Виды швейных машин — классификация и их назначение

Многочисленные виды швейных машин предназначены для решения разных задач в быту и на промышленных предприятиях. Бытовые устройства обычно универсальные, тихие и компактные. Промышленные агрегаты шумят и грохочут, зато умеют быстро и аккуратно выполнять одно-два действия. В статье мы расскажем о популярных видах швейных машин и их назначении.

Типы швейных машин

По способу использования агрегаты для шитья материалов бывают универсальными и специальными. Универсальные устройства рассчитаны на выполнение нескольких технологических процедур — например, стачивания, настрачивания, втачивания и притачивания. Специальные машины настроены на одну операцию: работу с пуговицами, обработку срезов, создание петель.

• По степени автоматизации швейные машины промышленного назначения бывают неавтоматизированными и полуавтоматизированными.
• По способу плетения нитей в стежке выделяют агрегаты для создания челночного и цепного стежка.
• По количеству игл устройства делят на одноигольные, двухигольные и многоигольные.

Прямострочные швейные машины

Прямострочные виды промышленных швейных машин работают с материалами разной толщиной и плотности. При создании челоночного стежка они расходуют минимальное количество ниток. С лицевой и обратной стороны изделия такой стежок выглядит одинаково аккуратно.

Машины для создания прямых стежков могут одновременно настрачивать один или несколько рядов. В первом случае их называют одноигольными, в остальных — двух- или многоигольными. Пример одноигольной прямострочной машины для тканей средней плотности — агрегат Jack JK-A2B-C. Пример двухигольной модели челночного стежка с возможностью отключения одной из игл — Jack JK-58450J-405E IOT, аппарат подходит для работы с плотными тканями и материалами средней плотности.    

Оверлоки

Оверлоками называют специальные типы швейных машин с двумя иглами, предназначенные для обметки срезов на ткани.

Их используют на трикотажных предприятиях для защиты краев «сыпучих» материалов от расползания. Несколько ниток крепко охватывают край и не позволяют ему распускаться. Оверлочная строчка получается эластичной. Пример универсального четырехниточного оверлока с компьютеризированным управлением — JACK JK-C3-4-M03/333/S. Эта машина умеет работать с тюлем, трикотажем, джинсовой тканью и другими материалами небольшой и средней плотности.

Оверлок — не аналог швейной машине, а дополнительное устройство для выполнения других операций.

Подробнее об оверлоках можно узнать здесь!

Машины цепного стежка

Машины цепного стежка применяют для прокладывания специфической эластичной строчки.

Однониточные агрегаты используют для пришивания пуговиц и создания петель. Ими зашивают мешки, делают декоративные строчки и швы, которые должны распускаться с незначительным усилием.

Двухниточные устройства создают прочный и растяжимый шов. Их часто используют при пошиве брюк и джинсов из стрейч-материалов. Еще с их помощью прикрепляют резинки и тесьму: двухниточная машина создает одинаковые параллельные строчки.

Многониточные модели применяют для пошива спортивной и походной одежды. В экстремальных условиях швы на таких вещах должны тянуться во всех направлениях и выдерживать большие нагрузки.

Пример шестиниточной трехигольной швейной машины для джинсовой ткани — JACK JK-T9280D-73-PL-Q 1/8″. У этой модели имеется П-образная платформа для швов в замок.

Распошивальные плоскошовные машины

Такие типы промышленных швейных машин создают гибкий шов, с помощью которого закрывается срез подгибки края. Увидеть работу плоскошовной машинки можно на подолах, проймах и рукавах трикотажных маек и боди. Кроме плоскошовных устройств такие швы могут создавать коверлоки.

Распошивальные машины подходят для работы со стрейч-тканями. Их удобно использовать для пошива купальников, спортивной одежды, разнообразного casual-трикотажа. Пример трехигольной плоскошовной машины с верхним и нижним застилом — модель JACK JK-W4S-UT-01GB. Одну из ее игл можно выключить, скорость хода регулируется плавно.  

Подробнее о плоскошовных машинах. 

Специальные машины с программным управлением

В классификации швейных машин этот тип оборудования занимает особое место. В такие устройства встроен микропроцессор, управляющий перемещением иглы. Благодаря компьютеру машина делает разнообразные простые и замысловатые строчки.

Главные преимущества швейных машин с программным управлением — высокая скорость и точность создания строчек. На промышленных предприятиях такие устройства экономят время и увеличивают производительность.  

Пуговичные машины

Пуговичные машинки используют для притачивания плоских пуговиц с двумя и четырьмя проколами диаметром от 9 мм. В продаже есть агрегаты, способные пришивать пуговицы на ножках и обвивать нитками пуговичные стойки. Они незаменимы в массовом пошиве одежды, пришивают пуговицы цепным стежком в одну нить.

Универсальная электронная машина для пришивания пуговиц к тканям малой и средней плотности — JACK JK-T1903GR-D IOT. Устройство оборудовано бункером для автоматической подачи изделий, управляется с пульта, автоматически поднимает лапку и обрезает нити.

