Усть-Двинск

Усть-Двинск (до 1893 г. Динамки-де), гавань и крепость в рнясск. у. Лиф-

Устройство машин.

Полное и всестороннее изучение устройства и действия машин, принципов их проектирования и приемовъ изготовления их на завфдах в настоящее время систематизировано и разделено на несколько отдельныхъ дисциплин. Общее знакомство с машинами, с нхъ существенными классами и родами и с важнейшими обстоятельствами их работы дается описательнымъ курсом машин. Более же детальное изучение машинъ нроизводится постепенно. Сперва (смотрите машина я механизм) рассматривают машину в самом упрощевиомъ виде как бы скелета, в виде механизма, изучая ея кинематические свойства. Затем рассматриваются вопросы о действии в машине различных сил, т. е. машину изучают с динамической стороны, принимая во внимаиие процесс обработки на леи материала и действие на пее привода или двигательной силы, а также и массы ея частей. M, наконец, когда дело доходитъ до того, чтобы действительно выполнить все части иди детали машины (смотрите детали машин), то приходится изучать вопрос о машине с конструктивной стороны, так как необходимо для каждой из частей машины выбрать подходящий материал и придать ей такую форму и размеры, которые обеспечивали бы прежде всего достаточную прочность каждой части под действиемъ наибольших могущих действовать на нее сил, и затем удовлетворили бы и многим другим весьма волевым условиям, как-то: возможно высокому коэффициенту полезного действия машины, удобству и дешевизне изготовления (смотрите проектирование и производство массовое), безопасности работы на ней для людей и прочие.

Изучение типичных и часто повторяющихся частей машин выделяется особо, составляя отдельный курс. В нем указывается я выбор материала и оирвделе-в с форм и размеров частей, и их обработка и пр.

Материалом для изготовления машин в течение многих тысячелетий служило по-пренмуществу дерево и отчасти железо и бронза. С развитием чугунолитейного дела и металлургии вообще, за носледния десятилетия дерево почти совершенно исчезает из современных машин и заменяется металлами; чугуном, железом, сталью а бронзою, главным образом. Изъ отвх материалов но-преимуществу, снерва в черновом виде (нри помощи отливки, отковки и ирокаткн), а затем и в отделанном виде, оутем холодной обработки на ставках, изготовляются часта машин, с теми формами и размерами, которые пазпачевы конструктором пра проектировании (смотрите). Изготовлениемъ машин в крупных размерах занимаются специальные заводы, могущие готовить наиболее ходовия машн-ви массовым путем (смотрите производства массовое). После обработки частей происходить сборка (смотрите) их и часто — испытание машины в будущих условиях ея работы, производимое еще на самом заводе. Вот, въ существенных чертах, последовательные операции изготовления машины.

В древности благодаря большому количеству бесплатных или дешевых рабочих рук в слабому разви тью обрабатывающей промышленности вообще машины не играли большой роли. Быстрыми шагами развитие построения, машин, ила машиностроения, пошло только в течение последних столетий. Вместе с развитиемъ в начале XIX в общей и прикладной механики, какъ науки, шло и развитие железного производства, и соединение усовершенствованных способов расчета ма-иинп я сооружении с возможностью получать огромныя мессы железа и стали явилось причиной тех порази тельных успехов, которые сделало потом машиностроение к XIX и XX векахь Это время совпадает съ первыми зачатками по менее великого элемента промышленности — нароиоии машины; взобретевие прядильной машилм в самоикацкого станка производит переворотъ «ь обработке волокнистых веществ, и возникаютъ большия мануфактуры, ризсылающия свои нроизведевил во все части света (смотрите фабричная промишлинность). Машиностроение все развивается; одне машины вызывают собою появление других; так, является веобходя мость и подъемных машинах дия подъема тяжестей па заводах, пристанях и железнодорожных стапци-®хи; необходимость перевозки машин и вообше изделий вызывает к жизни железные дороги, которые достигают такого развития, о котором не смели в мечтать дл первые строителя.

