Доклад на тему органы управления технологическими машинами
Обновлено: 02.07.2024
В обувном производстве механические и химические процессы осуществляются на технологических машинах и аппаратах разного технического уровня и степени автоматизации.
Машина возникла из простейших орудий труда человека, которыми он воздействовал на природу. С развитием человеческого общества орудия труда усложнялись и совершенствовались.
1.транспортные, преобразующие положение обрабатываемого предмета;
2.информационные, преобразующие информацию (арифмометры, индикаторы и др.);
3.электронно-вычислительные (не являются машинами, название за ними сохранилось в порядке преемственности от простых счетных машин).
Для выполнения технологических процессов в обувном производстве применяют в основном рабочие (технологические) машины. В автоматизированных системах управления технологическим оборудованием (АСУ ТО) используют и другие виды машин.
Технологическая машина состоит из трех основных групп механизмов: двигательных, передаточных и исполнительных.
Основой технологической машины являются исполнительные механизмы, которые, получив соответствующие движения, производят своими орудиями (рабочими органами) операции, ранее совершаемые рабочим при выполнении того же технологического процесса вручную. Поэтому исполнительные механизмы и их рабочие органы отражают специфические особенности технологических машин, а также данного производства.
Двигательные и передаточные механизмы обеспечивают передачу движения исполнительным механизмам, они общетипичны для машин всех видов производств.
Автомат (от. греч. automates — самодействующий) — рабочая машина, или машина-орудие, самостоятельно производящая все рабочие и холостые (вспомогательные) движения, необходимые для выполнения данного технологического процесса, включая управление этим процессом, а иногда и автоматический контроль, а также устройство (совокупность устройств), производящее по заданной программе все операции обработки изделий без непосредственного участия человека. Программа задается автомату в конструкции (жесткая программа) либо извне посредством ЭВМ и АСУ.
Полуавтомат — машина, самостоятельно выполняющая рабочий цикл, для повторения которого требуется вмешательство рабочего (включение и пуск машины). Агрегат (от лат. aggrego — присоединение) — соединение нескольких разнотипных машин, устройств и аппаратов в одно целое для эффективной совместной работы. В обувном производстве широко применяют многооперационные агрегаты, обеспечивающие экономическую эффективность за счет сокращения технологического цикла обработки и числа занятых в процессе производства рабочих.
Аппарат (от лат. apparatus — оборудование) в обувном производстве применяют для осуществления гидротермической обработки обувных изделий (увлажнения, сушки, термофиксации формы обуви).
Автоматическая линия — группа машин, автоматически выполняющих в технологической последовательности цикл операций по обработке изделий, объединенных автоматическим транспортным устройством, перемещающим объект обработки от одной машины к другой, с единым для всей линии темпом и механизмом управления.
Полуавтоматическая линия отличается от автоматической тем, что в некоторых операциях линии принимает участие рабочий.
Автоматические и полуавтоматические линии по своей структуре близки к робототехническим комплексам (РТК), в которые входят технологические машины и промышленные роботы (ПР), обслуживающие машины вместо человека.
Специфическая особенность машин и аппаратов обувного производства — многообразие конструкций, отражающее многооперационность технологии изготовления обуви. Для обувных машин характерно перемещение рабочих ор- га ов и обрабатываемых изделий по сложным траекториям в пространстве как следствие оригинальности выполняемых технологических процессов по созданию изделий сложных форм (обуви) из плоских материалов нестабильных свойств. Результатом этой особенности является сложность конструкций машин, их кинематики и работы, а также трудность автоматизации загрузки — разгрузки машин. Автоматизация процессов, выполняемых обувными машинами, усложнена необходимостью пооперационного контроля за качеством их выполнения, проводимого рабочим визуально.
Изучать конструкции обувных машин и аппаратов следует поэтапно — в соответствии с их функциональным назначением и классификацией по технологическому признаку. Для такой классификации целесообразно применить метод системного подхода, согласно которому всю совокуп ность технологического оборудования обувного производства можно рассматривать как систему, состоящую из множества подсистем, связанных между собой последовательностью технологического процесса. Примененный метод системного подхода к классификации оборудования позволяет расширять и углублять ее дальнейшей детализацией каждой подсистемы, представляющей собой конструктивные ряды однофункциональных машин разной модификации. Классификация представляет собой восьми ступенчатую иерархию и состоит из 34 блоков.