Петельные машины

Эти агрегаты используют для обметки петель. Петельные швейные машины классифицируют по способу создания стежка:

• челночный;
• цепной на две нити;
• однониточный цепной.

Автоматические петельные машинки умеют делать прямые, круглые и другие петли. Чтобы получить на ткани прямую петельку, устройство переплетает нитки обычным способом, а для получения круглых петелек создает нераспускающиеся челночные стежки.

Для работы с «сыпучими» материалами на трикотажных предприятиях применяют петельные автоматы с прорезанием отверстий под пуговицы после обметывания.

Пример классической машины для создания тридцати видов прямых петель на любых тканях — JACK JK-T1790GS-3-D IOT. Программируемый аппарат умеет имитировать глазковые петли и укреплять шов. В него встроена система охлаждения.

Закрепочные машины

Закрепочная полуавтоматическая машина— промышленное устройство для создания нитевых закрепок прямой или фигурной формы. Закрепкой швеи и технологи называют короткую челночную строчку. Вначале закрепочный полуавтомат укладывает долевые нити, следом обвивает их частыми зигзагообразными стежками. За расположение стежков отвечает программный блок. Он посылает сигналы на редуктор, который приводит в движение кулачковый механизм в соответствии с заданным рисунком. Оператор закрепочного полуавтомата укладывает изделие в зажим-кассету, запускает устройство и достает изделие с готовой закрепкой. Машина сама отключается и подрезает нитки.

Популярный вид закрепочных машин для предприятий легкой промышленности — JACK JK-T1906GP-D IOT. Эта модель предназначена для создания закрепок на резинках размером 50х12 мм. Устройство оборудовано нитеотводчиком, в комплекте идет программируемый пульт.

Машины строчки Зигзаг

Промышленные швейные машинки строчки Зигзаг соединяют ткани эластичными и прочными челночными швами. Распороть, порвать или распустить зигзагообразную строчку гораздо труднее, чем прямую.

Маши со строчкой Зигзаг приобретают для решения таких задач:

• обработка срезов одежды, штор, другого текстиля;
• стачивание деталей швейных изделий;
• создание петелек и закрепок;
• притачивание пуговиц разного диаметра.

Швейные машинки типа Зигзаг формируют строчку из стежков, расположенных под углом друг к другу. Зигзаг бывает двух- и четырехукольным.

Двухукольный зигзаг используют для получения закрепок, притачивания пуговиц, обработки петелек, соединения частей бортовых прокладок.

Четырехуольный зигзаг подходит для скрепления деталей одежды.

Промышленная швейная машина JACK JK-20U53Zумеет создавать одношаговую двухукольную зигзагообразную строчку с использованием челночного стежка. Она оборудована тихим энергосберегающим двигателем. Рассчитана на работу с трикотажем и другими материалами похожей плотности.

Советы по выбору промышленной швейной машины

Промышленные швейные машины предназначены для таких целей:

·         обеспечение высокой скорости производства — например, для трикотажного предприятия средней величины будет оптимальной скорость в 700-800 ст./мин;

·         бесперебойный процесс пошива;

·         круглосуточное применение;

·         создание высококачественных стежков — то есть, точных, равномерных и эстетичных.

Следовательно, при выборе такого агрегата смотрят на скорость производства, тип ткани, тип продвижения (двигатель), вид стежка и энергопотребление.

Скорость производства. Нормальная скорость работы швейной машины, которая стоит в цеху — 3—7 тыс. об./мин. Скорость подбирают под характер выполняемых работ. Например, на крупномасштабные производства ставят промышленные швейные машинки со скоростью 1—1.5 тыс. ст./мин. Еще на скорость влияет вид и плотность обрабатываемого материала. Если ткани легкие, с ними справится агрегат на 5 тыс. об./мин, для средних и плотных тканей нужна модель на 3—4 тыс. об./мин.

Вид ткани. От вида материала зависит выбор привода машины. В описании таких агрегатов производители перечисляют ткани, на которые рассчитаны конкретные модели.

Продвижение. Продвижение тоже подбирают под тип ткани, которую нужно прошить. В зависимости от материала покупают машину с определенным типом продвижения. Если ткань тяжелая — например, брезент — или очень тонкая вроде тюля или кружева, ищут машину с двойным продвижением, у которой имеется двигатель со сцеплением. Если ткань легкая, но не очень эластичная, продвижение может быть обычным.

Кожа и тканые материалы похожей жесткости прошьет только швейная машина с тройным продвижением.

Вид стежка. Промышленные агрегаты создают стежки преимущественно специальных типов и редко дают оператору возможность делать разные стежки. Чаще всего при производстве одежды, домашнего текстиля и головных уборов используют челночный и прямой стежок, стежки типа зигзаг и оверлочный шов.

Еще при выборе промышленной швейной машины имеет значение толщина нити. Одни устройства подходят для толстых ниток, а для тонких подыскивают другие агрегаты.

Энергопотребление. Швейные машины потребляют большое количество электрической энергии, в особенности те из них, в которые установлен двигатель со сцеплением. Но в продаже можно встретить и эконом-агрегаты, способные справляться с промышленными масштабами производства швейных изделий. Часто машины с экономным потреблением энергии шумят меньше тех, которые не рассчитаны производителями на бережное энергопотребление.