Б результате в настоящее время построение самых fазнообрвзнми машин, приборов и аппаратов со-С7Ш«гз одну из важных отраслей промышленности.

Особенного развития достигло машиностроение в Аме- рике, Бельгии, Великобритании, Германии и Швейцария. В России первый частный машиностроительный заводъ был основан около 125 лет тому назад в Петербурге Бердом; па нем в 1813 г. был построенъ1 первый в России пароход. Как Берд, таг и дальнейшие предприниматели были все иностранцы; первый русский, основавший завод на частные средства, былъ купец Криворотов в Ельце, в 1815 г. построивший, завод для выделки земледельческих машин. До конца 50-х гг. XIX в машиностроение в России было развито весьма слабо, что было обусловлено многими причинами. Проф. Худяков в своем очерке развития машиностроения в России указывает следующия причигы: 1) беспошлинный ввоз иностранных машин и аппаратов; 2) недостаток железа и чугуна собственнаго производства: 3) запрещение ввоза иностранного чугуна и железа; 4) малый контингент русских образованных инженеров и техников; 5) отсутствие специалн-вацим производства; 6) отсутствие опытных рабочих.

Некоторые из этих причин не перестали действовать и в настоящее время, и развитие машиностроения в России и сейчас далеко не стоит еще на должной высоте: значительную часть необходимых машин до войны с Германией Россия принуждена была ввозить нз-за границы, преимущественно из Германии.

О важнейших родах машин см. соответствующия статьи, а общия соображения указаны в названных выше статьях общого характера, и поэтому здесь можно прибавить лишь немногое.

В зависимости от рода машвп, характера обрабатываемого на них предмета, рода действующей на машину - двигатель элементарной силы нржроды и прочие, геометрические и числовыя, так сказать, соотношения в машине могут быть весьма разнообразны, но сущность остается одна и та же.

Относительно движений частей в машинах следует заметить, что геометрически наиболее простия движения легче осуществляются и в машинах, и сопровождаются и более простыми действиями сил. Поэтому в большинстве случаев частям машин дают мо-ступательные и вращательные движения, которые легко осуществляются при помощи соответствующих кинематических пар. Наиболее простым я удобнымъ возможно признать вращательное движение части вокругъ неподвижной оси, не изменяющей своего положения. Такое движение осуществляется при помощи реальной оси или вала, лежащих в неподвижных (а иногда и подвижных) опорах, и если ово происходит с постоянною угловою скоростью, то считается идеаломъ простоты и удобства. В самом деде, при таком движения возможно (хотя бы только в приблизительно) достигнуть того, что вследствие движения не будет проявляться никаких возмущающих сил, так называемых этим инерции. Для этого, как учит механика, необходимо, чтобы вращение тела происходило вокругъ его свободной оси (лк.); иначе говоря, необходимо при изготовлеаии и сборке вращающейся части сделать так, чтобы ея центр тяжести лежал на геометрической оси вращения, в чтобы, кроме того, момент или пиира от центробежных сид тоже обращался бы въ нуль, что будет, наар., в том случае, если тело симметрично относительно одной из плоскостей вращения. Достигнуть этого в технике называется — балансировать, ялы ураеновпеить зратзюНияся частя. Во многих современных быстроходных машинах, где встречаются детад“, вращающияся со скоростью тысячъ в даже десятков тысяч (гурбяги Лаваля) оборотовъ в мниуту, даже ничтожное отступление от сказанныхъ требований вызывает такие огромные соды инерции, которые в сотни раз превышают другия, действующия в машине, полезные евлы и повлекут неизбежно поломку машины. Поэтому и& балансирование вращающихся колес даровых трубив, якорей дннамома-шнп, колес веатмляторов и турбонасосов в т. в., обращено теперь самсе строгое Внимание в пра номощв сигнальных ириборов в мастерских выверяютъ каждый такой .роторъ так, чтобы в центр тяжести его лежал па оси вращения (тстатическое уравновешивание“) в центробежная пара практически обращалась бы в нуль (.динамическое уравновешивание”).

