Что такое станок: станок – это… Что такое станок?

станок – это… Что такое станок?

Станок — машина, используемая (как правило, в промышленности) для обработки различных материалов, либо приспособление для выполнения чего либо. В Викисловаре есть статья «станок» …   Википедия

СТАНОК — 1. СТАНОК1, станка, муж. 1. Почтовая или ямская станция, а также вообще место для отдыха и мены лошадей в пути (старин., обл.). || Название небольшого поселка в Сибири. Станок на берегу Енисейского залива. || То же, что становище (обл.). 2.… …   Толковый словарь Ушакова

СТАНОК — 1. СТАНОК1, станка, муж. 1. Почтовая или ямская станция, а также вообще место для отдыха и мены лошадей в пути (старин., обл.). || Название небольшого поселка в Сибири. Станок на берегу Енисейского залива. || То же, что становище (обл.). 2.… …   Толковый словарь Ушакова

СТАНОК — умалит. Станок токарный, гранильный, печатный. Сверлильный станочек. Очечный станочек, оправа.

У них в окнах станочки с серпянкою вставлены, от мух, рамки. Мытые шерстяные платки и косынки сушат и прямят на станочках, на пялах. | Стан рубахи,… …   Толковый словарь Даля

СТАНОК — см. Орудийный станок. Пушечный станок, Зарядный станок, Вытяжной станок. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941 …   Морской словарь

станок — машина, механизм, устройство; основание, уставка, мольберт, станина, подставка, беннер, стойло, опора, девушка, лафет, станочек, триммер, станция; гениталии, жопа, задница; кровать Словарь русских синонимов. станок см. лафет Словарь синонимов… …   Словарь синонимов

станок — индивидуальный для хряка. станок в животноводстве, 1) отгороженная площадь в свинарнике или свиноводческом комплексе для индивидуального и группового содержания свиней. Стенки С. сплошные или решётчатые из деревянных брусьев, железобетонных… …   Сельское хозяйство.

Большой энциклопедический словарь

станок — СТАНОК, нка, м. 1. Сексуальная девушка. 2. Постель. Ср. уг. «станок» нары …   Словарь русского арго

станок — СТАНОК, истор., арх. – Строение на тракте, предназначенное для остановки проезжающих (прим. авт.). – До глубокой ночи они балагурят на станках (3. 121). Ср. ССГ 288: станок «1. Населенный пункт, поселок; 2. Временное жилище на покосе, в поле; 3.… …   Словарь трилогии «Государева вотчина»

СТАНОК 1 — СТАНОК 1, нка, м. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 …   Толковый словарь Ожегова

СТАНОК 2 — СТАНОК 2, нка, м. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 …   Толковый словарь Ожегова

СТАНКИ – это… Что такое СТАНКИ?

Станки – получить на Академике активный купон 220 Вольт или выгодно станки купить по низкой цене на распродаже в 220 Вольт

Станки — Станки  топоним: Белоруссия Станки  деревня, Дукорский сельсовет Пуховичского района Минской области Станки посёлок в Хальчанском сельсовете Ветковского района Гомельской области Россия Станки  село в Вязниковском районе… …   Википедия

СТАНКИ — (Bench, machine) машины орудия для металлической обработки металла, дерева и волокнистых веществ. В более узком смысле машины для обработки металла и дерева резанием. См. Токарный станок, Револьверный станок, Станок строгальный, Станок… …   Морской словарь

Станки — 182722, Псковской, Дедовичского …   Населённые пункты и индексы России

Станки (2) — 601407, Владимирской, Вязниковского …   Населённые пункты и индексы России

Станки и инструмент — («Станки и инструмент»,)         ежемесячный научно технический и производственный журнал, орган министерства станкостроительной и инструментальной промышленности СССР и Центрального правления научно технического общества машиностроительной… …   Большая советская энциклопедия

Станки вертикально-сверлильные — – предназначены для обработки деталей методом сверления (сверловки отверстий) из различных конструкционных материалов в условиях единичного и мелкосерийного производства. [Большой энциклопедический политехнический словарь] Рубрика термина:… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

СТАНКИ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИЕ — машины для изготовления частей других машин в основном путем снятия с заготовки стружки режущим инструментом.

Многое из того, что производится в результате человеческой деятельности в настоящее время, делается на металлорежущих станках или с… …   Энциклопедия Кольера

Станки (Покровское сельское поселение) — У этого термина существуют и другие значения, см. Станки. Деревня Станки Страна РоссияРоссия …   Википедия

Станки (Родомановское сельское поселение) — У этого термина существуют и другие значения, см. Станки. Деревня Станки Страна РоссияРоссия …   Википедия

Станки (Владимирская область) — У этого термина существуют и другие значения, см. Станки. Село Станки Страна РоссияРоссия …   Википедия

Что такое станок с ЧПУ

Современная история выдвинула новые требования для компаний, занимающихся производством. На данный момент трудно представить себе фабрику, стремящуюся увеличить объемы выпуска продукции, без автоматизации производства и внедрения новых технологий.

 

Одним из главных изобретений за последние годы стали станки с числовым программным управлением. С их появлением значительно возросли производственные мощности предприятий, увеличилось качество выпускаемой продукции, снизились себестоимости и возросли многократно прибыли.

 

 

Числовое Программное Управление или ЧПУ – компьютеризованная система управления, которая используя, команды, написанные на специализированном языке программирования, управляет механизмами станка.
Аббревиатура ЧПУ соответствует двум англоязычным — NC и CNC.
NC – Numerical Control. CNC – Computer Numerical Control.

 

 

Первым очевидным плюсом от использования станков с ЧПУ является более высокий уровень автоматизации производства. Случаи вмешательства оператора станка в процесс изготовления детали сведены к минимуму. Станки с ЧПУ могут работать практически автономно, день за днем, неделю за неделей, выпуская продукцию с неизменно высоким качеством. При этом главной заботой оператора являются в основном подготовительно-заключительные операции: установка и снятие детали, наладка инструмента и т.

д. В результате один работник может обслуживать сразу несколько станков.

Вторым преимуществом является производственная гибкость. Это значит, что для обработки разных деталей нужно всего лишь заменить программу. А уже проверенная и отработанная программа может быть использована в любой момент и любое число раз.

Третьим плюсом является высокая точность и повторяемость обработки. По одной и той же программе вы сможете изготовить с требуемым качеством тысячи практически идентичных деталей.

Ну и наконец, числовое программное управление позволяет обрабатывать такие детали, которые не возможно изготовить на обычном оборудовании. Это детали со сложной пространственной формой, например, штампы и пресс-формы.

 

 

Таким образом, ЧПУ станок позволяет быстро получить спроектированное на компьютере изделие, причем ЧПУ станок производит изделия гораздо быстрее и качественнее чем вручную. Точный и легко приспосабливаемый ЧПУ станок позволяет осуществить проекты, которые, используя ручные технологии, оказались бы невыполнимыми или невыгодными.

Что такое станок

Станочное оборудование используется абсолютно в любых сферах промышленности. Предлагаем рассмотреть, что такое станок, что такое устройство ЧПУ и КЧПУ.

Станок – это машина предназначения для формирования или обработки заготовок из металла или других твердых материалов. К примеру, чтобы просверлить отверстие в детали необходимо осуществить операцию сверления.

На станках осуществляются отрезные, расточные, шлифовальные, а также другие форм деформации. Все станки отличаются определенными показателями ограничений по размеру обрабатываемых заготовок и обеспечению движения ведомой частью машины. Таким образом, относительное перемещение между заготовкой и режущим инструментом (который называется «траектория») контролируется или ограничивается машиной.

Точное определение термина «станок» колеблется среди пользователей. Можно с уверенностью сказать, что все станки являются «машинами, которые помогают людям делать детали», хотя при этом не все заводские машины являются станками.

Станками можно управлять вручную или при помощи автоматического управления. Устаревшие машины используют маховики для стабилизации движения и имеют сложные системы зубчатых колес и рычагов для управления и проведения работ. Вскоре после Второй мировой войны, была разработана машина с числовым программным управлением (ЧПУ). Машины ЧПУ использую ряд чисел перфорированных на бумажной ленте или перфокарте для управления движением. В 1960 году в систему управления были добавлены компьютеры, чтобы расширить спектр действия данных устройств. Такие машины стали известны как станки с компьютеризированным числовым программным управлением КЧПУ. ЧПУ и КЧПУ могут точно повторить последовательные движения снова и снова, благодаря чему они изготавливают очень сложные детали.

Станки, которые используются сейчас, могут автоматически менять конкретные инструменты резки и формирования, которые использовались в предыдущем процессе. Ранее за этот процесс отвечали либо механизаторы, либо станочники, которые вручную меняли инструменты. Следующим логическим шагом стало объединение нескольких различных станков вместе, под управлением одного компьютера. Они известны как обрабатывающие центры.

Машины собираются из стандартных типов компонентов. Эти элементы состоят из механизмов, которые контролируют движение в различных местах, например зубчатых передачах, транзисторных переключателях, ленточных или цепных приводов, и прочих деталях.

Современные станки включают в себя датчики, исполнительные механизмы и компьютерные контроллеры. Форма, текстура и цвет крышек обеспечивают дизайн и оперативную связь между механическими компонентами машины и ее пользователями.

Сборки внутри станка, которые контролируют движение, называют «механизмами». Механизмы, как правило, классифицируются как ведомые и ведущие передачи, следящие механизмы и связующие, хотя существуют и другие специальные соединения, такие как зажимные связи, механизмы индексирования и фрикционные устройства – такие как тормоза и сцеплений.

Что такое чпу станок по металлу

Что это такое станок ЧПУ: как расшифровывается

25. 03.2020

1. Целесообразность применения
2. Особенности станков с ЧПУ: что это такое, в чем проявляются
3. Классификация станков с программным управлением: их характеристика и обозначения
4. Основные параметры
5. Принцип программирования
6. Станки фрезерные с ЧПУ
7. Как работает ЧПУ-станок токарного типа
8. Устройство станка ЧПУ многоцелевого типа
9. Что делают на станках с ЧПУ: сферы применения
10. Преимущества
11. Проблемы
12. Действия наладчика и оператора

Выбирая оборудование для проведения фрезерных, токарных и других подобных работ, каждое предприятие стремится найти максимально надежную, производительную, удобную модель. Стремясь облегчить эти поиски, подробно рассмотрим, что такое ЧПУ-станок: как он устроен, по каким принципам программируется и функционирует, каких видов может быть и так далее. Максимум информации – чтобы вам было проще определиться и решить, вкладываться в такую технику или нет.