 Мы рассказали о видах швейных машин для обметывания срезов и выполнения других задач. Надеемся, эта информация поможет в выборе агрегата.

Внешний вид машины

Внешний вид машины

 

 Большинство людей думают, что они знают все о мойке автомобиля и нанесении на панели кузова воска. Разве это сложно? Согласно телевизионной рекламе широко известных марок полиролей, Вы можете сделать Ваш автомобиль похожим на выставочный образец (и таким образом привлечь к себе внимание фотомоделей, вечно окружающих подобные машины) приблизительно в пять минут и без особых усилий. Мы испытываем крайне неприятное чувство, сообщая это, но Ваши родители были правы, когда говорили: «Хорошее легко не дается»; и это в полной мере относится к обслуживанию автомобиля.

Даже при обслуживании верхнего слоя окраски абсолютно нового автомобиля придется испачкать руки по локоть. На автомобиле же, выпущенном год назад, если он не поддерживался в идеальном состоянии, для нанесения полироли потребуются уже значительные усилия. Что прежде всего необходимо сделать – это привести машину в так называемое «надлежащее состояние». Как только эта задача будет выполнена, потребуется лишь небольшое регулярное обслуживание кузова.

Важно добиться того, чтобы слой краски был абсолютно чистым, неповрежденным и приобрел глянцевый вид, а затем защитить его качественным восковым составом. Когда Вы придете к такому результату, дальнейшее обслуживание будет очень легким. Трудность выполнения этой задачи зависит от теперешнего состояния окраски кузова.

Существует много факторов, отрицательно влияющих на внешний вид Вашего автомобиля, включая, конечно, солнце и непогоду, а также загрязнение воздуха и природные «бедствия» (по крайней мере, для окраски). К последним относится древесный сок, пыльца, птичий помет, расплющенные останки насекомых, жесткая вода. Загрязнители воздуха наносят вред окраске, резиновым компонентам, пластмассе и хрому вне зависимости от того, находятся ли те на Роллс-Ройсе или Субару. Возможно, наиболее коварными загрязнителями являются те, что приводят к выпадению кислотных дождей, таких обычных в наше время. Вода, которая по природе своей должна быть олицетворением чистоты, обрушивает на наши головы все виды мелких частиц и химикалий. В большинстве «снежных» стран дороги в зимний период посыпаются песком и вызывающей коррозию солью. Песок и соль не только приводят к потускнению окраски; они разрушают даже расположенную под ней сталь!

К сожалению, не существует волшебных средств защиты окраски, а есть только качественная автокосметика, которую необходимо наносить регулярно, не жалея усилий и руководствуясь здравым смыслом. Все мы видели на всевозможных телеканалах рекламу чудо-полиролей или слышали от продавцов автосалонов о новом «тефлоновом покрытии», которое, якобы, является дополнительным преимуществом предлагаемого автомобиля. Вы можете верить таким историям, если хотите, но никогда не упоминайте о них специалисту – он или рассмеется, или разозлится. Если бы уход за машиной был легким занятием, профессионалы не продержались бы долго на рынке.

 

Основные приемы мойки

 

 Каждый специалист по обслуживанию кузова скажет, что наиболее частой ошибкой, совершаемой автомобилистами при мойке машины является качество используемого мыла. Для этого совершенно не подходят бытовые чистящие средства, стиральные порошки, средства для мытья посуды и даже туалетное мыло! Некоторые средства бытовой химии действительно применяются на определенных этапах обслуживания кузова, но мойка к таковым не относится. Бытовые моющие средства слишком едки для лакового слоя автомобиля, резины и хромированных участков – они могут сделать окраску матовой и оставить на ней светлые разводы. Используйте только специальные средства, предназначенные для мытья машины. Они могут быть куплены в любом магазине автозапчастей или на дилерском складе автокосметики. Эти средства очищают автомобиль бережно и, кроме того, продаются в количествах, позволяющих экономить на их упаковке.

Вторая наиболее обычная ошибка – мойка машины под открытым небом в солнечную погоду. Даже в районах, где водопроводная вода довольно мягкая, на окраске останутся неприглядные, трудно удалимые пятна, образующиеся от быстрого высыхания капель на нагретых металле и стекле. В областях же, где вода жесткая (то есть, в ней высоко содержание минеральных веществ), от этих пятен почти невозможно избавиться. Могут даже потребоваться чистящие порошки с абразивными частицами, использование которых, вообще говоря, весьма нежелательно.

Мойте машину в закрытом помещении, если возможно, или, по крайней мере, в тени. Прежде чем наносить мыло, охладите автомобиль, хорошенько облив его водой. Обычно, колеса и шины моются в последнюю очередь; кузов следует мыть сверху вниз, начиная с крыши. Разведите в ведре специальное моющее средство, направив в него сильную струю теплой воды, чтобы взбить обильную пену. Пена помогает уменьшить трение при мойке, как бы смазывая поверхность. Нанесите на кузов мыльную воду большой, мягкой губкой или, лучше, специальной рукавицей.