К ступени I относится оборудование для изготовления деталей, узлов и самой обуви в одном процессе (блок 1). Традиционные методы изготовления деталей обуви — раскрой резаками из плоских материалов в основном на вы- рубочных прессах и прессах-автоматах. Изготавливаются детали обуви также методом литья под давлением из термопластических материалов и компонентов жидкого литья, осуществляемого на литьевых агрегатах. Кроме деталей литьем под давлением можно получать также узлы обуви и цельнолитую обувь.
К ступени II относится оборудование для обработки деталей и узлов обуви, а также подготовки их к сборочным процессам (блок 2). В этой группе оборудования однооперационные машины для обработки резанием: двоения, шлифования, взъерошивания, спускания края, фрезерования, а также для выполнения различных предсборочных процессов: нанесения клеевой пленки, клеймения идр.; многооперационные агрегаты для комплексной обработки, включающие и другие операции (например, двоение, клеймение, нанесение клеевой пленки, сушка клеевой пленки 5.2); системы однооперационных машин для комплексной обработки, включающие отделочные и другие операции (например, фрезерование уреза, окраску ипр.).
К ступени III принадлежит большая группа оборудования для сборки узлов обуви (блок 3) — низа и верха. В эту группу входит оборудование, которое осуществляет сборку как механическими, так и физикохимическими методами.
К ступени IV относится значительная и разнообразная группа оборудования для формования деталей и узлов обуви (блок 4). В эту группу входят обтяжно-затяжные машины, осуществляющие формование со сложной деформационной картиной (растяжением, сопровождающимся изгибом и сжатием), формовочные машины для предварительного формования сжатием деталей и узлов обуви и другие, например загибочные.
В отдельную ступень V выделены аппараты для гидротермической обработки деталей, узлов и самой обуви (блок 5): аппараты для увлажнения, сушильные аппараты и аппараты для термофиксации формы обуви.
К ступени VI отнесено подошвокрепительное оборудование (блок 6), осуществляющее крепление низа обуви механическими способами — гвоздевым, ниточными и физико-химическими — клеевым, горячей вулканизацией, литьевым.
В ступень VII выделено оборудование для выполнения отделочных операций (блок 7). Следует отметить, что прогрессивным направлением является совмещение (агрегатирование) процессов отделки со сборочными процессами и процессами изготовления деталей и узлов. Однако для многих видов обуви отделочные операции применяются как самостоятельные. Оборудование для выполнения таких процессов, как фрезерование, полировка и окраска уреза подошв, прикрепленных к верху обуви, несовершенно и представляет собой в основном механизированный инструмент.
Отдельно выделена ступень VIII качественно нового оборудования агрегатированного и автоматического действия (блок 8): сборочные агрегаты, полуавтоматические линии для сборки обуви, робототехнические комплексы. В состав этого оборудования входят машины разных ступеней, обозначенные линиями внешних связей — ступеней IV, V, VI и др.
Каждый из блоков классификации при изучении входящих в него машин можно рассматривать как самостоятельную систему и классифицировать их по наиболее характерному для каждой группы машин признаку.
Предметные : Распознавать виды, назначение бытовых электроприборов, условные обозначения на бытовой технике. Подбирать и применять бытовые электроприборы.
Соблюдать нормы и правила безопасности труда, пожарной безопасности, правила санитарии и гигиены.
Метапредметные: Познавательные умения: использовать приобретённые знания при эксплуатации бытовых электроприборов. Регулятивные умения: выполнять учебное действие, используя условные знаки;
Коммуникативные умения: приходить к согласованному мнению в совместной деятельности.
Личностные: проявлять - бережное отношение к бытовым приборам;
- позитивное отношение к процессу знакомства с правилами эксплуатации бытовых электроприборов;
-ответственность при выполнении учебного задания в рамках групповой деятельности;
— осознание собственных достижений при освоении темы.
Методическое оснащение урока .
Материально – техническая база:
Метод обучения : рассказ, объяснение, демонстрация схем.
Тип урока : комбинированный.
Организационный момент.
Проверка явки учащихся.