Постуиатедьное движение частей нашив („ползуновъ“) осуществляется конструктивно тоже довольно просто, но с дннааяческом отношении оно менее удобно в техъ случаях, где скорость движения значительна. Таккак поступательного движения беспредельно в одну еторону осуществить в машине, конечно, невозможно, то такое движение в машвпе всегда будет попервмпн-ным, в одну и в другую сторону, так что ползунъ постоянно ходят от одного крайнего положения до другого. При каждой перемене направления движепия, в конце хода, когда скорость меняет свое направление, обращаясь в нуль, величина ускорепия будетъ наибольшею, а с пей вместе достигает максимума и сила инерция, равпая ускорению, умноженному па массу ползуна. Если число ходов ползуна в минуту буиетъ значительно (примерно, 200, 300 и более в минуту), то силы инерции достигают огромных величин и, действуя несколько сот раз в мнпуту поочередно влево и вправо, оне расшатывают части машины и даже ея раму, затем вызывают, по мере износа или истирания частей и образования между нимп промежутка, иля зазора, все более и более сильный стук между частями механизма и, при неудачно построенной или сильно истершейся и рааверившейся машине, могут прнчыпить и постоянно причиняли и причиняютъ поломки машин и различные несчастия и неприятности.

Так, ыапр., паровоз, опираясь на рельсы только внизу и будучи свободен в других направлениях, подвергается, благодаря действию сил иперции двигающихся поступательно частей (поршня, ползупа, золотников и прочие), разнообразным неправильным движением („пертурбации“ паровоза); он .подпрыгиваетъ“, „извивается“, .галопируетъ“и .переваливается“ с боку на бок. При несчастном стечении обстоятельств, которое изредка, по случается, размахи достигают такихъ величин, что паровоз сходит с рельс, я получается „беспричинное“ крушение. Извиваясь, наровозъ расталкивает рельсы („расшивагтя путь“), и это нередко тоже бывает причиною крушений. Отчасти вти пертурбации уменьшают, устраивая на колесах такъ называемые противовесы.

Подобным же пертурбациям подвержены рамы пароходных машип и связанные с нммн степки парохода и его корпус. Здесь вибрации корпуса доходили иногда до таких размеров, что в тихую погоду с пассажирами делались припадки морской болезни, не от волнения воды, & от тряски, причиняемой машинами, и пароход приходилось из пассажирского обращать в грузовой. В последнее время подобныя вибрации пароходных машин устранельи благодаря изобретению инженером Шликом особого способа уравновешивания масс подвижных частей; такое уравновешивание возможно в том случае, если машина имеет пе менее четырем кривошипных механизмов.

Вследствие преимуществ вращательного равномерного движения перед поступательным, изобретатели и конструкторы все время стремились заменить машины с поступательным движением машинами с вращательным движением, и в последнее время в этомъ отношении достигнуты значительные успехи. Паровыя машины с поступательным движением поршня взадъ и вперед в настоящее время вытесняются паровыми турбинами с непрерывным равномерным вращательным движением турбнпиого колеса (илн целого ряда их). Уже делаются попытки устроить газовую турбину взамен поршпевого газомотора (двигателя внутреннего сгорания). Имеются турбонасосы, заменяющие с успехом быстроходные поршневые насосы. Строгание ходящим взад и вперед резцом заменено фрезовави-ем; пиление поступательно движущимися полосовыми пилами гамепепо во многих случаях, и для дерева и для металла, распиливанием круглыми циркулярными пилами: печатание газет производится теперь на ротационной (вращательной) машине и так далее

Движения более сложные, нежели вращательпое и поступательное, встречаются в машинах пе такъ часто и лишь в тех случаях, где такое движение безусловно необходимо; механизмы здесь выходят обыкновенно сложнее я выполнение дороже. Подобные движения встречаются часто в таких машинах, которыя подражают сложным работам руки человека.