Если нижняя часть автомобиля слишком грязная, что часто бывает в дождливую погоду, наденьте на шланг наконечник и направьте на грязевой нарост вкладышей арок колес, шин/колесных дисков, бамперов, переднего спойлера и т.д. сильную струю воды. Таким образом Вы удалите большую часть тяжелых отложений. Ни в коем случае не размазывайте грязь по кузову рукавицей для мытья – входящие в нее мелкие камешки и песок могут поцарапать окраску. В этом случае рукавицу нужно ополаскивать как можно чаще и в отдельном ведре воды. Не макайте грязную рукавицу в чистый мыльный раствор. Воду в ведре, которую Вы используете для мытья рукавицы, следует менять, как только она стала грязной (т.е. несколько раз в течение мойки, если машина особенно грязная). Покрытый коркой грязи внедорожник должен быть сначала очищен в автомойке с помощью воды под высоким давлением, а лишь затем его можно пригнать домой и приступить к его обслуживанию. Используйте подходящую удлиненную насадку на шланг, чтобы удалить грязь со всех скрытых мест (например, за бамперами, с подвесок, лонжеронов и поперечин). Накопившаяся грязь легко адсорбирует воду, отчего данное место неизбежно подвергается коррозии.

Но вернемся к нашей мойке в домашних условиях. Начните с крыши, капота и крышки багажника, затем перейдите к дверям и далее – к передним и задним крыльям. Не прижимайте рукавицу для мытья слишком сильно к кузову. Если имеются стойкие пятна или не отмыливающиеся участки, Вы сможете заняться ими позже, применив надлежащий состав. Во время же мойки не следует использовать рукавицу подобно ветоши для полировки – это лишь размажет грязь и поцарапает краску.

Как только автомобиль вымыт, необходимо тщательно ополоснуть его. Вы должны удалить с панелей кузова все следы мыльного раствора как можно быстрее. Даже специальные моющие средства могут привести к потускнению окраски, если дать им высохнуть на машине. Кроме того, сохнущее мыло становится липким, превращая Ваш автомобиль в магнит для пыли. Руководствуйтесь здравым смыслом. Области, которые труднее всего смыть, являются также участками, где могут накапливаться грязь и влага, повреждая краску и хромированные поверхности и даже вызывая образование ржавчины. Так что, при ополаскивании следует быть особенно тщательным.

Если в начале мойки, чтобы снять грязевые наросты требовался напор, а значит специальный наконечник для шланга, теперь, когда Вы ополаскиваете машину, наконечник нужно снять. Профессионалы утверждают, что следующая стадия обслуживания – сушка автомобиля – может быть выполнена намного быстрее, если добиться стекания с его поверхности как можно большего количества воды. Поэтому они смывают мыло струей низкого давления, держа шланг у самого кузова, чтобы его панели покрылись сплошной пленкой воды. Попробуйте использовать этот прием! Это заставляет воду стекать «стеной», отчего на поверхности остается гораздо меньше капель. При использовании для ополаскивания струи под напором, брызги будут разлетаться на соседние участки автомобиля. Так Вы никогда не дождетесь стекания воды и, в результате, придется обтирать кузов большим количеством ветоши.

Другой совет специалистов – использовать для сушки машины резиновый скребок, но не тот, что имеет насадку как у щеток стеклоочистителя. Подобное приспособление слишком жестко для окраски машины.

Существуют специальные скребки, сделанные из мягкой резины, которые легко и быстро снимают с больших плоских поверхностей кузова и стекол до 90 % воды.

Далее наступает этап использования натуральной или искусственной замши. Определение слова «замша», приводимое словарем, гласит: «Мягкая обработанная кожа, получаемая из шкуры серны (мелкая антилопа, обитающая в Европе и на Кавказе) или овцы». Мы будем называть натуральной замшей материал для обтирания кузова, изготовленный из шкуры любого животного. Она использовалась в уходе за машиной во все времена, лучшей же замшей считается та, что производится в Англии. Когда Вы покупаете натуральную замшу, она мягкая, как фланель, но после первого же использования она засыхает в нечто жесткое как картон. Если намочить такую замшу теплой водой, к ней вновь вернутся прежние свойства. Этот материал работает подобно очень мягкой губке, впитывая воду с краски, стекла и хрома и не оставляя на поверхности ни потертостей (в отличие от настоящей губки, когда та не смазана мыльной пеной), ни разводов. Последнее делает замшу идеальным материалом для обтирания стекла.

Замша требует должного ухода. Хорошая натуральная замша довольно дорогая, но она прослужит годы, если о ней как следует заботиться. Очистите замшу в теплом мыльном растворе, затем смойте мыло чистой водой. Никогда не оставляйте замшу грязной и не помещайте в закрытый контейнер, пока она влажная. Даже мельчайшие частицы грязи, вкрапившиеся в такую салфетку, могут оставить на окраске царапины. Изготовители замши рекомендуют чистить ее мягким мылом, избегая едких моющих средств, которые расщепляют натуральные жиры. Со временем на замше образуются темные пятна. Это вызвано нагреванием от трения ею резиновой отделки кузова. Такое окрашивание неизбежно, но оно не ухудшает рабочих качеств замши.