Сразу отметим: сегодня они востребованы, причем во всех основных отраслях. На них проводят металлообработку, вытачивая детали с особой точностью (даже если у заготовок сложная поверхность), изготавливают предметы мебели и деревянные панно, макеты, сувениры, игрушки из пластиков и многое другое. Активно используют их преимущества, в том числе и высокую производительность.

Отдельно скажем, как расшифровываются ЧПУ-станки: аббревиатура означает Числовое Программное Управление, то есть компьютеризированную систему, задающую условия нормального функционирования стола, суппорта, шпинделя в течение технологического процесса. Контроль осуществляется за счет специальных и своевременно поданных команд – кодов G и M-типа.

В результате 1 единица такого оборудования так же эффективна, как 5-6 обычных. Оператору остается только включить нужную схему, наладить ее и проследить за ее выполнением – ему необязательно быть квалифицированным токарем или фрезеровщиком.

Необходимо учитывать, что это сравнительно дорогостоящая техника. В условиях современного производства станок с числовым программным управлением выгодно покупать и эксплуатировать в следующих ситуациях:

• Изготавливаемые детали используются в особенно ответственных случаях – запчасти для авиатехники и транспорта, элементы медицинских аппаратов, лопатки или валы турбин для ГЭС.
• Выпускаемые заготовки отличаются сложностью поверхности, подразумевающей проведение целого ряда технологических операций в процессе механической обработки.
• Планируется, что изделия будут выходить регулярными и крупносерийными партиями.
• Актуально особо точное исполнение – в рамках одного из 6 первых квалитетов по допуску. Отклонения в этом случае устанавливает дискретный шаг привода, составляющий до 3 мкм.
• Существует вероятность внесения незначительных конструктивных изменений по ходу изготовления детали – путем корректировки программы с операторского пульта.

Возможности такого оборудования довольно широки, сферы применения тоже, поэтому и классификация достаточно разнообразна. Но практически все модели, вне зависимости от конструкции, обладают следующими отличительными характеристиками:

• Сравнительно мощный привод – может быть постоянного тока, с бесступенчатой регулировкой шпинделя, или переменного, трехфазный, с частотой вращения до 2000 об/мин, но обязательно от 20 до 40 кВт.
• Независимая установка и коррекция каждой из двух координат, в результате чего рабочие органы способны перемещаться по самым сложным траекториям, зачастую даже невозможным для других методов контроля.
• Повышенная жесткость конфигурации при прецизионной (или высокой) точности обработки заготовки.
• Скорость установочных передвижений суппорта 4,8-10 об/мин, что минимизирует время холостого хода.
• Широчайшие рамки регулировки подачи бесступенчатого привода – с изменением до 1200-10000 раз (с 1 до 1200 или даже до 10000 об/мин). Благодаря этому не проблема настроить оптимальный режим выпуска любой детали.
• Развитые и многофункциональные инструментальные системы – от 12 органов.

Маркировка выпускаемых моделей осуществляется с помощью букв и цифр. Они и формируют артикул, который отражает назначение оборудования, степень его автоматизации, класс его точности. Разделение ведется по нескольким глобальным признакам – рассмотрим каждый из них подробнее.

Технологические группы

По характеру выполняемых операций (основных) могут быть:

• фрезерные и сверлильно-расточные – сравнительно универсальные, также обеспечивающие зенкерование;
• токарные – для создания резьбовых соединений и сверления, для патронных и центровых, а также сложных деталей;
• зубообрабатывающие – для обеспечения необходимой геометрии шестеренок и подобных им элементов;
• шлифовальные – для зачистки и выравнивания поверхностей;
• многоцелевые – для комплексной обработки без перебазирования заготовки.

Каждой группе присваивается свой номер – обращайте внимание на первую цифру в артикуле станка ЧПУ, эта расшифровка помогает сразу сориентироваться.

Степень автоматизации

Все модели также подразделяют по следующим параметрам управляющей системы:

• назначение – с позиционным, непрерывным, прямоугольным, смешанным методом контроля;
• вариант привода – со ступенчатым, шаговым или регулируемым двигателем;
• характер загрузки программного обеспечения – с установкой через диск, ленту (перфорированную или магнитную), flash-носитель;
• количество одновременно управляемых координат и допустимые погрешности при их введении.

В артикуле степень автоматизированности указана в конце – как Ф с номером (или буквой). Разберемся, что означает ЧПУ-станок со следующей маркировкой после Ф:

1 – с цифровой индикацией и данными, набираемыми на клавиатуре – для одного перемещения за кадр;

2 – с позиционным (для сверлильно-расточных) или прямоугольным (для фрезерных или токарных) методом контроля;

3 – с непрерывным или контурным управлением, для обработки особенно сложных деталей;

4 – с многооперационным оперированием, сочетающим вышеперечисленные возможности;

Ц – циклическая, отличающаяся дешевизной и простотой алгоритма, но весьма удобная для серийного выпуска однотипных заготовок.

Помимо этого, в маркировке также есть индексы АСИ, то есть устройств АвтоСмены Инструмента:

• Р – посредством поворота головки револьверного типа;
• М – из «магазина» – специально предназначенного барабана.

В артикуле эти литеры стоят перед ФN.

Взглянем, что такое станок с ЧПУ с точки зрения производства. Его ключевые характеристики зависят от того, к какой технологической группе он относится:

• для фрезерной это ширина поверхности рабочего стола;
• для сверлильно-расточной – максимально возможные диаметры сверла и шпинделя;
• для токарной – наибольшее из поддерживаемых сечение отверстия.

Любая модель рассматриваемого оборудования состоит из следующих функциональных узлов:

• память – постоянная и оперативная;
• шкаф, оснащенный операторским пультом;
• дисплей, на котором показываются результаты;
• контроллер – прибор, обрабатывающий введенные данные и отвечающий за функционирование приводов.

Все вместе они обеспечивают правильное выполнение команд, каждую из которых необходимо корректно составить. Сделать это можно одним из трех способов:

1. Вручную – технолог вводит числовые комбинации и таким образом задает все координаты для перемещения инструментов. Не самый удобный вариант, ведь для его реализации даже у опытного специалиста, знающего, как работать на станке с ЧПУ, уйдет много времени и сил, а выпускать удастся лишь простейшие детали.
2. С пульта оперативной системы – наладчик использует джойстик и сенсорный экран, в том числе и в диалоговом режиме (если оборудование довольно современное и у него есть эта опция). Уже более подходящий метод, также и потому, что команды можно протестировать и откорректировать.
3. С помощью САМ и САПР – запись происходит в несколько этапов, проводится сравнительно большое количество операций, зато в результате можно придумать эффективный алгоритм выпуска даже самого сложного элемента, а в дальнейшем видоизменять его для производства других деталей.

Вот как настроить ЧПУ-станок в последнем случае:

• Создать электронный чертеж заготовки в AutoCAD, Компасе, Solid или другом профильном графическом редакторе.
• Преобразовать получившийся файл в подходящий формат (HPGL, DXF, Gerber, Exeilon) и загрузить его в САМ (в качестве наиболее используемых CorelDraw, SheetCam, MeshCam, Kcam). После данного импорта задать траектории движения инструментов, введя числа, выбрав варианты обработки, присвоив значения соответствующим органам машины. Проконтролировать правильность визуализации (происходит параллельно).
• Сделать промежуточный Cl-файл, загрузить его в паспорт (постпроцессор), получить программу управления с G- и М- кодами.

Понятно, что создавать такое ПО сможет непростой токарь.

Очень популярны, предназначены не только для резки заготовок любой формы (и простой плоской, и сложной пространственной), но и для раскройки металлических листов, для выборки пазов, для загибания углов. Могут содержать до 300 инструментов в одном магазине. Также отличаются обширной классификацией.

По расположению шпинделя выделяют:

• вертикальные – вал устанавливается перпендикулярно столу и позволяет проводить обработку с одной стороны детали;
• горизонтальные – фиксация уже параллельная, что делает возможным многостороннее выполнение технических операций.

По конструкции модель бывает консольной и нет, с одним или несколькими деталями, с контролем по 2,3 и более координатам одновременно.

Теперь о том, что значит станок ЧПУ с точки зрения управления – по характеру команд фрезерный может быть:

• позиционным – для сверлильных работ;
• контурным – ориентированным на криволинейные поверхности сложной формы;
• смешанным (комбинированным) – для комплексных задач.

Конструктивные особенности

Сравнительно мощные корпус и станина – за счет ребер жесткости, также обеспечивающих повышенные показатели прочности шпинделя. В комплектацию таких устройств входят точные винты и рельсы – для быстрого перемещения инструментов по горизонтали.

Все это обеспечивает одинаково хорошее качество выполнения технических операций как при попутном, так и при встречном направлении движения.

То, что можно сделать на ЧПУ станке, зависит от конкретной его модели, а их в номенклатуре фрезерной группы сразу несколько сотен. Есть габаритные варианты, длина рабочего стола которых превышает 10 м. Или наоборот – миниатюрные, предназначенные для мелкосерийного производства и частных мастерских, выпускающих типовые заготовки из металла и пластика, дерева и других материалов. Обычно они маломощные (до 750 Вт), но все равно сравнительно надежные, оснащенные сервоприводом, поворотные во всех угловых направлениях, регулируемые по высоте. Естественно, в их базовую комплектацию также входит ПО для контроля, которое можно загрузить, подключив оборудование к персональному компьютеру.

Его основной орган – резец со сменными пластинами, зафиксированный в держателе, который может быть кассетным и совершенно точно является важной частью суппорт-узла, вместе с поворотной плитой и салазками. Деталь крепится в патроне, который расположен на вращающемся валу, приводные механизмы заставляют перемещаться инструменты (до 12 сразу), со скоростью вспомогательного хода выше, чем основного.

Классификация по характеру выполняемых задач

• центровые – для точения фасонных поверхностей, цилиндрических и конических заготовок;
• патронные – для зенкерования, создания резьбы, обтачивания под фланцы, диски, шестерни и втулки, как внешних, так и внутренних плоскостей;
• универсальные – эти виды станков с ЧПУ могут выполнять все технологические операции, актуальные для двух предыдущих типов;
• карусельные – для крупногабаритных и неправильных по своей форме элементов; бывают одностоечными (рассчитаны на диаметры до 2 м) и двухстоечными (для сечений до 15 м).

Конструктивные характеристики

Их компоновка обычно либо вертикальная, либо с крутым наклоном, благодаря чему из функциональной зоны проще удалить стружку. Сравнительно компактны, к ним не проблема подключить почти любое автозагрузочное устройство.

Несущие конструкции отличаются повышенной жесткостью, достижимой утолщением металла и введением дополнительных ребер. Оснащены сменными магазинами для инструментов и/или револьверными головками, устанавливаемыми на позицию держателя.