Проверка готовности учащихся к уроку.
Доведение до учащихся плана урока.
2. Актуализация знаний учащихся.
Что такое машина?
3. Изложение нового материала
Во-первых, техника — это всё, что сделано человеком для преобразования материалов, энергии, информации: станки, приборы, инструменты, приспособления, а также устройства (утюги, холодильники, швейные машины), средства транспорта и те объекты, которые вы сами изготавливаете на уроках технологии.
Во-вторых, это — совокупность приёмов, применяемых в каком-нибудь деле, мастерстве. Например, техника выполнения резьбы по дереву, кости, камню, росписи по ткани, дереву, стеклу; техника игры на пианино; техника ведения мяча в футболе и др. Любое умелое выполнение каких-либо действий также называют техникой. Обучаясь приёмам обработки различных материалов, вы приобретали именно технику умелой работы инструментами.
В этом разделе мы будем говорить с вами о технике как материальном объекте.
Техника облегчает условия жизни человека. Развитие и совершенствование техники — от самой примитивной (заступ, молот и др.) до новейшей — отражает развитие человеческих знаний и опыта, науки и культуры.
Все материальные объекты на Земле можно разделить на две группы ( прил. 1, схема 1)
Многие искусственные объекты принято называть техническими объектами или техническими устройствами.
Основная функция технического устройства — это действие, для осуществления которого оно создано. Например, основная функция рубанка — строгание древесины с целью получения гладкой и ровной поверхности обрабатываемого материала. Основная функция сверлильного станка — получение отверстий в различных материалах, как сквозных, так и глухих.
Любое техническое устройство, будь то повозка, книга, станок, телефон, кинофильм, создавалось, когда в нём возникала потребность. Иначе говоря, любое техническое устройство создано для выполнения им строго определённой, или основной, функции.
Техническое устройство (ТУ) может быть простым , например лопата. Простые технические устройства называют орудиями труда .
К сложным техническим устройствам относится, например, современный авиалайнер. Сложные технические устройства называются техническими системами (от греч. systema — целое, составленное из частей, соединение).
Основная функция простых и сложных технических устройств может совпадать. Сложные технические устройства выполняют при этом основную функцию более производительно и на более высоком уровне.
Орудие — технический объект, при помощи которого осуществляется какое-либо действие и производится работа. К ним обычно относятся ручные инструменты и несложные приспособления.
Техническая система (ТС) — составной объект, состоящий из группы связанных между собой частей. При этом свойства технической системы существенно отличаются от свойств отдельных составляющих её частей. Так, например, детали самолёта — крылья, двигатели, шасси — сами летать не могут, но собранный из них самолёт обладает способностью летать.
Инструмент – ТУ (техническое устройство), при помощи которого выполняется работа.
Приспособление – ТУ, которое облегчает выполнение работы.
Аппарат – ТУ, в относительно подвижных частях которого, происходят физические или химические процессы. Например, фотоаппарат, утюг, дирижабль.
Прибор – ТУ, предназначенное для восполнения несовершенства, отсутствия или замены органов чувств человека. Например, термометр, хронометр, компас.
Машина – сооружение (перевод с латинского).
Агрегат – несколько собранных разнотипных машин, соединенных в целое для совместной работы, а также часть сложной машины, представляющая законченное целое.
Следует отметить, что всякая машина есть техника, но не всякая техника есть машина. Что же называют машиной и какое техническое устройство можно считать машиной?
Главное отличие машины от других технических устройств заключается в том, что она без приложения человеком силы совершает основные рабочие операции . В то же время орудия (лопата, игла, нож) не могут сами совершать работу. Они только помогают человеку выполнять работу. Например, обычная лопата — простейшее орудие, при помощи которого человек копает землю. Экскаватор служит для этой же цели, но вы без колебаний назовёте экскаватор машиной и не ошибётесь, потому что экскаватор сам совершает полезную работу, а человек только управляет им.
Любая машина — это техническая система, так как состоит из составляющих её элементов , и свойство машины всегда отличается от свойств составляющих её элементов. Например, автомобиль может перевозить грузы, а его элементы нет. Так, колесо хотя и перекатывается, но никого не перевезёт, в кузове можно разместить груз, но переместить его куда-либо невозможно.