В последние годы широкое распространение получила искусственная замша. Она представляет собой синтетический материал (что значительно снижает стоимость), который может впитать намного больше влаги, чем натуральная замша, за счет увеличения толщины. Всевозможные виды искусственной замши демонстрируются (и продаются с лотков) оборотистыми торговцами на различных встречах, автомобильных выставках и других мероприятиях. Их можно купить по цене от нескольких до 20 долларов. Мы рекомендуем выбрать ту, что подороже, а значит качественнее. Внешне она должна быть очень похожа на натуральную замшу. Если на поверхности такой салфетки видны поры, она способна поглощать много воды, но может поцарапать окраску.

Собрав основную влагу, можно обтереть автомобиль той же замшей насухо, но при этом придется изрядно поработать запястьями, то и дело отжимая ее. Большинство профессионалов использует на этой, последней стадии сушки махровую ветошь. Ткань должна состоять на 100% из хлопка и ее нужно хранить для использования исключительно на этом этапе. Никогда не пускайте в ход ту же ветошь для других целей, например, для вощения, полировки или чистки колес. Прополощите и просушите ее, а затем отложите до следующей мойки машины. Специалисты советуют выстирать эту ветошь в порошке с отбеливателем, но не использовать при полоскании жидкого кондиционера. Затем, укладывая ветошь в сушилку, поместите с ней пластинку одного из сухих антистатических кондиционеров. Это может выглядеть, как лишняя возня по ничтожному поводу, но, как мы уже отмечали, это опыт людей, не один год профессионально занимающихся обслуживанием и, безусловно, знающих, какие средства и приемы работают лучше всего. Если вы серьезно относитесь к уходу за машиной, последуйте их советам.

 

Чистка окраски

 

 Если это Ваше первое серьезное усилие на пути обслуживания автомобиля, скорее всего его окраску необходимо очистить. Не вымыть, а именно очистить, так как ее верхний слой окислился, а значит изменил цвет. Другим важным моментом (он касается большинства аспектов ухода за машиной) является состояние этого слоя. Мы все стремимся к тому, чтобы получить автомобиль, который просто сияет всеми гранями окраски, стекла, хрома и колес. Такая «лучезарность», или зеркальность поверхности, что точнее с научной точки зрения, зависит от того, насколько она гладкая. Обе эти задачи выполняются чисткой окраски.

 На глаз поверхность Вашего автомобиля может казаться идеально гладкой. При ближайшем рассмотрении, однако, она испещрена мельчайшими бугорками и углублениями. Эти неровности отражают свет под самыми различными углами, ослабляя эффект зеркальности в той или иной степени (в зависимости от того, насколько «холмиста» поверхность). Простой пример: если Вы потрете окраску наждачной бумагой, этот участок немедленно потускнеет. Вы создали большое количество глубоких «оврагов» и высоких «курганов» и рассеяли зеркальность. В зависимости от сорта использованной бумаги, придется приложить больше или меньше усилий, чтобы вернуть поврежденному месту блеск.

Ополаскивая автомобиль, Вы, конечно, заметили, как он сияет, покрытый пленкой чистой воды. И, вероятно, подумали: «Если бы он всегда так выглядел!» Это вполне достижимо, ведь именно такую задачу призвано выполнять обслуживание кузова – выжать максимум из того, что имеешь. Вода в нашем примере действует как своеобразное покрытие, которое временно  заполняет мелкие царапины в окраске. Приемы и косметические средства, описываемые в этой книге, помогут Вам добиться этого «мокрого эффекта» и поддерживать его. План действий состоит в том, чтобы вымыть автомобиль что называется «до скрипа», очистить окраску, сделав ее поверхность как можно более гладкой, затем защитить этот блеск прозрачным, качественным воском, который усилит «сияние» и предохранит автоэмаль от контакта с пылью и загрязнениями, а также других «бедствий», упомянутых нами выше. Как только поверхность станет чистой и ровной, Вам останется лишь поддерживать целостность восковой защиты. Такое обслуживание кузова будет занимать не более, чем час-два в неделю.

Подобно наждачной бумаге, средства обслуживания окраски делятся на несколько сортов по степени абразивности – от грубых, используемых только при машинной обработке новой окраски (после ее первичной шлифовки), до составов, предназначенных для удаления стойких пятен или «возрождения» безнадежно потускневшей эмали, а также нежнейших полиролей и очистителей окраски. Последние содержат очень мелкие абразивные частицы и часто смешиваются с воском. Подобные комбинированные смеси носят название «очиститель-воск» и предназначены для ускорения процесса за счет объединения двух процедур. То, каким сортом чистящего средства следует обработать окраску, чтобы добиться гладкости, определяет состояние ее поверхности. Чем более абразивен состав, тем больше краски будет снято в процессе работы, а Вы должны стремиться снять ее как можно меньше. При восстановлении старой, сильно потускневшей эмали иногда легко снять всю краску и дойти до металла! Даже при чистке окраски очень мягким абразивным средством, Вы наносите на нее царапины, но они меньше чем те, что были до обработки, так как удаляется большая часть «бугорков». Путиводителем в широчайшем ассортименте подобных средств послужит внимательное прочтение инструкций и предупреждений, напечатанных мелким шрифтом на упаковке товара. Специалисты советуют использовать наименее жесткий из подходящих для Вашего случая составов.