Это настоящие центры, выполняющие комплексную обработку заготовки (без перебазирования) и оборудованные комбинированными системами ПО. Они предназначены для нарезки фасок и резьбы, зенкерования, расточки, раскроя, фрезерования. Подходят для действий как с плоскими поверхностями, так и со сложными криволинейными формами.

Конструктивные особенности

Зачастую укомплектованные сменными магазинами, делающими доступной предварительную настройку инструментов. Обычно обладают поворотными столами, нужными для перемещения детали, а также переналаживаемыми вспомогательными устройствами-спутниками.

Принцип работы станков с ЧПУ многоцелевого типа базируется на универсальности операций, которая возможна благодаря высокомоментному, но малоинерционному двигателю с хорошим быстродействием. Даже на небольших частотах он развивает крутящий момент до серьезных величин, что позволяет обеспечить производительность труда.

По вариантам компоновки могут быть:

• вертикальные – с головкой шпинделя, способной двигаться вдоль обеих осей; на них техпроцессы можно проводить с 2-5 сторон;
• горизонтальные – для элементов больших габаритов, закрепленных на столе; действуют только в одной плоскости (если отсутствуют дополнительные поворотные приспособления).

Такое оборудование востребовано в следующих случаях:

• производство плит и других плоских элементов из дерева, например, корпусной мебели;
• выпуск пластиковых деталей всевозможных форм, включая криволинейные;
• шлифовка камней и подобных им твердых материалов природного происхождения;
• изготовление сложных металлических изделий, в том числе и ювелирных.

Все вышеперечисленные цели решаются путем операций резки, фрезерования, распила, гравировки, сверления.

Эксплуатация столь точного механизма позволяет быстро решать ранее неосуществимые задачи: наносить рельефные декоры, которые невозможно выполнить вручную. За счет компьютеризации и автоматизации оно дает возможность избежать ошибок, вызванных человеческим фактором. Если знать, как пользоваться ЧПУ-станками, риск возникновения брака стремится к нулю.

Для большинства заготовок это техника «полного цикла», которая минимизирует затраты на производство. Она также отличается надежностью (может бесперебойно функционировать в течение лет), гибкостью настройки, широтой опций.

Минусы – в нюансах постпроцессирования: даже несмотря на то, что G- и М- коды универсальны, каждый программист компонует их по-своему. Поэтому возможны нестыковки при запуске ПО, которые требуется отдельно отлаживать.

Зачастую сложна ситуация с кадрами. Молодые и начинающие специалисты прекрасно понимают, как работает станок с ЧПУ, но им неизвестны практические свойства дерева или металла. Опытные слесари, фрезеровщики и токари, наоборот, «на ты» с материалами, но почти не знают компьютера.

Первый должен:

• подобрать инструмент по карте, проверить его целостность и остроту;
• определить нужные размеры;
• зафиксировать рабочий орган и зажимной патрон, убедиться в надежности крепления;
• установить переключатель в позицию «от»;
• выполнить проверку на холостом ходу;
• убедиться в нормальном состоянии лентопротяжного механизма и ввести перфоленту;
• закрепить деталь, включить режим «по программе»;
• обработать первый элемент, измерить его геометрию, внести корректировки;
• повторить техпроцесс, сравнить габариты;
• переключить машину в позицию «автомат».

Здесь действия наладчика закончены, в дело вступает оператор, который обязан своевременно:

• менять смазочные материалы и намасливать патроны;
• очищать зону проведения операций;
• проверять гидравлику, пневматику, точность заданных показателей.

Также ему необходимо запустить тестовое ПО, а после убедиться в надежности всех креплений и отсутствии отклонений. Если все в порядке, можно:

• фиксировать заготовку;
• вводить программу;
• заправлять перфоленту;
• нажимать «Пуск»;
• замерять деталь, сравнивая с образцом.

На специальных курсах подробно расскажут и покажут, как научиться работать на станке с ЧПУ. На такую профильную подготовку просто необходимо отправить своих сотрудников, если вы хотите установить столь производительное оборудование на своем предприятии и эффективно использовать его преимущества.

Что такое обработка с ЧПУ? | Подробное руководство

Обработка с ЧПУ – это производственный процесс, в котором предварительно запрограммированное компьютерное программное обеспечение определяет движение заводских инструментов и оборудования. Этот процесс можно использовать для управления целым рядом сложного оборудования, от шлифовальных и токарных станков до фрезерных и фрезерных станков. При обработке с ЧПУ задачи трехмерной резки могут быть выполнены с помощью одного набора подсказок.

Сокращенно от «компьютерного числового управления», процесс ЧПУ работает в отличие от ограничений ручного управления, когда операторы, работающие в реальном времени, должны подсказывать и направлять команды обрабатывающих инструментов с помощью рычагов, кнопок и колес.Для наблюдателя система ЧПУ может напоминать обычный набор компьютерных компонентов, но программы и консоли, используемые при обработке с ЧПУ, отличают ее от всех других форм вычислений.

Как работает обработка с ЧПУ?

Когда система ЧПУ активирована, желаемые резы программируются в программном обеспечении и продиктованы соответствующим инструментам и машинам, которые выполняют размерные задачи, как указано, во многом как робот.

При программировании ЧПУ генератор кода в системе счисления часто предполагает, что механизмы безупречны, несмотря на возможность ошибок, которая возрастает, когда станок с ЧПУ направлен на резку в более чем одном направлении одновременно. Размещение инструмента в системе числового программного управления описывается серией входных данных, известных как программа обработки детали.

В станке с ЧПУ программы вводятся через перфокарты. Напротив, программы для станков с ЧПУ загружаются в компьютеры через небольшие клавиатуры. Программирование ЧПУ сохраняется в памяти компьютера. Сам код пишут и редактируют программисты. Поэтому системы ЧПУ предлагают гораздо более широкие вычислительные возможности. Лучше всего то, что системы ЧПУ ни в коем случае не статичны, поскольку новые подсказки могут быть добавлены к уже существующим программам с помощью измененного кода.

Программирование станков с ЧПУ

В ЧПУ станками управляют с помощью числового программного управления, при этом программа предназначена для управления объектом. Язык, лежащий в основе обработки с ЧПУ, также называют G-кодом, и он написан для управления различными режимами работы соответствующего станка, такими как скорость, скорость подачи и координация.

По сути, обработка с ЧПУ позволяет предварительно программировать скорость и положение функций станка и запускать их с помощью программного обеспечения в повторяющихся, предсказуемых циклах, и все это с минимальным участием человека-оператора.Благодаря этим возможностям процесс был принят во всех сферах производственного сектора и особенно важен в областях производства металла и пластика.

Для начала создается двухмерный или трехмерный чертеж САПР, который затем переводится в компьютерный код для выполнения системой ЧПУ. После того, как программа введена, оператор выполняет ее пробный запуск, чтобы убедиться в отсутствии ошибок в кодировании.

Системы обработки с открытым / закрытым контуром

Управление положением определяется через систему с открытым или закрытым контуром.В первом случае сигнализация идет в одном направлении между контроллером и двигателем. В системе с обратной связью контроллер может получать обратную связь, что делает возможным исправление ошибок. Таким образом, замкнутая система может исправлять неравномерность скорости и положения.

При обработке с ЧПУ движение обычно направлено по осям X и Y. Инструмент, в свою очередь, позиционируется и управляется шаговыми или серводвигателями, которые повторяют точные движения, определенные G-кодом.Если сила и скорость минимальны, процесс можно запускать через управление без обратной связи. Для всего остального необходимо регулирование с обратной связью, чтобы обеспечить скорость, стабильность и точность, необходимые для промышленных применений, таких как слесарные работы.

Обработка с ЧПУ полностью автоматизирована

В современных протоколах ЧПУ производство деталей с помощью предварительно запрограммированного программного обеспечения в основном автоматизировано. Размеры данной детали устанавливаются с помощью программного обеспечения для автоматизированного проектирования (САПР), а затем преобразуются в фактический готовый продукт с помощью программного обеспечения для автоматизированного производства (CAM).

Для любой данной заготовки может потребоваться множество станков, например сверла и фрезы. Чтобы удовлетворить эти потребности, многие современные машины объединяют несколько различных функций в одной ячейке. В качестве альтернативы установка может состоять из нескольких машин и набора роботизированных рук, которые передают части из одного приложения в другое, но все это контролируется одной и той же программой. Независимо от настройки, процесс ЧПУ позволяет обеспечить единообразие производства деталей, которое было бы сложно, если не невозможно, воспроизвести вручную.

Различные типы станков с ЧПУ

Самые ранние станки с числовым программным управлением относятся к 1940-м годам, когда двигатели были впервые применены для управления движением уже существующих инструментов. По мере развития технологий механизмы были усовершенствованы аналоговыми компьютерами и, в конечном итоге, цифровыми компьютерами, что привело к развитию обработки с ЧПУ.

Подавляющее большинство современных арсеналов ЧПУ полностью электронные. Некоторые из наиболее распространенных процессов с ЧПУ, включая

.

Что такое станки с ЧПУ и станки с ЧПУ? [2020 Easy Guide]

Краткая история ЧПУ

Первые коммерческие станки с ЧПУ были построены в 1950-х годах и работали с перфолентой. Хотя концепция сразу же доказала, что она может снизить затраты, она настолько отличалась, что завоевывала популярность у производителей.

Чтобы способствовать более быстрому внедрению, армия США купила 120 станков с ЧПУ и одолжила их различным производителям, чтобы они могли лучше познакомиться с идеей числового управления.К концу 50-х NC начинал завоевывать популярность, хотя ряд проблем все еще оставался.

Например, g-code, почти универсальный язык ЧПУ, который у нас есть сегодня, не существовал. Каждый производитель продвигал свой собственный язык для определения числового программного управления или программ обработки деталей (программ, которые станки выполняли для создания детали).

1959 Станок с ЧПУ: Milwaukee-Matic-II был первым станком с устройством смены инструмента…

В 1960-е годы благодаря ряду ключевых разработок ЧПУ быстро развилось:

– Стандартный язык G-кода для программ деталей: происхождение g-кода восходит к MIT, примерно в 1958 году, где он был языком, используемым в Лаборатории сервомеханизмов MIT. Альянс электронной промышленности стандартизировал g-код в начале 1960-х годов.

– CAD пришел в себя и начал быстро заменять бумажные чертежи и чертёжников в 60-х годах. К 1970 году CAD представлял собой индустрию приличных размеров с такими игроками, как Intergraph и Computervision, с которыми я консультировался еще в студенческие годы.

– Миникомпьютеры, такие как DEC PDP-8 и Data General Nova, стали доступны в 60-х годах и сделали станки с ЧПУ более дешевыми и мощными.