Исторически машины произошли из орудий (инструментов и приспособлений), постепенно усложнившись до технических систем. Рассмотрим в качестве примера эволюцию сверлильных работ от орудия до машины. В историческом музее можно увидеть примитивные орудия каменного века — каменные топоры и мотыги, наконечники копий и стрел, кремневые ножи и скребки для хозяйственных нужд. Эти орудия поражают одной деталью: у них есть гладкие отверстия для насаживания на деревянную ручку. Как же люди каменного века делали такие отверстия? Они пользовались незамысловатым устройством, которое сооружалось следующим образом. Из прочного дерева вырезали стержень, один конец которого заостряли. Этот заострённый конец стержня помещали в углубление в камне, наполненное мелкозернистым песком. Стержень вращали между ладонями, и нижний острый его конец действовал как сверло.
В дальнейшем появилось устройство, позволяющее облегчить сверление: вокруг стержня спирально закручивали тетиву лука. При приведении лука в движение стержень начинал вращаться, ив камне просверливалось отверстие. Такое техническое устройство называют лучковым приводом . Лучковый привод является самым древним механизмом, который изобрёл человек для облегчения своего труда.
Основная функция лучкового привода — облегчить операцию, т. е. удерживать и задавать движение стержню с увеличением скорости его вращения.
Привод стал промежуточным звеном между инструментом и руками человека, он задал и передал движение от рук человека к орудию.
Привод, обеспечивающий механическую передачу движения или преобразование движения, называют механизмом (от греч. mechane — орудие, сооружение).
Механизм – техническое устройство для передачи и преобразования движения
Любые приводы, способные передавать движение к рабочему органу, в технике называют трансмиссией (от лат. transmissio — пересылка, передача).
Пока стержень для сверления человек вращал руками, стержень был орудием. Вместе с приводом, задающим движение, он стал прообразом технической системы. Всё дело в том, что в нём имеются два необходимых взаимосвязанных элемента: тетива с луком (механизм) — привод, который передаёт движение на рабочий орган, и острый стержень (рабочий орган) — орудие, которое выполняет работу.
Когда же техническая система становится машиной? Если к рабочему органу добавить трансмиссию, двигатель и органы управления (кнопки, педали, рычаги, штурвалы), то получится машина — сложная техническая система, где двигатель служит источником механического движения.
Если двигателем является человеческая сила, то такая техническая система называется механизированным инструментом (от лат. instrumentum — орудие). Например, инструментом является ручная механическая дрель. А вот сверлильный станок или велосипед с мотором — настоящие машины. Человек здесь не прикладывает физических усилий, а только управляет.
Таким образом, механическая машина как цельная техническая система включает в себя:
основные части машины:
двигатель – источник энергии ;
трансмиссия – часть машины, которая передает движение от двигателя на рабочий орган ;
рабочий орган – это орудие, которое выполняет работу .
4. Закрепление нового материала.
Приведите примеры простых и сложных технических устройств.
Приведите примеры простых и сложных технических устройств, выполняющих одинаковую основную функцию.
Если сложные технические устройства выполняют работу лучше и производительнее, то почему современный человек использует в своей работе орудия как простейшие устройства?
При выполнении каких условий техническая система становится машиной?
Что является признаком машины как технической системы?
Найдите четыре части машины в сверлильном станке.
Найдите четыре части машины в других известных вам технических системах.
* Объясните, почему работоспособность машины зависит от полноты ее частей.
Повторение новых понятий:
Простые технические устройства (орудия),
Сложные технические устройства.
6. Подведение итогов . Рефлексия.
Оценка результатов труда учащихся.
Планируемые образовательные результаты .
Предметные результаты:
В области познавательной культуры:
знания основных технологических понятий;
знание назначения и устройства применяемых приспособлений, машин и оборудования;
знания о видах, приемах и последовательности выполнения технологических операций, влияния различных технологий обработки материалов и влияния продукции на окружающую среду и здоровье человека.
В области трудовой культуры:
Способность преодолевать трудности; составлять последовательность выполнения технологических операций.
В области коммуникативной культуры:
Способность интересно и грамотно излагать знания о технологической культуре.