Большинство автомобилей, о которых хоть как-то заботились или часто загоняли на сервисные станции, а также почти новые машины все еще покрыты толстым слоем краски, что делает предлагаемую нами обработку вполне безопасной. Однако, здесь есть одно «но». Многие автомобили, выпущенные в прошлом десятилетии, покрашены двухслойным методом. В этом процессе сначала наносится базовый слой цветной эмали, а затем – слой лака, чтобы защитить основную краску и придать ей блеск. За подобной окраской во многих случаях легче ухаживать и она дольше сохраняет зеркальность, чем та, что наносилась на машины раньше, но в работе с нею нужно соблюдать некоторые предосторожности.

Профессионалы по обслуживанию кузова и в области его покраски расходятся во мнении относительно долговечности фабричных лаков. Многие автомобили конца 1980-ых имели серьезные дефекты лакового покрытия, а некоторые модели изготовителям пришлось даже бесплатно лакировать повторно. Аннотации некоторых из чистящих средств, предлагаемых сейчас в магазинах, содержат предупреждение не использовать их на данных окрасках. Сервисная книжка должна содержать некоторую информацию относительно типа окраски Вашей машины, однако, не забудьте сделать поправку на склонность изготовителей приукрасить реальность, когда дело касается долговечности и малой потребности в обслуживании их детищ. Если Вы не уверены, покрыта ли Ваша машина лаком, проведите небольшой тест. Нанесите немного чистящего средства на одно из скрытых мест, например, на торцевую грань двери. Если ветошь останется белой, Ваша машина имеет двухслойную окраску (эмаль+лак). Большинство профессионалов старается избегать применения каких бы то ни было абразивных средств на лакированных автомобилях; в подобных случаях они предпочитают химические очистители. Исключение составляет необходимость снять с лака брызги гудрона или другого инородного материала, что они делают с чрезвычайной осторожностью и умением.

Главная проблема чистки лакового слоя состоит в том, что Вы не знаете, когда остановиться, так как его частицы не видны на ветоши. В отличие от лака, верхний, окислившийся слой традиционной однослойной краски имеет несколько измененный цвет, и этот переход легко уловить на ветоши. Так как царапины и другие шероховатости, которые мы стремимся удалить с поверхности машины, чрезвычайно мелкие, полезно осмотреть окраску через сильную лупу и при хорошем освещении. Нужно очистить поверхность лишь настолько, чтобы избавиться от неровностей. Любые дальнейшие усилия только уменьшат толщину защитного лакового покрытия.

То, что Вы увидите через увеличительное стекло, поразит Вас! Вы обнаружите массу царапин, которых не замечали прежде. На обычных окрасках (без лака), пигментированный слой (эмаль) – обычно достаточно толстый, чтобы выдержать шлифовку большинства царапин. Лаки же – совсем другая история, там на данном этапе в игру должны вступить новые составы: наполнители и глянцы. Каждое из этих косметических средств имеет свое применение, но функция их схожа – помочь заполнить оставшиеся в лаке углубления, подобно тому, как это делала вода, когда Вы ополаскивали только что вымытый автомобиль.

 

Полировка

 

 Наполнитель и глянец, чтобы они дали эффект, необходимо как следует распределить по поверхности машины. После этого сразу же приступают к вощению, иначе под воздействием солнца и воздуха составы быстро потускнеют. Это значит, что используя эти косметические средства, придется изрядно попотеть, но они – непременная часть арсенала профессиональной элиты и владельцев коллекционных моделей. На рынке имеется широчайший выбор как глянцев, так и наполнителей, включая их комбинации. Многие специалисты имеют собственные пристрастия, используя исключительно излюбленную марку. Большинству читателей подойдет одно из мягких средств, особенно, если Вы собираетесь полировать автомобиль вручную.

Как и в случае с любым очистителем или защитным средством, рекомендуется обрабатывать одну маленькую область за другой. Работать нужно в тени, чтобы окрашенная поверхность была прохладной. Независимо от того, используете ли Вы шлифовальную машинку, охватывайте за один прием не более, чем участок размером в половину капота. Профессионалы, которые, чтобы заработать на жизнь, должны пошевеливаться, не выпускают шлифовальной машинки из рук, однако, некоторые из доступных составов можно наносить вручную, если четко следовать прилагаемым инструкциям.