К 1970 году экономика большинства западных стран замедлилась, а затраты на занятость росли.В 60-х годах, обеспечив прочную технологическую основу, которая была необходима, ЧПУ взлетело и начало неуклонно вытеснять старые технологии, такие как гидравлические индикаторы и ручная обработка.

американских компаний в значительной степени начали революцию ЧПУ, но они были чрезмерно сосредоточены на высоком уровне. Немцы первыми увидели возможность снизить цены на ЧПУ, и к 1979 году немцы продавали больше ЧПУ, чем компании США. Японцы повторили ту же формулу с еще большим успехом и всего год спустя, к 1980 году, отняли лидерство у немцев.В 1971 году все 10 крупнейших компаний с ЧПУ были компаниями США, но к 1987 году осталась только Cincinnati Milacron, и они оказались на 8-м месте.

Совсем недавно микропроцессорные технологии сделали системы ЧПУ еще дешевле, что привело к появлению ЧПУ для рынка ЧПУ для хобби и личного пользования.

Доступное по цене оборудование с ЧПУ также проложило путь для использования ЧПУ в прототипировании, наряду с 3D-печатью. Ранее использование ЧПУ ограничивалось производственными цехами.

Проект Enhanced Machine Controller, или EMC2, был проектом по реализации контроллера ЧПУ с открытым исходным кодом, который был начат Национальным институтом стандартов и технологий NIST в качестве демонстрации.Некоторое время в 2000 году проект был переведен в общественное достояние и с открытым исходным кодом, а EMC2 появился вскоре, в 2003 году.

Mach5 был разработан основателем Artsoft Артом Фенерти как ответвление ранних версий EMC для работы в Windows вместо Linux, что сделало его еще более доступным для рынка персональных ЧПУ. Компания Арта, ArtSoft, была основана в 2001 году. Появление Mach5 впервые сделало ЧПУ доступным за пределами промышленных магазинов.

Как EMC2 (теперь называемый LinuxCNC), так и Mach5 программы ЧПУ живы и процветают сегодня, как и многие другие технологии ЧПУ.

Мы прошли долгий путь со времен старого числового контроля!

.

Что такое станки с ЧПУ? (с иллюстрациями)

Станки с числовым программным управлением (ЧПУ) – это автоматизированные фрезерные устройства, которые производят промышленные компоненты без непосредственного участия человека. Они используют закодированные инструкции, которые отправляются на внутренний компьютер, что позволяет фабрикам точно и быстро изготавливать детали. Существует много различных типов станков с ЧПУ, от сверл до плазменных резаков, поэтому их можно использовать для изготовления самых разных деталей. Хотя большинство из них используются в промышленном производстве, существуют также версии большинства машин для хобби, которые можно использовать в частных домах.

Станок с ЧПУ.

Типы машин

Наиболее распространенными станками с ЧПУ являются фрезерные, токарные и шлифовальные станки.Фрезерные станки автоматически режут материалы, в том числе металл, с помощью режущего шпинделя, который может перемещаться в разные положения и на различную глубину в соответствии с инструкциями компьютера. В токарных станках используются автоматизированные инструменты, которые вращаются для придания формы материалу. Они обычно используются для очень точных разрезов симметричных деталей, таких как конусы и цилиндры.

USB-накопитель, на котором можно хранить планы станка с ЧПУ.В шлифовальных машинах

используется вращающееся колесо для измельчения материалов и придания металлу или пластику желаемой формы. Их легко программировать, поэтому они обычно используются для проектов, которые не требуют такой же точности, как фрезерные или токарные станки. Помимо этого, существуют также фрезерные станки с ЧПУ, которые используются для резки различных материалов; а также компьютерно-программируемые 3D-принтеры; и револьверные пробойники, которые используются для проделывания отверстий в металле или пластике. Эта технология также может использоваться с различными типами резаков, включая те, которые работают с водой, лазерами и плазмой.

Промышленный станок для лазерной резки обычно управляется через интерфейс ЧПУ.

Программирование и работа

Код, используемый для программирования устройств ЧПУ, обычно называется G-кодом.Он содержит информацию о том, где должны быть размещены части станка, и сообщает станку, где именно разместить инструмент. Другие инструкции сообщают машине дополнительные детали, такие как скорость, с которой должна работать деталь; насколько глубоко он должен резать, гореть или пробивать; и угол автоматического инструмента. Большинство современных промышленных станков с ЧПУ связаны в сеть компьютеров и получают инструкции по эксплуатации и инструментам через файл программного обеспечения.

Операторы программируют координаты в станке с ЧПУ, и станок выполняет задачу с минимальным контролем.

Преимущества и недостатки

В промышленных условиях станки с ЧПУ могут быть объединены в целые ячейки станков, которые могут работать независимо друг от друга. Они часто управляются полностью цифровыми проектами, что устраняет необходимость физического составления чертежей.Многие способны бегать по несколько дней без вмешательства человека. Фактически, некоторые из них настолько сложны, что могут связаться с мобильным телефоном оператора и отправить предупреждение в случае возникновения неисправности. Эти автоматизированные функции позволяют изготавливать тысячи деталей при минимальном контроле и позволяют оператору выполнять другие задачи.

Кроме того, станок с ЧПУ может изготавливать детали с такой степенью точности, которая практически невозможна при использовании старых инструментов.На обычном заводе рабочие должны управлять разными инструментами вручную, и ошибки являются обычным явлением, но машина может выполнять ту же задачу, не уставая, и может работать без остановки. Это экономит много времени, а повышенная точность помогает исключить отходы, так как меньше неисправных деталей, которые нужно выбрасывать.

Несмотря на свои преимущества, станки с ЧПУ дороже станков старых типов, что делает их недоступными для небольших операций. Их также дорого ремонтировать и поддерживать. Кроме того, хотя они и ограничивают вероятность ошибок, они не устраняют ее полностью, поскольку операции могут по-прежнему программировать или управлять машиной неправильно. Кроме того, эти машины должны эксплуатироваться квалифицированным персоналом с определенным типом обучения, которое может быть доступно не во всех областях.

Развитие

Станки

с ЧПУ претерпели значительные изменения с момента их первоначального внедрения в обрабатывающую промышленность.Самые ранние из них получали кодовые инструкции через зашитые контроллеры, что означало, что формат программирования нельзя было изменить. Более поздние модели программировались с помощью кабелей мэйнфреймов и гибких дисков, что позволяло варьировать программирование. Современные могут работать с файлами программного обеспечения, которые находятся на компакт-дисках, USB-накопителях или отправляются по сети.

Некоторые модели станков с ЧПУ программировались с дискет..

Фрезерный станок с ЧПУ для резки металла | Фрезерный станок с ЧПУ по металлу

Производство металла стало проще с помощью фрезерного станка с ЧПУ AXYZ

Когда дело доходит до обработки цветных металлов, AXYZ предлагает непревзойденный ассортимент высокопроизводительных фрезерных и гравировальных станков, подходящих для самых разных сфер применения. К ним относятся профилирование панелей управления, резка 2D и 3D деталей для изготовления, а также полное 3D фрезерование для создания прототипов, моделей и пресс-форм.

Производители пресс-форм, производители аэрокосмических компонентов, производители автомобильных компонентов, производители дисплеев и многие другие организации получают выгоду от нашего промышленного ассортимента маршрутизаторов с ЧПУ.

Фрезерные станки с ЧПУ AXYZ обеспечивают существенные преимущества перед большинством других процессов обработки металлов с ЧПУ. Основные преимущества:

1. Зоны обработки большого формата: Стандартные производственные форматы от 4 ‘x 4’ до 8 ‘x 24’
2. Возможность полной 2D и 3D обработки: Для форм с истинной поверхностью, а также для обработки карманов и Пошаговая резка, процессы, которые не могут выполнять лазерные, плазменные и водоструйные системы.
3. Фрезерные шпиндели с высокой частотой вращения: Для превосходного качества кромки с режущими инструментами меньшего диаметра. Фрезерные станки обеспечивают чистую обработку кромок, которые не подверглись термическим изменениям и могут легко свариваться без обширной ручной доработки.
4. Простое управление пользователем: Интуитивное управление для оператора станка делает этот станок одним из самых простых в эксплуатации
5. Экономическое преимущество: Альтернативные технологии ЧПУ, такие как гидроабразивная и лазерная резка, значительно дороже капиталовложений и более высоких текущих эксплуатационных затрат .

Какой маршрутизатор лучше всего подходит для металлообработки?

.

Что такое станок с ЧПУ: виды, характеристики ✭ «ЧПУ24»

Станок не уходит в отпуск и декрет, ему не нужны выходные, он не опаздывает и не прогуливает, его работоспособность не зависит от настроения и вчерашней вечеринки с друзьями. Каждое предприятие заинтересовано во внедрении высокоэффективных технологий. Поэтому подбирает надежное, функциональное оборудование для выполнения таких работ как фрезерные, токарные, раскрой металла, дерева, фанеры с помощью лазера, нанесению маркировки и гравировки на изделия и многие другие.

В этой статье мы расскажем, про ЧПУ станки, их виды, устройство конструкции, принцип работы. Предоставим основную информацию, чтобы вы могли решить, нужна вам такая техника или нет.

Станки с ЧПУ: что это такое?

Давайте разберемся, что такое ЧПУ станок, и какая расшифровка аббревиатуры. ЧПУ это числовое программное управление. Представляет собой компьютеризированную систему, которая направлена на проведение расчетов и автоматизацию технических операций. Контроль выполняется специальными командами ‒ G-кодами. Систему можно запрограммировать с внешних носителей или подключить к компьютеру. 

Состоит из таких элементов:

• пульт оператора;
• дисплей;
• контроллер;
• ПЗУ ‒ память долговременного хранения;
• ОЗУ ‒ временное хранение программ, используемых в настоящий момент.

Многих интересует вопрос: что делает ЧПУ станок? Он относится к самому востребованному оборудованию основных сфер промышленности. Считается дорогой, инновационной техникой. На нем обрабатывают металл, обтачивают сложные заготовки, изготавливают корпусную мебель, пластиковые игрушки, сувениры. Устройство позволяет с высокой точностью выполнить даже самые сложные работы. Изготавливает детали, к которым выдвигаются самые строгие требования касаемо точности размеров и допусков. Компьютеризация и автоматизация исключает ошибки, присущие человеческому фактору. Если правильно пользоваться устройством, риск бракованной продукции снизится к нулю.

Возьмем для примера фрезерный станок и изготовление панно. 