В мотивационной сфере:
оценивание своей способности и готовности к труду в конкретной предметной деятельности;
оценивание своей способности и готовности к предпринимательской деятельности;
выбор профиля технологической подготовки в старших классах полной средней школы или профессии в учреждениях начального профессионального или среднего специального обучения;
выраженная готовность к труду в сфере материального производства или сфере услуг;
согласование своих потребностей и требований с потребностями и требованиями других участников познавательно-трудовой деятельности.
Метапредметные результаты :
Понимание технологических процессов как основы современного производства и современной постиндустриальной культуры;
Понимание влияния технологических процессов на окружающую среду, здоровье человека как важнейшего условия саморазвития и самореализации, осознание свободы выбора профессиональной деятельности;
Ответственное отношение к порученному делу, проявление осознанной дисциплинированности и готовности отстаивать собственную позицию, отвечать за результаты своей деятельности.
добросовестное выполнение учебных заданий, осознанное стремление к освоению новых знаний и умений, качественно повышающих результативность выполнения заданий;
поддержание оптимального уровня работоспособности в процессе деятельности.
владение культурой речи, ведение диалога в доброжелательной форме, проявление к собеседнику внимания, уважения;
владение умением логически грамотно излагать, аргументировать и обосновывать собственную точку зрения.
Личностные результаты :
Владение знаниями об основных технологических понятиях, видах, приемах и последовательности выполнения технологических операций;
Владение знаниями о влиянии различных технологий обработки материалов и получения продукции на окружающую среду и здоровье человека;
Владение знаниями о профессиях и специальностях, связанных с обработкой материалов.
Какую, на ваш взгляд, роль играют машины и механизмы в развитии общества? Приведите примеры.
Для облегчения условий труда людей, повышения производительности труда используется много разных машин, которые частично или полностью берут на себя производственные функции человека. Машина - это устройство, предназначенное для выполнения полезной работы при преобразовании материалов, энергии или информации.
В зависимости от функций, которые выполняют машины, они делятся на рабочие, энергетические и информационные .
Энергетические машины преобразуют один вид энергии в другой. В обычном автомобиле энергетическая машина - бензиновый двигатель, который преобразует химическую энергию топлива в механическую энергию вращения. В электрическом двигателе электрическая энергия преобразуется в механическую энергию вращающийся части двигателя - ротора.
Информационные машины преобразуют информацию. К этой группе относятся электронно-вычислительные машины.
К рабочим машинам относятся технологические, транспортные, транспортирующие и бытовые машины. Транспортные машины осуществляют перемещение людей и грузов на большие расстояния. К ним относятся самолеты, локомотивы, автомобили (рис. 3.1). Транспортирующие машины перемещают людей и грузы на малые расстояния. К этой группе относятся эскалаторы, подъемные краны (рис 3.2), конвейеры. Технологические машины предназначены для преобразования материалов. Примером технологической машины является токарный станок (рис. 3.3) для обработки древесины, основное назначение которого — изготовление деталей из древесины посредством точения.
Бытовые машины используются в домашнем хозяйстве. К этой группе относятся, например, пылесосы, стиральные и посудомоечные машины, миксеры, соковыжималки (рис. 3.4).
Рис.3.1. Карьерный самосвал грузоподъемностью 610 тонн
Рис. 3.2. 128 –метровый портальный кран отечественного производства
Рис. 3.3. Токарный станок
Рис. 3.4. Соковыжималка для цитрусовых
Любая рабочая машина состоит из трёх основных частей: рабочего (исполнительного) органа, двигателя и передаточного механизма. Двигатель – это устройство, которое преобразует какой-либо вид энергии (электрическую, тепловую, химическую) в механическую работу. Это источник движения рабочей машины. Рабочий орган выполняет необходимые технологические операции или сообщает движение заготовке и инструменту. В сверлильном и токарном станках — это шпиндель. Для передачи движения от двигателя к рабочему устройству используются передаточные механизмы. Например, ремённая передача в токарном станке по обработке древесины (рис.3.5).
