Детская энциклопедия
Том 1. Земля. Том 4. Растения и животные. Том 7. Человек. Том 10. Зарубежные страны.
Том 2. Мир небесных тел. Числа и фигуры. Том 5. Техника и производство. Том 8. Из истории человеческого общества. Том 11. Язык. Художественная литература.
Том 3. Вещество и энергия. Том 6. Сельское хозяйство. Том 9. Наша советская Родина. Том 12. Искусство.

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

Рабочие органы

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».

Двигатели

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-

44