Для того чтобы изготовить такое панно, раньше человек должен был обладать художественным видением, чтобы вручную или используя полуавтоматический инструмент отсечь от заготовки все лишнее. Если нужно было изготовить таких штук 10, то это превращалось из творческого процесса в некую рутину для мастера. Все изделия были разными и непохожими друг на друга. Человек мог заболеть или потерять интерес. Могла дрогнуть рука мастера и т. д. Сегодня, при наличии 3D модели такого панно, любой человек, даже не обладающий художественным видением с помощью ЧПУ станка способен изготавливать такие изделия. Творчество все равно присутствует т.к. создание 3D модели — это творческий процесс, доступный немногим и неважно, что на выходе у вас будет физическая модель, воплощенная дереве или на компьютере. После того как мы выбрали модель для изготовления, нам нужно «рассказать» станку что необходимо делать – составить управляющую программу (УП). В ней мы сообщаем станку, какого размера заготовка, каким инструментом мы это делаем, с какой скоростью, где начать и где закончить и т.д. Этим в зависимости от компании и организации рабочего процесса может заниматься как оператор станка, так и отдельный технолог. Также работа оператора заключается в установке заготовки и рабочего инструмента (при его наличии), запуске станка, съеме готового изделия. Необходимо вовремя менять смазочную жидкость, очищать зону выполнения операций. Один сотрудник может управлять несколькими аппаратами. Оператору не обязательно иметь специальность токаря или фрезеровщика. Достаточно научиться приемам управления программой и разбираться в особенностях применяемых инструментов.

Виды станков 

Оборудование делится на несколько групп, которые отличаются способностью выполняемых операций. Виды станков с ЧПУ по типу воздействия на обрабатываемый материал:

• фрезерные, сверлильные, расточные ‒ используют для резки заготовок, раскроя листов, загибания углов, сверления отверстий;
• токарные ‒ для обработки наружной и внутренней поверхности, выполняют нарезку резьбы, позволяют создавать любые контуры.
• зубообрабатывающие ‒ позволяют создать необходимую геометрию шестеренок и других деталей;
• шлифовальные ‒ зачищают и выравнивают поверхность на конечном этапе обработки;
• многоцелевые ‒ сочетают в себе возможность выполнения всех видов работ;
• электромеханические ‒ включают в себя плазменные, лазерные, электрохимические, электроэрозионные агрегаты.

Фрезерный станок применяют на производстве, где важно соблюдать параметры точности. Бывает с вертикальным и горизонтальным расположением шпинделя. Работает с высокой скоростью. Есть габаритные и компактные модели. 

Лазерный станок — это общее название станков, обработка материала на которых производится при помощи лазерного излучения (луча). Но источник этого излучения и соответственно его характеристики различаются. Например, источником луча может быть лазерная трубка с закаченной смесью различных газов основной из которых СО2. Это линейка станков применяется для обработки широкого спектра материалов, реже металла. Потому как длина волны лазерного излучения способна воздействовать на металл на мощности трубки от 100 вт. Обработка цветных металлов практически исключена. Для обработки металла, в том числе и цветного, используются лазеры с источниками на иттербиевого оптоволокна. Если мощность источника 10вт – 100вт, то их используют для маркировки и нанесения гравировки. Источники от 300вт используются для раскроя листового металла. Также на рынке можно встретить лазерное оборудование на твердотельных диодах. Из-за их несовершенства и низкого КПД используется, относительно, редко и в основном в хоббийных аппаратах. 

Плазменный предназначен для точного и качественного раскроя листов из металла любой толщины.

Основные характеристики

Те, кто знают, что такое ЧПУ в современных станках, уже давно оценили его преимущества. Оборудование значительно увеличивает производительность труда. Удешевляет себестоимость товаров. Один ЧПУ станок заменяет до 6 единиц обычных. Может бесперебойно работать многие годы, отменно выполняя заданные команды. Для обработки разных деталей нужно просто заменить программу. Устройство позволяет быстро изготовить спроектированное на компьютере изделие. Отличается надежностью, разнообразием функций, гибкостью настроек, точностью обработки. Благодаря данным характеристикам станки ЧПУ широко применяются на производствах, которые стремятся увеличить объемы выпускаемой продукции.

Что такое станки с ЧПУ?

Что такое станок с ЧПУ? Это модели фрезерных и гравировально-фрезерных станков, со встроенным программным управлением. Оно направлено на проведение расчётов и автоматизации различных технических операций.

Что такое ЧПУ станок в процессе производства? Система автоматически приводит в движение фрезерующие инструменты в полном согласии с программной установкой. Сокращение ЧПУ отвечает англоязычным аббревиатурам CNC и NC.

Первоначально была создана система NC. В её основе контроля за системой лежали жёсткие схемы, в которых управление осуществлялось при помощи переключателей и различных штекеров. Программа должна была храниться на отдельных носителях – перфокартах, магнитных лентах и т. д.

Более современная система CNC, в нас обозначаемая как ЧПУ, обустроена собственной операционной системой, а за обработку процессов в ней отвечает микропроцессор со встроенной оперативной памятью. Систему можно запрограммировать как с внешних носителей, загрузив программу с флеш-накопителя, либо подключить её к компьютерным сетям предприятия и с их помощью осуществлять управление системой.

В программировании систем ЧПУ используется специальный язык, описанный документом стандарта ISO 6983. Существуют также и исключения, например для системы гравировальных станков с ЧПУ, в которых язык программирования может иметь совершенно другую структуру. Для указания простых установок в системе используются текстовые файлы фарматов DXF или HP-GL.

Что такое ЧПУ станок в сравнении с другими технологиями производства? Станки с ЧПУ обладают многими преимуществами. Прежде всего, с системой таких станков процесс обработки стает полностью автоматизирован, вследствие чего увеличивается точность обработки. Те, кто знает что такое фрезеровка, понимают насколько важна точность обработки металла в общем качестве продукции. Благодаря автоматизации, снижается роль человека в процессе производства. Тем самым станки ЧПУ также дают возможность сократить число брака, а также существенно повысить производительность всего предприятия. Таким образом, благодаря двойному преимуществу в скорости и качестве обработки металла, станки с ЧПУ в разы приумножают производительность производства.

простая машина | Определение, типы, примеры, список и факты

Простая машина , любое из нескольких устройств с небольшим количеством движущихся частей или без них, которые используются для изменения движения и величины силы для выполнения работы. Это простейшие известные механизмы, которые могут использовать рычаг (или механическое преимущество) для увеличения силы. К простым машинам относятся наклонная плоскость, рычаг, клин, колесо и ось, шкив и винт.

простые машины

Шесть простых машин для преобразования энергии в работу.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Наклонная плоскость состоит из наклонной поверхности; он используется для подъема тяжелых тел. Самолет предлагает механическое преимущество в том, что сила, необходимая для перемещения объекта вверх по склону, меньше поднимаемого веса (без учета трения). Чем круче наклон или наклон, тем больше требуемая сила приближается к фактическому весу. Выражаясь математически, сила F , необходимая для перемещения блока D вверх по наклонной плоскости без трения, равна его весу W, , умноженному на синус угла, который наклонная плоскость образует с горизонталью (θ).Уравнение: F = W sin θ.

наклонная плоскость

В этом представлении наклонной плоскости D представляет блок, который нужно переместить вверх по плоскости, F представляет силу, необходимую для перемещения блока, а W представляет вес блока. Выражаясь математически и предполагая, что плоскость не имеет трения, F = W sin θ.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Принцип наклонной плоскости широко используется – например, на съездах и обратных дорогах, где небольшая сила, действующая на некотором расстоянии вдоль склона, может сделать большой объем работы.

Рычаг – это стержень или доска, которая опирается на опору, называемую точкой опоры. Сила, направленная вниз, действующая на один конец рычага, может передаваться и увеличиваться в направлении вверх на другом конце, позволяя небольшой силе поднять тяжелый вес.

рычаги

Два примера рычагов (слева) Лом, поддерживаемый и свободно вращающийся на опоре f , умножает направленную вниз силу F , приложенную в точке a , так что он может преодолевать нагрузку P , оказываемую масса породы в точке b .Если, например, длина a f в пять раз равна b f , сила F будет умножена в пять раз. (Справа) Щелкунчик – это, по сути, два рычага, соединенных штифтом в точке опоры f . Если a f в три раза больше b f , сила F , приложенная рукой в ​​точке a , будет умножена в три раза на b , легко преодолевая прочность на сжатие P в двух словах.

Британская энциклопедия, Inc. Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Все древние люди использовали рычаг в той или иной форме, например, для перемещения тяжелых камней или в качестве палки для копания при обработке земли. Принцип рычага использовался в свейпе, или шадуфе, длинном рычаге, поворачиваемом около одного конца с платформой или емкостью для воды, свисающей с короткой руки, и противовесами, прикрепленными к длинной руке. Мужчина мог поднять вес в несколько раз превышающий его собственный, потянув за длинную руку.Говорят, что это устройство использовалось в Египте и Индии для подъема воды и подъема солдат через стены еще в 1500 году до нашей эры.

shadoof

Shadoof, центральная Анатолия, Турция.

Noumenon

Клин – это объект, сужающийся к тонкой кромке. Если толкать клин в одном направлении, создается сила в боковом направлении. Он обычно делается из металла или дерева и используется для раскалывания, подъема или затягивания, например, для закрепления головки молотка на рукоятке.

клин

Клин для колки древесины.

Шекспир

В доисторические времена клин использовался для раскалывания бревен и камней; топор – это тоже клин, как и зубья пилы. С точки зрения механической функции винт можно рассматривать как клин, обернутый вокруг цилиндра.

Колесо и ось состоят из круглой рамы (колеса), которая вращается на валу или стержне (оси). В своей ранней форме он, вероятно, использовался для подъема грузов или ведер с водой из колодцев.

Его принцип действия лучше всего объясняется с помощью устройства с большой шестерней и маленькой шестерней, прикрепленных к одному и тому же валу.Тенденция силы F , приложенной на радиусе R к большой шестерне для поворота вала, достаточна для преодоления большей силы W на радиусе r на малой шестерне. Усиление силы, или механическое преимущество, равно отношению двух сил ( W, : F ), а также равно отношению радиусов двух шестерен ( R : r ).