Рис. 3.5. Кинематическая схема токарного станка СТД-120М:
1 – электродвигатель; 2, 9 – двухступеньчатый шкив; 3 – подшипник качения; 4 – вал ; 7 – винт; 8 – неразъемная гайка на винте
Рис. доработать. Оставить обозначения связанные с кинем. схемой (1,2,9,11,3,4,7,8), при этом переставить цифры в нормальной последовательности
Машины, а также некоторые приспособления и инструменты устроены таким образом, что движение от одних деталей должно передаваться другим. Механические системы, предназначенные для передачи или преобразования движения, называются механизмами . Существует большое количество разнообразных механизмов. Например, механизмами являются зубная передача в ручной и электрической дрелях; цепная передача в велосипеде (рис. 3.6); винтовой механизм в зажимах столярного верстака и т. д. Для передачи вращательного движения на сравнительно большое расстояние используют ремённую передачу, состоящую из двух шкивов и надетого на них плоского или клиновидного ремня (табл. 3.1).
Рис. 3.6. Велосипед для фристайла
Для графического описания принципа действия машины используют кинематические схемы. Кинематическая схема – это такая схема, на которой показана последовательность передачи движения от двигателя к рабочему органу машины посредством передаточного механизма. Для изображения элементов машины или механизма на схеме используются специальные обозначения (таб. 3.1).
§ 9. Технологические машины. Составные части машин
Какую роль, на ваш взгляд, играют машины и механизмы в развитии общества? Приведите примеры.
Вы уже знаете из 5 класса, что машина — это устройство, предназначенное для выполнения какой-либо работы путём преобразования одного ви да энергии в другой . Например, электродвигатель преобразует энергию, станок – материалы, ЭВМ – информацию.
В зависимости от функций, которые выполняют машины, они делятся на рабочие, энергетические и информационные.
Энергетические машины преобразуют один вид энергии в другой. Можно различить несколько видов энергетических машин: паровые, электрические, двигатель внутреннего сгорания и реактивный двигатель. Например, в обычном автомобиле энергетическая машина — бензиновый двигатель, который преобразует химическую энергию топлива в механическую энергию вращения. В электрическом двигателе электрическая энергия преобразуется в механическую энергию вращающейся части двигателя — ротора.
Рис. 1. Карьерный самосвал грузоподъёмностью 610 тонн
Информационные машины преобразуют информацию. К этой группе относятся электронно-вычислительные машины.
Рис.2. Кассовый аппарат
К рабочим машинам относятся технологические, транспортные, транспортирующие и бытовые машины. Транспортные машины осуществляют перемещение людей и грузов на большие расстояния. К ним относятся самолёты, локомотивы, автомобили (рис.1). Транспортирующие машины перемещают людей и грузы на малые расстояния. К этой группе относятся эскалаторы, подъёмные краны (рис. 3), конвейеры.
Технологические машины предназначены для преобразования материалов. Примером технологической машины является токарный станок для обработки древесины СТД-120М (рис. 4), основное назначение которого — изготовление деталей из древесины посредством точения.
Рис.4. Токарный станок по обработке древесины
Бытовые машины используются в домашнем хозяйстве. К этой группе относятся, например, пылесосы, стиральные и посудомоечные машины, миксеры, соковыжималки (рис. 5).
Рис. 5. Соковыжималка и холодильник
Важнейшая особенность каждой машины — наличие трёх основных частей: двигателя, передаточного механизма и рабочего (исполнительного) органа. Двигатель — это устройство, которое преобразует какой-либо вид энергии (электрическую, тепловую, химическую) в механическую работу. Это источник движения рабочей машины. Рабочий орган выполняет необходимые технологические операции или сообщает движение заготовке и инструменту. Например, в сверлильном и токарном станках — это шпиндель. Передаточные механизмы служат для передачи движения от двигателя к рабочему устройству. Примером такого механизма является ремённая передача в токарном станке для обработки древесины.
В машинах, приспособлениях и инструментах движение от одних деталей должно передаваться другим. Механические системы, предназначенные для передачи или преобразования движения, называются механизмами . Существует большое количество разнообразных механизмов.
В 5 классе вы изучали некоторые механизмы передачи движения — винтовой и фрикционный механизмы , а также ремённую передачу . Мы рассмотрим ещё несколько механизмов передачи движения, являющихся составными частями машин: цепной, зубчатый, реечный (табл. 1).