Ручная полировка, особенно на чувствительных лаках, требует использования чистейшей и очень мягкой ветоши из стопроцентного хлопка. Ей нужны те же стирка и уход, что и салфеткам для обтирки машины. Следите за тем, чтобы не перепутать эти два вида материала. Специальный хлопок для полировки можно найти в магазинах, торгующих автоэмалями. Кроме того, многие профессионалы используют для этой цели марлю. Чтобы хорошо распределить полироль по поверхности, нужен материал с очень свободным плетением нитей. При плотном плетении, наносимый состав и слущенные частицы краски могут образовать катышки, которые Вы потянете по окраске, нанося новые царапины, вместо их удаления. Самой большой ошибкой автовладельцев наряду с использованием слишком сильной полироли является работа грязной ветошью. Переворачивайте ткань как можно чаще, чтобы она все время была обращена к обрабатываемой области чистой стороной; не позволяйте частицам краски и высохшей полироли портить то, чего Вы стараетесь добиться. Если ветошь для полировки не очищается после стирки обычными средствами, значит ее пора выбросить или «перевести» на другие работы, например, на чистку колес или двигателя.

Но вернемся непосредственно к наполнителям и глянцу. Жизненно важно сначала прочесть прилагаемые инструкции, а лишь затем приступать к применению состава. Как уже говорилось, подобно любому другому средству по уходу за машиной, они должны наноситься только на прохладные поверхности, предпочтительно в тени или в закрытом помещении, но при хорошем освещении, чтобы можно было видеть, где находятся царапины и насколько равномерно полируется поверхность. Большинство глянцев, а также комбинаций глянца с наполнителем должно быть как следует распределено по окраске прежде, чем состав полностью высохнет. Они часто содержат смолы, которые помогают заполнять мелкие отметины, оставленные предыдущей чисткой или другой обработкой. Нанесите состав, растирая его из стороны в сторону, дайте ему чуть подсохнуть, чтобы образовался легкий налет. Затем отполируйте данную область, используя те же движения (не круговые!). Работайте ветошью до тех пор, пока не добьетесь яркого блеска. Некоторые из глянцев и наполнителей, если дать им полностью засохнуть, становятся слишком грубыми и не позволяют отполировать поверхность до блеска. Поэтому, работайте обязательно в тени.

 

Вощение

 

 Нанесение воска – последнее из ряда усилий, призванных восстановить окраску автомобиля и защитить ее. Важность этого этапа невозможно переоценить. Вся работа, выполненная до этого момента, пропадет зря, если Вы не покроете машину воском полностью и сразу же. Предшествующие действия были нацелены на получение чистой, гладкой окрашенной поверхности, свободной от царапин, гудрона, пятен и любых других дефектов. Теперь необходимо использовать качественный воск, чтобы защитить то, чего Вы добились.

Восковые составы – одна из наиболее широко рекламируемых разновидностей автокосметики; множество марок этой продукции соперничают между собой за место на магазинных полках. Ключевым словом на этикетке воска всегда было «карнауба» (carnauba) – вещество, получаемое из южноамериканских растений. Это очень твердый натуральный воск, который может противостоять высоким температурам, например, нагреванию на капоте в жаркий день. Карнауба в чистом виде довольно дорогая, а следовательно, чем дороже состав, тем больше в нем ее содержание. Вещество имеет просто магическую репутацию и, поэтому, его название (в качестве элемента маркетинга) часто мелькает в наименованиях косметических средств, даже тех из них, которые почти не содержат этого натурального воска. Обязательно прочтите то место этикетки, где указан количественный состав товара.

Средства, обладающие высоким содержанием карнаубы, обеспечат машине самый яркий блеск и самую длительную защиту (до 3-6 месяцев). На их этикетках почти наверняка будет указано, что состав предназначен для использования только на очищенной и отполированной окраске. Нанесение дорогой карнаубы на окислившуюся или тусклую окраску было бы пустой тратой времени.

Если Вы следовали всем описанным здесь процедурам, от мойки до полировки, мы рекомендуем не экономить на этой, заключительной стадии и не жалеть усилий. Используйте пастообразный воск с карнаубой, так как для получения аэрозоли или жидкого воска с этим веществом, карнаубу необходимо сильно разбавить. Конечно, жидкости и аэрозоли быстрее и легче наносятся, но они дают менее эффективную защиту и не такой ослепительный блеск. Нанесите выбранный состав, следуя прилагаемым инструкциям (обычно они рекомендуют использовать слегка увлажненную махровую хлопковую ткань и не делать круговых движений). Многие профессионалы используют для нанесения воска детские подгузники, нарезав их на небольшие куски, а некоторые из них – даже марлю, поскольку она вбирает в себя большое количество наносимого состава. Некоторые средства снабжены поролоновым аппликатором. Можно также отдельно купить несколько маленьких губок или поролоновых подушечек, предназначенных для вощения. Подобные аппликаторы применяются только для нанесения воска, а не для его растирания. Последнее все-таки лучше выполнять с помощью ткани.

Большинство изготовителей восков рекомендует наложить два тонких слоя состава вместо одного толстого. Толстое восковое покрытие очень трудно растереть должным образом, особенно, когда это – карнауба. Если Вы предварительно обработали машину глянцем/наполнителем, а значит заполнили мелкие царапины ее окраски, хватит и одного слоя воска. Наполнители, глянцы и воски содержат смолы и масла, призванные «напитать» эмаль и предохранить ее от высыхания и окисления. В этом смысле обслуживание кузова напоминает своеобразный «уход за кожей».