колеса и оси

Два колеса и оси (A) Если большая шестерня и маленькая шестерня прикреплены к одному и тому же валу или оси, сила F , приложенная с радиусом R к большой шестерне, является достаточной преодолеть большую силу W на радиусе r на малой шестерне, поворачивая ось.(B) В устройстве с барабаном и канатом, способным поднимать грузы, большой барабан радиусом R может использоваться для поворота небольшого барабана. Увеличение механического преимущества может быть получено за счет использования большого барабана для поворота небольшого барабана с двумя радиусами, а также блока шкива. Когда сила F прилагается к веревке, намотанной вокруг большого барабана, веревка, намотанная вокруг маленького двухрадиусного барабана, наматывается с d (радиус r ₁ ) на D (радиус r _2). ).Усилие W на радиусе блока шкивов P легко преодолевается, и прикрепленный груз поднимается.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Если большая и маленькая шестерни заменяются барабанами большого и малого диаметра, обернутыми веревками, колесо и ось становятся способными поднимать вес. Поднимаемый груз прикрепляется к веревке на маленьком барабане, и оператор тянет веревку на большом барабане. В этой конструкции механическое преимущество состоит в том, что радиус большого барабана делится на радиус малого барабана.Увеличение механического преимущества может быть получено за счет использования небольшого барабана с двумя радиусами: r ₁ и r ₂ , а также блока шкива. Когда к большому барабану прикладывается сила, веревка на маленьком барабане наматывается на D и выходит из d.

Мерой усиления силы, доступной в системе шкив и канат, является отношение скоростей или отношение скорости, с которой сила прилагается к канату ( V _F ), к скорости при котором груз поднимается ( V _W ).Это отношение равно удвоенному радиусу большого барабана, деленному на разницу радиусов меньших барабанов D и d. Выраженное математически уравнение: V _F / V _W = 2 R / ( r ₂ – r ₁ ). Фактическое механическое преимущество W / F меньше, чем это отношение скоростей, в зависимости от трения. При таком расположении можно получить очень большое механическое преимущество, сделав два меньших барабана D и d примерно одинакового радиуса.

6 простых механизмов: облегчение работы

На протяжении всей истории люди разработали несколько устройств, облегчающих работу. Наиболее известные из них известны как «шесть простых механизмов»: колесо и ось, рычаг, наклонная плоскость, шкив, винт и клин, хотя последние три на самом деле являются просто продолжениями или комбинациями первых. три.

Поскольку работа определяется как сила, действующая на объект в направлении движения, машина облегчает выполнение работы, выполняя одну или несколько из следующих функций, согласно лаборатории Джефферсона:

• передача силы из одного места в другое. другой,
,
• , изменение направления силы,
,
• , увеличение величины силы, или
,
• , увеличение расстояния или скорости силы.

Простые машины – это устройства без движущихся частей или с очень небольшим количеством движущихся частей, которые облегчают работу. По данным Университета Колорадо в Боулдере, многие из современных сложных инструментов представляют собой просто комбинации или более сложные формы шести простых машин. Например, мы можем прикрепить длинную ручку к древку, чтобы сделать брашпиль, или использовать блок и снасть, чтобы подтянуть груз по пандусу. Хотя эти машины могут показаться простыми, они продолжают предоставлять нам средства для выполнения многих вещей, которые мы никогда бы не смогли сделать без них.

Колесо и ось

Колесо считается одним из самых значительных изобретений в мировой истории. «До изобретения колеса в 3500 г. до н.э. люди были сильно ограничены в том, сколько вещей мы могли перевозить по суше и на какое расстояние», – написала Натали Вулховер в статье «10 лучших изобретений, изменивших мир». “Колесные тележки облегчили сельское хозяйство и торговлю, позволив перевозить товары на рынки и с рынков, а также облегчить бремя людей, путешествующих на большие расстояния.«

Колесо значительно снижает трение, возникающее при перемещении объекта по поверхности.» Если вы поместите картотечный шкаф на небольшую тележку с колесами, вы можете значительно уменьшить силу, необходимую для перемещения шкафа с постоянной скоростью. , “по данным Университета Теннесси.

В его книге” Древняя наука: предыстория – н.э. 500 »(Гарет Стивенс, 2010 г.) Чарли Сэмюэлс пишет:« В некоторых частях мира тяжелые предметы, такие как камни и лодки, перемещались с помощью бревенчатых катков.По мере того, как объект продвигался вперед, катки снимались сзади и заменялись спереди ». Это был первый шаг в развитии колеса.

Однако большим нововведением было установка колеса на ось. Колесо могло быть прикреплен к оси, которая поддерживалась подшипником, или его можно было заставить свободно вращаться вокруг оси. Это привело к развитию повозок, повозок и колесниц. Согласно Самуэльсу, археологи использовали развитие колеса, которое вращается на оси. ось как показатель относительно развитой цивилизации.Самые ранние свидетельства существования колес на осях относятся к 3200 г. до н. Э. Шумеры. Китайцы самостоятельно изобрели колесо в 2800 году до нашей эры. [По теме: Почему так долго изобреталось колесо]

Множители силы

Согласно Science Quest от Wiley, помимо уменьшения трения, колесо и ось могут также служить в качестве множителя силы. Если колесо прикреплено к оси, и для поворота колеса используется сила, вращающая сила или крутящий момент на оси намного больше, чем сила, приложенная к ободу колеса.В качестве альтернативы, к оси можно прикрепить длинную ручку для достижения аналогичного эффекта.

Все остальные пять машин помогают людям увеличивать и / или перенаправлять силу, приложенную к объекту. В своей книге «Перемещение больших вещей» (Пора пора, 2009) Джанет Л. Колоднер и ее соавторы пишут: «Машины обеспечивают механическое преимущество, помогая перемещать объекты. Механическое преимущество – это компромисс между силой и расстоянием. ” В следующем обсуждении простых машин, которые увеличивают силу, прилагаемую к их входу, мы пренебрегаем силой трения, потому что в большинстве этих случаев сила трения очень мала по сравнению с задействованными входными и выходными силами.

Когда сила действует на расстоянии, она производит работу. Математически это выражается как W = F × D. Например, чтобы поднять объект, мы должны выполнить работу, чтобы преодолеть силу тяжести и переместить объект вверх. Чтобы поднять объект, который вдвое тяжелее, требуется в два раза больше работы, чтобы поднять его на такое же расстояние. Также требуется вдвое больше работы, чтобы поднять один и тот же объект вдвое дальше. Как показывает математика, главное преимущество машин заключается в том, что они позволяют нам выполнять такой же объем работы, прикладывая меньшее количество силы на большее расстояние.

Качели – это пример рычага. Это длинная балка, балансирующая на оси. (Изображение предоставлено: BestPhotoStudio Shutterstock)

Рычаг

«Дайте мне рычаг и место, чтобы встать, и я переверну мир». Это хвастливое заявление приписывается греческому философу, математику и изобретателю III века Архимеду. Хотя это может быть немного преувеличением, это действительно выражает силу рычагов, которые, по крайней мере, образно, движут миром.

Гений Архимеда заключался в том, чтобы понять, что для того, чтобы выполнить ту же работу, можно найти компромисс между силой и расстоянием, используя рычаг.Его Закон рычага гласит: «Величины находятся в равновесии на расстояниях, обратно пропорциональных их весам», согласно «Архимеду в 21 веке», виртуальной книге Криса Рорреса из Нью-Йоркского университета.

Рычаг состоит из длинной балки и оси шарнира. Механическое преимущество рычага зависит от соотношения длин балки по обе стороны от точки опоры.

Например, мы хотим поднять 100 фунтов. (45 кг) вес 2 фута (61 см) от земли.Мы можем потянуть 100 фунтов. силы на вес в направлении вверх на расстояние 2 фута, и мы проделали 200 фунт-футов (271 Ньютон-метр) работы. Однако, если бы мы использовали рычаг длиной 30 футов (9 м) с одним концом под грузом и точкой опоры длиной 1 фут (30,5 см), расположенной под балкой на расстоянии 10 футов (3 м) от груза, у нас было бы только надавить на другой конец с 50 фунтами. (23 кг) силы для подъема груза. Однако нам придется нажать на конец рычага на 4 фута (1,2 м), чтобы поднять груз на 2 фута.Мы пошли на компромисс, в котором мы удвоили расстояние, на которое нам нужно было переместить рычаг, но мы уменьшили необходимое усилие вдвое, чтобы проделать тот же объем работы.

Наклонная плоскость

Наклонная плоскость – это просто плоская поверхность, поднятая под углом, как пандус. По словам Боба Уильямса, профессора кафедры машиностроения Инженерно-технологического колледжа Русса Университета Огайо, наклонная плоскость – это способ поднять груз, который будет слишком тяжелым, чтобы поднять его прямо вверх.Угол (крутизна наклонной плоскости) определяет, какое усилие необходимо для подъема груза. Чем круче пандус, тем больше усилий требуется. Это означает, что если мы поднимем наши 100 фунтов. вес 2 фута, скатывая его по 4-футовой рампе, мы уменьшаем необходимое усилие вдвое, увеличивая вдвое расстояние, на которое он должен перемещаться. Если бы мы использовали рампу высотой 8 футов (2,4 м), мы могли бы уменьшить необходимую силу до 25 фунтов. (11,3 кг).

Шкив

Если мы хотим поднять те же 100 фунтов. груз с веревкой, мы могли прикрепить шкив к балке над грузом.Это позволило бы нам тянуть вниз, а не вверх по веревке, но для этого все равно требуется 100 фунтов. силы. Однако, если бы мы использовали два шкива – один прикреплен к верхней балке, а другой – к грузу, – и мы должны были бы прикрепить один конец веревки к балке, пропустить его через шкив на грузовике, а затем через шкив на балке, нам нужно будет только натянуть веревку с 50 фунтами. силы, чтобы поднять вес, хотя нам пришлось бы тянуть веревку на 4 фута, чтобы поднять вес на 2 фута.Опять же, мы обменяли увеличенное расстояние на уменьшение силы.

Если мы хотим использовать еще меньшую силу на еще большем расстоянии, мы можем использовать блок и захват. Согласно материалам курса Университета Южной Каролины, «блок и снасть – это комбинация шкивов, которая снижает силу, необходимую для подъема чего-либо. Компромисс заключается в том, что для блока и захвата требуется более длинная веревка. переместить что-то на такое же расстояние “.

Какими бы простыми ни были шкивы, они все еще находят применение в самых современных новых машинах.Например, Hangprinter, 3D-принтер, который может создавать объекты размером с мебель, использует систему проводов и управляемых компьютером шкивов, прикрепленных к стенам, полу и потолку.

Винт

«Винт представляет собой длинную наклонную плоскость, обернутую вокруг вала, поэтому его механическое преимущество может быть достигнуто так же, как и наклон», – говорится на сайте HyperPhysics, созданном Государственным университетом Джорджии. Многие устройства используют винты для приложения силы, намного превышающей силу, используемую для поворота винта.К этим устройствам относятся настольные тиски и гайки на автомобильных колесах. Они получают механическое преимущество не только за счет самого винта, но также, во многих случаях, за счет использования длинной ручки, используемой для поворота винта.

