1.2. Машины и механизмы. Их классификация

Одним из важных классов искусственно созданных человеком изделий, применяемых в технике, являются инженерные сооружения и механические системы.

Под инженерными сооружениями понимаются стационарные системы, относительное положение частей которых остается неизменным во времени (здания, мосты, резервуары, укрытия, переправы, антенны, дороги и т.д.). В механике эти системы называют жесткими или неизменяемыми и их назначение – прочное восприятие внешних сил или нагрузок и передача их на опоры. Предмет, который их изучает, называется строительная механика.

Самое широкое распространение в технике, в том числе и в военной, имеют подвижные механические системы.

Механические системы существуют как в виде самостоятельного класса машин, так и в виде подсистем всех других машин (электрических, электронных, реактивных и др.). Например, артиллерийские орудия, реактивные установки, подъемно-транспортное оборудование и другие образцы вооружения представляют в основном механические и электромеханические системы.

М а ш и н а – это устройство, выполняющее механические движения для преобразования энергии, материалов и информации в целях замены или облегчения физического и умственного труда человека. В более широком смысле под машиной понимается любая система для осуществления какого-либо процесса. По характеру происходящих процессов машины разделяют на механические, электрические, химические, ядерные и т.д.

По выполняемым функциям можно ввести следующую классификацию машин.

Э н е р г е т и ч е с к и е м а ш и н ы - в которых какой-либо вид энергии (электрической, тепловой, химической и т.д.) преобразуется в механическую работу или наоборот (электродвигатели, двигатели внутреннего сгорания, генераторы, компрессоры и др.).

Р а б о ч и е м а ш и н ы, которые предназначены для выполнения процессов по изменению формы, свойств и положений объектов. Они делятся на транспортные и технологические (автомобили, самолеты, станки, комбайны и др.).

И н ф о р м а ц и о н н ы е м а ш и н ы, в которых происходит преобразование вводимой информации для контроля, регулирования управления технологическими процессами, производства вычислений, накопления и переработки информации. Они делятся на контрольно-управляющие и математические (счетные устройства, ЭВМ и др.).

К и б е р н е т и ч е с к и е м а ш и н ы – это машины, заменяющие или имитирующие различные механические, физиологические и биологические процессы, присущие человеку и живой природе, и обладающие элементами искусственного интеллекта. К ним относятся роботы, манипуляторы и др.

Р о б о т – это сложная машина с антропоморфным (человекоподобным) поведением, которая частично или полностью выполняет функции человека при взаимодействии с окружающим миром, целенаправленно ведет себя в изменяющейся обстановке.

М а н и п у л я т о р – разновидность робота. Это механизм, осуществляющий под управлением оператора действия (манипуляции), аналогичные действиям руки человека.

Роботы позволяют осуществлять процессы в средах, недоступных или вредных для человека, они являются основой автоматизации производства, освобождают человека от однообразных утомительных операций.

Совокупность взаимосвязанных машин называют м а ш и н н ы м

а г р е г а т о м. Он, как правило, включает двигатель, передаточный механизм, рабочий механизм и систему управления. Машина, выполняющая свои функции без непосредственного участия человека, называется машиной-автоматом. Машины, в которых совершаются химические реакции, электронные, тепловые и другие процессы, а механические движения имеют второстепенное значение, называют а п п а р а т а м и (дистиллятор, теплообменник, химический реактор и т.д.).

Машины и агрегаты, которые дополняют или заменяют человека в области интеллектуальной деятельности, называют п р и б о р а м и (измерительные, регистрирующие, управляющие и др.).

Применение машин позволяет заменить или облегчить физический и умственный труд человека, значительно повысить производительность труда.

Кинематическую основу механических систем составляют механизмы.

М е х а н и з м о м называется система взаимосвязанных тел, предназначенная для преобразования движения одного или нескольких тел в требуемые движения других тел. Механические механизмы представляют собой совокупность взаимосвязанных твердых тел. Применяются также гидравлические, пневматические, электрические и другие механизмы.

Различают также механические приспособления, которые предназначены для передачи и преобразования сил (домкраты, винтовые и рычажные прессы, динамометры, весы и др.).