результатов.
3.10 машина: Любой вид газонокосилок, например садовый трактор с навесным оборудованием для кошения».
5 Из терминологической статьи 3.6 во избежание тавтологии исключено определение. Взамен введено примечание к термину.
6 В связи с тем, что требования к метрологическому контролю средств измерений в Российской Федерации определены соответствующими нормативными документами, из подраздела 5.1 исключены следующие требования:
«Для обеспечения соответствия требованиям МЭК 651 измерительную систему калибруют не реже одного раза в 2 года в соответствующих лабораториях калибратором по меньшей мере 1-го класса по МЭК 804.
Калибратор поверяют ежегодно.
1 Примером подходящей измерительной системы являются шумомеры 1-го класса по МЭК 651, обеспечивающие измерения постоянного шума.
2 Другим примером подходящей измерительной системы является интегратор, обеспечивающий аналоговое или цифровое интегрирование квадратичного сигнала в заданном временном интервале».
7 В разделе 5 в соответствии с терминологией согласно требованиям Государственной системы обеспечения единства измерений обобщенный термин «accuracy», используемый для характеристики точности средств измерений, в зависимости от контекста представлен либо как «допускаемая приведенная погрешность», либо как «допускаемая абсолютная погрешность».
8 В целях краткости изложения изменен последний абзац подраздела 6.1, имеющий редакцию: «Если максимальная высота скашивания более 30 мм, то при испытаниях машины высота должна быть отрегулирована на минимальную, но не менее 30 мм. Если максимальная высота менее 30 мм, то машину регулируют на максимальную высоту скашивания. Высоту скашивания регулируют при неподвижной машине, установленной на жесткой плоской поверхности».
9 В целях обеспечения в соответствии с Федеральным законом «О техническом регулировании» декларирования значений шумовых характеристик машин, влияющих на их безопасность, введен подраздел 8.3.
10 В подразделе 9.8, перечисление е) исправлена ошибка ИСО 11094: вместо ошибочной ссылки на перечисление с) дана ссылка на перечисление b).
11 Из подраздела 10.1 исключена ссылка на отсутствующее в 9.1 перечисление d).
12 В связи с тем, что стандарт не предусматривает изменение направления движения машины при испытаниях на площадке с искусственным покрытием, а также в целях приведения конструкции испытательной площадки в соответствие с требованиями 7.2 изменена конфигурация поверхностей типа А и типа В на рисунке А.1 приложения А таким образом, чтобы при движении вдоль оси Х от координаты плюс 1 м до координаты минус 1 м машина оставалась в пределах поверхности типа В, предназначенной для движения.
13 Стандарт дополнен структурным элементом «Библиография».
Дополнительные слова и положения, внесенные в стандарт, выделены курсивом.
Стандарт имеет и другие редакционные отличия, в частности сокращения текста, не изменяющие существо положений оригинала.
Смотри также родственные термины:
3.6 машина без рабочего места оператора: Самоходная землеройная машина, у которой устройство управления расположено на машине и которая управляется оператором, двигающимся рядом с машиной.