Клин

По данным Института горного дела и технологий Нью-Мексико, «клинья перемещают наклонные плоскости, которые двигаются под нагрузкой для подъема или в груз для разделения или разделения». Более длинный и тонкий клин дает больше механических преимуществ, чем более короткий и широкий клин, но клин делает кое-что еще: основная функция клина – изменять направление входной силы.Например, если мы хотим расколоть бревно, мы можем с большой силой вогнать клин в конец бревна с помощью кувалды, и клин перенаправит эту силу наружу, в результате чего древесина расколется. Другой пример – дверной упор, в котором сила, используемая для толкания его под край двери, передается вниз, в результате чего возникает сила трения, которая сопротивляется скольжению по полу.

Дополнительная информация от Charles Q. Choi, участника Live Science

Дополнительные ресурсы

• John H.Линхард, почетный профессор машиностроения и истории Хьюстонского университета, «еще раз взглянет на изобретение колеса».
• Центр науки и промышленности в Колумбусе, штат Огайо, предлагает интерактивное объяснение простых машин.
• HyperPhysics, веб-сайт, созданный Государственным университетом Джорджии, проиллюстрировал объяснения шести простых машин.

Найдите забавные занятия с использованием простых машин в Музее науки и промышленности в Чикаго.

Что означает машина?

Брайан Дешанель:

Люди стали чрезвычайно поверхностными и почувствовали необходимость использовать и поклоняться бесполезной и фиктивной бумаге из воздуха, которая абсолютно ничем не подкреплена, называемые деньгами (в которые все втянули). социально уважаемый. Люди настолько потеряны и отчаянно разделены в своей крохотной гендерной войне, шовинистической и нарциссической моднице, спорте, порно, употреблении наркотиков и алкоголя, подают в суд на счастливую, садистскую, спекулятивную социопатическую и психопатическую ложную идеологическую (религиозную и политическую) деятельность, что они смотрят, но не делают этого. Они не видят своего будущего прямо в лицо, и в то же время им небрежно просыпаться, признавать и реагировать.Думаю, Мерфи прав, когда он говорит, что свет в конце туннеля – это поезд, идущий к нам! Эта злополучная мировая популяция превратилась в изношенного гиганта и саботировала машину , которая продолжает работать в худшую сторону, приближаясь к самоуничтожению. Благодаря нашим заботливым корпорациям, которые покупают и оплачивают правительства за предоставление нам идеологической обработки и контроля над сознанием школ, прессы, развлечений, социальных сетей, здравоохранения, политики (левая парадигма против правой и т. Д.), Религии, полиции и систем правосудия и не говоря уже о том, что все идеологические (религиозные и политические) первосвященники, которые верят и следуют за Богом по имени Вениамин, являются не чем иным, как незаконно оплачиваемыми и легализованными преступниками в военной форме, которые наняты для эксплуатации и нарушения основных прав каждого, суверенитета и т. быть и скрывать правду, чтобы предотвратить пробуждение человечества, и постоянно вселять страх во всех, в то время как корпоративные иезебели, насильники и педофилы, которых мы называем политиками, используют гегелевскую диалектику, распространяют пропаганду и выдумывают фальшивые флаги для набегов и грабежа невинных дома и во всем мире во имя безопасности, мира, свободы, здоровья, права, науки и технологий.Помимо всего прочего, эти прожорливые и жадные психопаты используют ИИ, вышки 5G, умные счетчики, роботов, загрязненные источники воды, генетически модифицированные джонки, химические трассы, ядовитые и раковые препараты, лабораторные заболевания, эвтаназию, устройства для контроля сознания (телевизоры, телефоны). , планшеты, настольные компьютеры и ноутбуки), изображения и аудио с подсознательными сообщениями, чтобы проникнуть в тело и разум каждого человека в его ядро, перенаправляя наши импульсы и искусственно вызывая наше состояние сознания, как упомянуто в “ Они живут ”, в погоне за разрушением коллективности человечества , и загоняя все живое в вымирание, где неофициальные часы Судного дня показывают всего 15 секунд до полуночи! Пока люди спят и продолжают отдавать свой пот, голос, время и усилия этим самонадеянным, паразитическим и безжалостным хищникам, известным как правящий класс, ничего не изменится, и повестка дня будет идти вперед на всех парах. .Это всемирное безумие, и оно требует больших запасов больших доз красных таблеток, чтобы предотвратить уничтожение нашей прекрасной природы и матери-Земли.

Что такое машина или машина? Определение и примеры

Древнеегипетское изображение машин, используемых для изготовления веревок. Мы используем машины много тысяч лет. (Изображение: Википедия)

Значение слова машина может варьироваться в зависимости от контекста. Это может быть часть оборудования, т.е., устройство, которое использует электричество для выполнения определенного вида работы. Некоторые машины используют бензин, природный газ, дизельное топливо или другое топливо.

Термин может также относиться к большой и чрезвычайно хорошо контролируемой организации или системе. Если я скажу, например: «Рекламная машина партии поддерживает Джона Смита», я имею в виду, что отдел рекламы политической партии чрезвычайно эффективен и действенен.

Как глагол

Когда машина – это глагол, это может означать что-то делать.Например, кто-то может сказать: «Этот материал был обработан на заводе в Таиланде».

Глагол также может означать работать над чем-то, например над металлическим блоком, и формировать из него готовый продукт. В этом контексте «обрабатывать» может означать резку, сверление, шлифование, разрезание или сгибание в желаемую форму. Если что-то легко поддается обработке, мы говорим, что это хорошо поддается обработке.

Вот несколько определений термина, которые предоставляет en.oxford dictionaries.com :

«1.1 Аппарат, использующий механическую энергию и состоящий из нескольких частей, каждая из которых выполняет определенную функцию и вместе выполняет определенную задачу. 1.2 Любое устройство, которое передает силу или направляет ее приложение ».

«1.3 Эффективная и хорошо организованная группа влиятельных людей. 1.4 Человек, который действует с механической эффективностью машины («комедианты – это больше, чем просто машины для смеха»).

Некоторые машины сегодня представляют собой чрезвычайно сложные устройства. (Изображение: Pixabay)

Машина – механическое устройство

Машина – это механическая конструкция, которая использует электричество или другой источник энергии для приложения сил и управления движением.Это делается для выполнения определенного действия.

Люди, животные, силы природы, химические вещества, электричество или тепло могут приводить в движение машины. Ранние машины были механическими устройствами, которыми управляли люди или животные.

Современные устройства имеют сложные системы, включающие механизмы, компоненты управления и структурные элементы. Они включают интерфейсы для удобного использования.

Автомобиль – это машина, как и самолет. Лодки – это тоже машины. Таким образом, можно сказать, что мы используем машины для перевозки людей, животных и грузов.

Бытовая и офисная техника, сельскохозяйственное оборудование, роботы, компьютеры и системы автоматизации производства также являются машинами. На самом деле существуют сотни тысяч различных типов машин.

Сегодня мы широко используем машины для транспортировки. (Изображения: Pixabay)

Этимология машины

Этимология – это изучение происхождения слов, т. Е. Их происхождения и истории, а также того, как менялись их значения.

Термин «машина » со значением «структура любого вида» впервые появился в английском языке в 1540-х годах.Оно произошло от среднефранцузского слова – «машина», , что означало «устройство или приспособление». Среднефранцузское слово произошло от латинского слова «machina», «», что означало двигатель, военная машина, устройство , инструмент, или фокус. ‘

В 1670-х годах это слово начало приобретать свое современное значение, то есть «устройство, состоящее из движущихся частей для приложения механической энергии».

Согласно etymonline.com , с 1670-х гг. И далее : «Постепенно он стал применяться в устройствах, которые работают без силы или навыков рабочего.”

---

---

Что такое простая машина?

Что приходит на ум, когда вы думаете о машине? Некоторые люди могут подумать о сложных машинах, таких как двигатели внутреннего сгорания или компьютеры. Однако некоторые из наиболее важных и полезных машин довольно просты. На самом деле ученые даже называют их простыми машинами!

Так что же такое простая машина? Это машина, которая выполняет простую задачу, например, сложение или вычитание? Может быть, это просто машина, с которой действительно легко работать, как старый пульт от телевизора? Или это может быть какая-нибудь машина, которая облегчает жизнь?

Хотя простые устройства действительно облегчают нашу жизнь, они намного старше телевизионных пультов или калькуляторов.Простые машины – одни из первых когда-либо созданных машин.

Ученые определяют работу как силу, действующую на объект в направлении движения. Машины облегчают работу, выполняя одно или несколько из следующих действий: перенос силы из одного места в другое, изменение направления силы, увеличение величины силы или увеличение расстояния или скорости силы.

С тех пор, как первые люди ходили по Земле, они искали способы облегчить выполнение повседневной работы.Со временем они сделали это, изобрести то, что стало известно как шесть простых машин.

Колесо и ось были определенно одним из самых важных изобретений в истории человечества. Уменьшая трение, колесо позволяло людям легче перемещать товары на большие расстояния. Без колеса и оси сельское хозяйство и торговля были бы невозможны.

Рычаг состоит из длинной балки и точки поворота, известной как точка опоры. Рычаги позволяют поднимать больший вес, чем вы могли бы самостоятельно.Например, 100-фунтовый камень может оказаться слишком большим для вас, чтобы поднять его самостоятельно. Если вы воткнете край длинной балки под край камня с другим камнем на расстоянии нескольких футов, чтобы он действовал как ось, вы можете надавить на балку, чтобы переместить камень. Обычные примеры рычагов включают дверные ручки, выключатели света, открывалки для бутылок и петли.

Наклонная плоскость – это плоская поверхность, приподнятая для создания угла. Если вы когда-либо использовали пандус, чтобы переместить что-то тяжелое, вы знаете, что перетащить тяжелый предмет по пандусу намного проще, чем поднять его прямо с земли.

Шкив – это версия колеса и оси в сочетании с цепью или тросом, которая изменяет направление силы, необходимой для выполнения работы. Когда вы тянете вниз веревку, прикрепленную к шкиву, объект, прикрепленный к другому концу веревки, перемещается вверх. Шкивы можно комбинировать с другими шкивами, чтобы уменьшить объем работы, необходимой для подъема очень тяжелых предметов. Общие примеры шкивов включают флагштоки, оконные жалюзи, лифты и краны.

Клинья – это подвижные наклонные плоскости, используемые для подъема или отделения.Клинья обычно используются, чтобы разрезать, разорвать или разбить объект на куски. Обычные клинья включают ножи, топоры, пилы, ножницы и лопаты. Тем не менее, клинья также могут использоваться для удержания предметов на месте, например, в случае скоб, гвоздей, прокладок или дверных ограничителей.