Таблица 1. Виды механизмов (передач)
Цепной механизм передачи движения имеется у велосипеда. Он состоит из цепи и двух звёздочек.
Рис.6. Цепная передача в велосипеде
Зубчатый механизм (зубчатая передача) есть у ручной и электрической дрелях . Механизм состоит из двух зубчатых колёс, которые вращаются в разных направлениях. Меньшее из двух находящихся в зацеплении колёс называют шестернёй. Зубчатые колёса могут быть цилиндрическими или коническими (как у дрели).
Рис. 7. Зубчатая передача
В реечном механизме при вращении зубчатого колеса 1 рейка 2 перемещается поступательно, и наоборот, при поступательном движении рейки 2 колесо 1 вращается. Например, в настольном сверлильном станке при повороте рукоятки подачи (с закреплённым на ней зубчатым колесом) шпиндель со сверлом (связанный с рейкой) движется поступательно.
Рис. 8. Реечная передача
винтовой механизм в зажимах столярного верстака.
Рис. 9. Винтовой механизм
Для передачи вращательного движения на сравнительно большое расстояние используют ремённую передачу , состоящую из двух шкивов и надетого на них плоского или клиновидного ремня.
Рис. 10. Ремённая передача
Например, в автомоб иле есть двигатель внутреннего сгорания , в котором энергия топлива превращается в энергию движения. Рабочими органами являются ведущие колёса автомобиля , а между двигателем и колёсами расположены передаточные механизмы .
Для управления работой любой машины существуют устройства управления : рычаги, педали, кнопки. Некоторыми машинами управляют автоматические устройства, сигналы которым поступают с компьютера.
В механизме, состоящем из двух звеньев (зубчатых колёс, звёздочек и др.), одно звено является ведущим, а другое ведомым. Ведущее звено передаёт движение ведомому звену . Например, звёздочка цепной передачи велосипеда, которую вы вращаете педалями, является ведущей, а звёздочка, которая закреплена на оси заднего колеса, ведомой.
Отношение диаметра ведомого колеса к диаметру ведущего называют передаточным отношением i :
где D1 — диаметр ведущего колеса;
D2 — диаметр ведомого колеса.
Шестерни зубчатой передачи, звёздочки цепной передачи, шкивы ремённой передачи обычно насаживают на валы . Для их надёжного закрепления на валу и передачи вращательного движения применяют шпоночное соединение (рис. 11, а). В шпоночном соединении в валу вырезают шпоночный паз, в который помещают шпонку — небольшой металлический брусок. Возвышающаяся над поверхностью вала часть шпонки входит в паз, прорезанный в шестерне, шкиве или звёздочке, и таким образом соединяет их с валом. Шпоночное соединение применяется, например, в соединении вала электродвигателя со шкивом ремённой передачи токарного станка для обработки древесины.
Рис. 11. Соединение шестерни с валом: а — шпоночное: 1 — вал: 2 — шпонка: 3 — шестерня: 4 — шпоночный паз; б — шлицевое: 1 — шлицевой вал: 2 — шлицы; 3 — шестерня
Иногда необходимо, чтобы зубчатое колесо могло не только передавать вращательное движение, но и перемещаться вдоль вала. В этом случае применяют шлицевое соединение (рис. 11, б). Для такого соединения на поверхности вала прорезают продольные канавки. В результате этого на валу образуются выступы — шлицы. А в отверстии колеса прорезают продольные пазы, в которые эти шлицы входят. Шлицевое соединение применяется, например, в шпинделе настольного сверлильного станка.
Практическая работа "Изучение составных частей машин"
- Ознакомьтесь с механизмами, имеющимися в школьной учебной мастерской. Запишите в рабочую тетрадь их названия и назначение.
- Замерьте диаметры зубчатых колёс ручной дрели и определите передаточное отношение этой зубчатой передачи.
Выполните поиск в Интернете, какие ещё механизмы, кроме имеющихся в мастерской, применяются в современных машинах. Расскажите о них на следующем уроке.
Новые слова и понятия
Основные части машин: двигатель, передаточный механизм, рабочий (исполнительный) орган; механизмы: цепной, зубчатый (зубчатая передача), реечный; шпонка, шлиц.
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 лущильщика — 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.
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 электрогальва-нические 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.
Читайте также: