Машинобудування

Що таке машина? Для більшості це щось так само корисне, як і неприємне, негарне, зроблене головним чином із заліза. Довгий час поняття про машину не було визначене з достатньою ясністю. Найкраще сучасне визначення належить Рело: якщо «елементи» (частини) з'єднані «зв'язками» отже рухи їх можуть відбуватися завжди лише у тому ж певним чином, ми маємо «механізм»; якщо механізм отримує в якомусь місці силу, а в іншому віддає її, то він є «машиною».

Так, на рис. 217 надано окремі елементи; на рис. 218 вони пов'язані в «ланцюг», який можна приводити в будь-яке положення. Якщо елемент d вставлений елемент a, все може мати лише цілком певне переміщення і стає «механізмом».

Він може отримати різні переміщення, але положення всіх його точок залежить одне від одного і постійно повторюється. Цей механізм має теоретичний інтерес – він ні до чого не застосовується. Якщо ж елемент закріпимо, як виражено штрихуванням на малюнку, і прикладемо до елемента dсилу, спрямовану зліва направо, то елемент d< /i>почне обертатися за напрямком срілки. Якщо елемент bнасаджений на вал, з маховим колесом, то останні приходять при цьому в обертання і після припинення дії на d сили своєю інерцією пересунуть елемент d в його крайнє ліве положення, де він знову отримає поштовх, і т. д. Таким чином від окремих елементів (рис. 217) ми перейшли до механізму (рис. 219) перетворюючому поштовх сили, спрямованої горизонтально в кругообертальний рух, тобто. отримали машину Машина є механізм, що змінює силу. На рис. 221 зображено технічне здійснення розібраної нами машини: a перовий циліндр, міцно прикріплений до фундаменту, b кривошип, з'єднаний з валом і маховим колесом,  < /span>з шатун, dзвернувся в поршень, а весь механізм - у найпростішу парову машину. Якщо нерухомо закріпити елемент a, але якийсь інший, то отримаємо інший механізм так, що з ланцюга style="">малюнки 217-223. Елементи машини.(рис. 218) можна отримати чотирирізних механізму, а залежно від різної сили, що додається до нього, ще більша кількість машин. Особливістю розібраного механізму є елемент c(шатун), допомога якого зворотно-поступальний рух перетворюється на кругообертальний; таке перетворення проводиться у переважній більшості сучасних парових та газових машин-двигунів.

Наведемо кілька цікавих кінематично-похідних нашого механізму. Якщо елемент (рис. 221) злегка подовжити і закріпити наполегливо, зберігши решту елементів ті ж розміри, то отримаємо механізм (рис. 222), що застосовується для перетворення рівномірно обертального руху кривошипа c в нерівномірний зворотнопосткпальний рух кінця елемента < i>а; швидкість руху е велика, коли кривошип проходить нижню половину свого шляху, і дуже незначна в решту часу. Ще частіше застосовується механізм (рис. 223), де нерухомо закриплений елемент з. Якщо наприклад елемент а замінити паровим циліндром, а d поршнем, то отримаємо парову машину з циліндром, що коливається.

Якщо елемент d (рис. 219) укласти в напрямний  , він буде «примушений» рухатися завжди прямолінійно. Того ж роду двигуна можна досягти, діючи на d силою, яка завжди приймає його до нижньої напрямної (рис. 220) – це буде «силове» з'єднання його з останньою. Машини, тобто. механізми, що перетворюють силу, відрізняється страшною різноманітністю: розрізняються вони за родом сили – є машини, що працюють водою, вітром, парою, вибухами газу, електричні машини, машини для перетворення сили рук людини та тварин тощо; нескінченно різноманітні випадки та способи застосування машин, вид їх і т.д. Коли з'явилися машини? Машини з вище встановленого кінематичного погляду так само старі, як світ. Усі окремі елемети всесвіту описують равильні шляхи, під впливом низки сил; все – сила, електрика, світло, тепло, і звичайно ще дещо, нині невідоме, є похідними однієї і тієї ж енергії всесвіту. Весь світ мислимо з цього погляду лише як машина. Якщо навіть звузити межі її застосування та розглядати як машини тільки ті з них, які складаються з видимих елементів та видимих, дотичніх зв'язків, то всяка тварина, в тому числі звичайно і людина, є машиною. Людина перетворює енергію, одержувану у вигляді їжі кисню повітря при диханні, у різні види роботи і тому має розглядатися як машина. Але як давно була застосована людиною перша штучна машина? І тут доводиться звернутися до давнини. Перший камінь, вжитий, щоб розбити горіх, перша палиця, перший кинутий з певною метою камінь, можуть розглядатися як машини. Якщо виключити з-поміж машин ті, зв'язки між елементами яких виключно силові, то по Рело можна розглядати прилад для добування вогню тертям (рис. 224), як першу машину, що перетворювала м'язову силу людини в теплоту. Ймовірно, багато років прожило людство, маючи лише подонні найпростіші машини. При переході його до землеробства йому, очевидно, знадобилися і кирка, і лопата, і прототип плуга, якими він працював сам, або який він змушував тягнути якусь тварину; плуг вже зовсім підходить під уявлення про машину. Незабаром настала необхідність штучно зрошувати землю - знадобилися пристрої та машини, порівняно дуже складні. Судячи з Leupold Thea trum machinarum hydraulicarum Leipzig, цей відділ механіки був дуже розроблений у давнину, і вже багато століть тому застосовувалися машини, нещодавно знову введені, як нові.