Винт – это скрученный вариант наклонной плоскости. Это позволяет преобразовать круговое движение в движение вверх или вниз, занимающее меньше места по горизонтали. Винты также могут помочь скрепить вещи. Общие примеры винтов включают крышки от банок, сверла, лампочки и пробки для бутылок.

Эти шесть простых машин окружают нас повсюду. Часто более сложные машины, также называемые составными машинами, состоят из одной или нескольких простых машин, собранных вместе. Представляете, насколько легче стала жизнь после изобретения этих простых машин?

Обучение простым машинам

Обучение простым машинам

Информация о ресурсах для обучения простым машинам:

Справочная информация о простых машинах:

Машина – это устройство, которое действительно работает.Большинство машин состоит из ряд элементов, таких как шестерни и шарикоподшипники, которые работают вместе в сложный способ. Тем не менее, какими бы сложными они ни были, все машины основанный в некотором роде на шести типах простых машин. Эти шесть типов машин рычаг, колесо и ось, шкив, наклонная плоскость, клин, и винт.

Принципы простых машин:

Машины просто передают механическую работу от одной части устройства к другой.Машина производит силу и контролирует направление и движение силы, но не может создавать энергию. Способность машины выполнять работу измеряется двумя факторами. Это (1) механическое преимущество и (2) эффективность.

Механическое преимущество. В машинах, которые передают только механическую энергию, соотношение силы, прилагаемой машиной, к силе, приложенной к машине, известно как механическое преимущество. При механическом преимуществе расстояние, на которое будет перемещена нагрузка, будет составлять лишь часть расстояния, на которое приложено усилие.В то время как машины могут обеспечить механическое преимущество более 1,0 (и даже меньше 1,0 при желании), ни одна машина никогда не может выполнять больше механической работы, чем вложенная в нее механическая работа.

Эффективность. Эффективность машины – это соотношение между работой, которую она выполняет, и работой, вложенной в нее. Хотя трение можно уменьшить, смазав любые скользящие или вращающиеся детали, все машины создают некоторое трение. Рычаг имеет высокий КПД благодаря низкому внутреннему сопротивлению.Работа, которую он производит, почти равна работе, которую он получает, потому что энергия, затрачиваемая на трение, довольно мала. С другой стороны, шкив может быть относительно неэффективным из-за значительно большего внутреннего трения. Простые машины всегда имеют КПД менее 1,0 из-за внутреннего трения.

Энергосбережение. Если на мгновение пренебречь потерями энергии из-за трения, работа, выполняемая на простой машине, аналогична работе, выполняемой машиной для выполнения какой-либо задачи.Если работа равняется тренировке, то машина на 100% эффективна.

---

Рычаг. Рычаг – это стержень, опирающийся на стержень. Сила (усилие), приложенная в одной точке, передается через шарнир (точку опоры) в другую точку, которая перемещает объект (груз).

Идеальное механическое преимущество (IMA) – без учета внутреннего трения – рычага зависит от отношения длины плеча рычага, на которое прикладывается сила, к длине рычага, поднимающего груз.IMA рычага может быть меньше или больше 1 в зависимости от класса рычага. Рычаги бывают трех классов в зависимости от относительные положения приложения усилия, нагрузки, и точка опоры.

• У первоклассных рычагов точка опоры расположена между грузом и усилием ( L FE). Если два плеча рычага имеют одинаковую длину, усилие должно быть равно нагрузке. Чтобы поднять 10 фунтов, необходимо приложить усилие в 10 фунтов. Если рычаг усилия длиннее рычага нагрузки, как в случае с ломом, рука, прилагающая усилие, перемещается дальше, и усилие меньше нагрузки.СОЦИАЛЬНЫЙ КОНТЕКСТ: Качели, ломы и равноплечие весы являются примерами первоклассного рычага; Ножницы – это двойной рычаг первого класса.
• Рычаги второго класса имеют нагрузку, расположенную между точкой опоры и усилием (F L E). Как и в колесной тачке, ось колеса является точкой опоры, ручки представляют положение, в котором прикладывается усилие, а нагрузка размещается между руками и осью. Руки, прилагающие усилие, проходят большее расстояние и меньше нагрузки.СОЦИАЛЬНЫЙ КОНТЕКСТ: монтировка представляет собой не только тачку, но и рычаг второго сорта. Щелкунчик – это двойной рычаг этого класса.
• Рычаги третьего класса имеют усилие, расположенное между грузом и точкой опоры (FE L ). Рука, прилагающая усилие, всегда проходит меньшее расстояние и должна быть больше, чем нагрузка. СОЦИАЛЬНЫЙ КОНТЕКСТ: Предплечье – это рычаг третьего класса. Рука, удерживающая вес, поднимается двуглавой мышцей плеча, которая прикреплена к предплечью около локтя.Локтевой сустав – точка опоры.

• Составные рычаги объединяют два или более рычага, как правило, для уменьшения усилия. Применяя принцип сложного рычага, человек мог использовать вес одной руки, чтобы уравновесить груз весом в тонну.
• Закон равновесия
  Рычаг находится в равновесии, когда усилие и нагрузка уравновешивают друг друга; то есть сумма крутящих моментов (сила, умноженная на плечо рычага) равна нулю.Усилие, умноженное на длину рычага, равняется нагрузке, умноженной на длину рычага.

---

Колесо и ось. Колесо и ось по сути модифицированы. рычаг, но он может перемещать груз дальше, чем рычаг. Центр оси служит точкой опоры.

Идеальное механическое преимущество (IMA) колеса и оси – это соотношение радиусов. Если усилие приложить к большому радиусу, механическое преимущество будет R / r, которое будет больше единицы; если усилие приложено к малому радиусу, механическое преимущество по-прежнему будет R / r, но оно будет меньше 1.

---

Шкив. Шкив – это колесо, через которое проходит веревка или ремень. Это также форма колеса и оси. Шкивы часто соединяются между собой в чтобы получить значительное механическое преимущество.

Идеальное механическое преимущество (IMA) шкива напрямую зависит от количества опорных струн N.

---

Плоскость наклонная. Наклонная плоскость – это простое устройство, которое вряд ли вообще похож на машину.Механическое преимущество увеличивается по мере того, как крутизна уклона уменьшается. Но тогда груз придется переместить на большее расстояние. расстояние.

Идеальное механическое преимущество (IMA) наклонной плоскости – это длина наклона, деленная на вертикальный подъем, так называемый коэффициент подъема к подъему. Механическое преимущество увеличивается по мере уменьшения крутизны уклона, но тогда груз придется перемещать на большее расстояние. Опять же, работа на равных – это результат полностью эффективной системы.Трение будет большим, если предметы скользят по поверхности наклонной плоскости. Эффективность можно повысить за счет использования катков в сочетании с наклонной плоскостью.

---

Клин. Клин – это приспособление наклонной плоскости. Это может использоваться для подъема тяжелого груза на небольшое расстояние или для раскалывания бревна.

Идеальное механическое преимущество (IMA) клина зависит от угла тонкого конца. Чем меньше угол, тем меньше силы требуется для перемещения клина на заданное расстояние, скажем, через бревно.В то же время количество расщеплений уменьшается с меньшими углами.

---

Винт. Винт на самом деле представляет собой наклонную плоскость, обернутую спираль вокруг вала. Домкрат сочетает в себе полезность винта и рычаг. Рычаг используется для поворота винта.

Идеальное механическое преимущество (IMA) винта – это в идеале отношение длины окружности винта к расстоянию, на которое он продвигается за каждый оборот.Крепежные винты, проходящие сквозь гайку, могут быть относительно эффективными. Шурупы по дереву, как правило, не на 100% эффективны, так как значительное количество энергии теряется на трение и перемещение вещества. Домкратный винт, например, используемый для подъема домов и других конструкций, сочетает в себе полезность винта и рычага. Рычаг используется для поворота винта. Механическое преимущество домкрата довольно велико.

---

Что такое машина? Классификация машин.Типы машин.

Что такое машина?

Проектирование машин – важная часть инженерных приложений, но что такое машина? Машина – это устройство, которое состоит из неподвижных частей и движущихся частей, объединенных вместе для генерирования, преобразования или использования механической энергии. Все машины состоят из элементов или частей и узлов. Каждый элемент представляет собой отдельную часть машины и может быть спроектирован отдельно и в сборе. Каждый элемент, в свою очередь, может быть целостной деталью или состоять из нескольких небольших частей, соединенных друг с другом с помощью клепки, сварки и т.Несколько частей машины собираются вместе, образуя то, что мы называем законченной машиной.

Вот несколько примеров станков:

1. Токарный станок: он использует механическую энергию для резки металлов. Другие типы станков также выполняют ту же задачу.

2. Турбины: они производят механическую энергию.

3. Компрессоры: они используют механическую энергию для сжатия воздуха.

4. Двигатели: они потребляют топливо и производят механическую энергию.

5. Холодильники и кондиционеры: они используют машиностроение для создания охлаждающего эффекта.

6. Стиральные машины: они используют механическую энергию для стирки одежды.

Классификация машин

Учитывая различные применения машин, они подразделяются на три основных типа:

1. Машины, генерирующие механическую энергию : Машины, генерирующие механическую энергию, также называются первичными двигателями .Эти машины преобразуют некоторые формы энергии, такие как тепловая, гидравлическая, электрическая и т. Д., В механическую энергию или работу. Самый популярный пример этих машин – двигатель внутреннего сгорания, в котором химическая энергия топлива преобразуется в тепловую энергию, которая, в свою очередь, преобразуется в механическую работу в виде вращения колес транспортного средства. Некоторыми другими примерами этой группы машин являются газовые турбины, водяные турбины, паровые двигатели и т. Д.

2. Машины, преобразующие механическую энергию : Эти машины называются преобразовательными машинами, потому что они преобразуют механическую энергию в другую форму энергии, такую ​​как электрическая, гидравлическая. энергия и т. д.Некоторыми примерами этих машин являются электрический генератор, в котором вращение вала преобразуется в электрическую энергию, и гидравлический насос, в котором энергия вращения роторов преобразуется в гидравлическую энергию жидкости.

3. Машины, использующие механическую энергию : Эти машины получают механическую энергию и используют ее для различных приложений. Некоторыми примерами этих машин являются токарный станок, который использует механическую энергию для резки металлов, и стиральную машину, которая использует вращение ротора для стирки одежды.

Ссылка

Книга: Проектирование машин доктором П. К. Шармой и Д. К. Аггарвалом

Этот пост является частью серии: Проектирование машин или механическое проектирование

Это серия статей по проектированию машин или механическому проектированию. Машиностроение и чертеж – очень важные предметы машиностроения. Ни один продукт не может быть произведен без его проектирования.