2. Поняття про машини

Машина – це механізм або поєднання механізмів, що здійснюють керовані рухи з метою вироблення роботи чи енергії.

Всі машини можуть бути поділені на дві групи: машини –двигуни і машини-знаряддя. У залежності від функції машини поділяють на засоби виробництва, предмети споживання, засоби оборони. Машини-двигуни перетворюють один вид енергії в інший. Машини знаряддя (робочі машини) впливають на предмет, проводять зміну форми, властивості та якості предмета праці. У свою чергу робочі машини поділяються на технологічні, що застосовуються у технологічних процесах (ливарні, зварювальні, металорізальні, деревообробні, сільськогосподарські тощо), транспортні (тепловози, трактори, автомобілі, літаки тощо), транспортувальні (крани, конвеєри, ескалатори тощо).

Кожна робоча машина має три основних механізми: руховий, передавальний і виконавчий.

Машинобудування забезпечує всі галузі господарства знаряддями праці і є основним споживачем металу, пластмас, а також використовує продукцію деревообробної, легкої, скляної і інших галузей промисловості. В машинобудуванні широко розвинуті спеціалізація і кооперування підприємств, що суттєво впливає на його розміщення.

Для всіх машинобудівельних виробництв (підприємств) характерна наявність заготівельних виробництв (отримання лиття, штамповок, окремих деталей і ін. складових), збиральних виробництв, де із отриманих деталей збирають готовий виріб допоміжних виробництв, які включають інструментальні, ремонтно-механічні, модельні, енергетичні, тарні, транспортні і інші цехи. Допоміжні цехи забезпечують нормальну роботу основних цехів, забезпечуючи їх інструментом, тарою, енергією тощо, своєчасний ремонт обладнання. Окремі цехи в складі підприємства можуть бути відсутні, якщо завод, кооперуючись з іншими підприємствами, отримує заготовки, тару тощо.

В залежності від кількості продукції, що виготовляється, всі виробництва поділяються на три види: одиничне, серійне і масове.

При одиничному виробництві виріб виготовляється у одному екземплярі.

Серійне виробництво має справу із виготовленням виробів партіями чи серіями, які однакові за розмірами і конструкцією.

Масовим виробництвом називають таке, в якому при великій кількості однакових виробів виробництво їх ведеться безперервно.

Машини і механізми складаються із з’єднаних поміж собою найпростіших складових частин – деталей (літак складається із більше 100 тис. деталей).

Деталі відрізняються за формою, розміром, матеріалом і призначенням. До кожної деталі ставляться вимоги надійності і довговічності.

За своїм призначенням деталі машин поділяються на корпусні, деталі для передачі руху і кріпильні. Перші – це рами, стійки, станини, коробки і ін., деталі другої групи – вали, осі, зубчасті колеса, шатуни тощо, кріпильні деталі – болти, гайки, шурупи тощо.

3. Машинобудівні виробництва

Ливарне виробництво – процес отримання деталі із заготовки шляхом заливання рідкого металу у форми. У залежності від матеріалу виділяють чавунне, стальне і кольорове лиття. Форми бувають одноразові (керамічні), які після застигання металу розбиваються та постійні (із чавуна чи сталі). Крім лиття у керамічні форми дістали поширення інші способи лиття: лиття в металічні форми (кокілі); лиття під тиском; центробіжне лиття; точне лиття тощо.

Кокільне лиття здійснюється в постійні металеві форми. Заповнення металом проходить під дією його сили тяжіння. Отримані відливки мають чисту поверхню, велику точність розмірів, ідентичність деталей, залитих в одну форму.

Лиття під тиском є різновидом кокільного лиття. Цей спосіб забезпечує більшу точність розмірів відливок, які в подальшому не вимагають механічного обробітку. У ряді випадків використовують вакуумне лиття викачуючи із форми повітря.

При центробіжному литті форму обертають навколо своєї осі. Відливки отримані таким способом мають більшу щільність.

Ковальсько-штамповочне виробництво – виготовлення деталей за допомогою кування, штампування і пресування. Результат кування – металічна заготовка потрібної форми яка називається поковкою.

Основними операціями вільного кування є: осадка (зменшення довжини заготовки), витяжка (збільшення довжини поковки за рахунок зменшення поперечного перерізу),прошивка (утворення наскрізних отворів), рубання (відділення від заготовки частини металу), згинання (під потрібним кутом), закручування (згинання частини заготовки по відношенню до іншої навколо спільної осі), ковальське зварювання (з’єднання частин металу шляхом нагрівання їх до пластичного стану і спресовуванням).

Штамповка – обробка металів тисненням за допомогою спеціальних штампів.

Штамповку із попереднім нагріванням називають гарячою, без нагрівання – холодною. Буває об’ємна та листова штамповка. При об’ємній штамповці заготовка міняє форму при стисканні її між верхнім і нижнім штампами, в яких вирізана зворотня форма готової поковки. За допомогою холодної штамповки виготовляють дрібні вироби (болти, гайки, шурупи, цвяхи тощо). Вихідним матеріалом при цьому є проволока і калібровані прутики сталі, кольорових металів чи сплавів. Листова штамповка (витискання деталі із листового металу) дає високу точність розмірів поковки і майже не потребує подальшої механічної обробки.

Ковальсько-пресове обладнання включає молоти і преси. Молот – машина ударної дії призначена для деформування металу. Потужність молота визначається вагою падаючих частин. Преси діють на поковку не ударом, а тисненням. При роботі вони не викликають здригань. Виділяють гідравлічні, парогідравлічні, гвинтові преси.

Зварювання – це технологічний процес отримання стійкого з’єднання металічних виробів шляхом їх тиснення чи нагріву. При зварюванні плавленням у місці з’єднання формується рідка ванночка із розплавлених країв частин, що з’єднуються і присадочного матеріалу. При твердінні металу у зоні зварювання формується шов, що поєднує зварювані частини у одне ціле.

До зварювання плавленням належать: електродугове зварювання, газове зварювання, аргонно-дугове зварювання тощо.

Обробка металів різанням. Для того, щоб надати високу точність деталі, заготовку, отриману литтям, куванням, штампуванням необхідно піддати механічній обробці. Видалений з заготовки метал називається припуском. Процес зняття припуску здійснюється на металорізальних станках різного призначення.

Токарні станки застосовуються при всіх видах обробки поверхонь заготовки. Ріжучими інструментами є різці, свердла тощо.

Свердлильні станки застосовуються для утворення різних типів отворів.

Шліфувальні станки обробляють різні поверхні абразивними інструментами.

Фрезерні станки використовуються для обробки площин пазів, канавок.

Збиральне виробництво. Машинобудівельний завод закінчує свій виробничий цикл збиранням готової машини із вузлів і деталей, які поступають із інших цехів і заводів. Збиранням називається технологічний процес з’єднання, установки і закріплення деталей в вузли, а вузлів – в машину.