При вощении областей вокруг хромовой отделки, эмблем, антенны, и т.д. не допускайте попадания в щели и стыки слишком большого количества воска. Удалить его из этих мест довольно трудно, а на остатки состава обильно налипнет грязь.

Во все описанные выше процедуры Вам придется вложить массу тяжелого ручного труда и времени. Выбор косметических средств, а также объем работы зависят лишь от того, насколько серьезно Вы собираетесь заняться уходом за машиной. В конечном результате Вы получите эффект, который, безусловно, стоит всех потраченных усилий. Некоторые занятые люди предпочитают последовательно выполнять полное обслуживание участков кузова (одного за другим). Посвящают, например, крыше и капоту одни выходные, а дверям и крышке багажника – другие и т.д. Используйте любую из упомянутых схем, но помните, что вымытая, очищенная и отполированная область должна быть немедленно покрыта воском. Если Вы оставите вощение на следующие выходные, солнце и воздух сведут на нет все потраченные усилия и Вам, возможно, придется начинать все сначала, чтобы подготовить данный участок к нанесению восковой защиты.

 Только Вы можете определить для себя, сколько времени стоит уделить этому занятию. То, что мы описали выше представляет собой полное обслуживание, позволяющее добиться максимальных блеска и защиты. Вы можете быть слишком заняты для этого или, возможно, не собираетесь долго ездить на этой машине. В продаже есть составы намного более легкие в применении, если Вы хотите лишь вымыть кузов и покрыть его воском. В этом случае нужно опустить чистку, полировку и обработку глянцем вместе с подразумеваемым этими процедурами трудоемким растиранием составов, и использовать после мойки только смесь очистителя / воска. Это даст окраске определенную защиту и некоторый блеск. Из всех средств по уходу за машиной легче всего как наносить, так и растирать жидкие смеси очистителя / воска. Результат будет довольно хорошим, но блеск получится лишь поверхностным. Вы не избавитесь от большинства царапин и дефектов, а восковой слой не продержится долго.

Легче всего оценить насколько хорошо машина защищена воском во время мойки. То, как вода стекает и форма оставшихся капель безошибочно покажут Вам наличие или отсутствие восков и смол, которые должны покрывать окраску. Если вода собирается в круглые капли на всей поверхности кузова, восковой слой все еще цел. Если же вода легко стекает по бортам сплошной пленкой, защита отсутствует и самое время вновь заняться вощением машины. Как долго продержится новый воск, зависит от погоды, а также качества предварительно произведенного обслуживания кузова и самого вощения.

 

 

 

Вернуться в раздел статьи

 

 

www.remont-kuzova.narod.ru

Каким будет облик автомобилей в будущем: мнение экспертов

По прогнозам экспертов, к 2040 году 90% автомобилей могут стать беспилотными, а к 2050 году бензиновые двигатели будут составлять не более половины рынка. Рассказываем, как эти и другие тренды повлияют на дизайн машин

Электромобилей становится больше: как это повлияет на дизайн

Евросоюз вводит все более жесткие нормы выброса углекислого газа для автомобилей. В 2021 году уровень CO2 в выхлопных газах машин не должен превышать 97 г/км, а к 2030 году — 66 г/км. Добиться таких результатов на бензиновых двигателях сложно — автопроизводителям придется разрабатывать и внедрять дорогие технологии. Дешевле и выгоднее выпускать электромобили.

Консалтинговая компания McKinsey в 2017 году исследовала то, как электрификация повлияет на дизайн автомобилей. Специалисты пришли к выводу, что внешний вид машин в ближайшем будущем изменится, так как дизайнеры не будут ограничены конструктивными требованиями двигателей внутреннего сгорания. Например, можно отказаться от трансмиссионного тоннеля в салоне автомобиля и освободить дополнительное место для пассажиров сзади. Или сделать еще один багажник впереди — электромотор занимает меньше места, поэтому технически это возможно реализовать.

Василий Маркин, автомобильный дизайнер:

«У электромобиля единственная габаритная деталь — это батарея. Но и ее, как это сделано на «Теслах» или многих других современных электромобилях, можно спрятать под пол. Тем самым сама по себе электромобильность не создает характерных объемов, за исключением увеличивающейся колесной базы, в пространство которой тонким слоем устанавливается батарея.

Вся архитектура электромобиля начинает строиться исключительно вокруг пространства салона, отчего он только выигрывает. Если нет двигателя, то можно сделать просторнее интерьер или получить дополнительное место для багажа. Это первое и самое важное влияние тренда электромобилизации».

Генеральный директор компании Polestar Томас Ингенлат отмечает, что современные электромобили стали более аэродинамичными и футуристическими в кузове. А в интерьере уменьшилось количество кнопок и рычагов, которые необходимы в машинах с ДВС.

Например, кузов Mercedes-Benz EQS разработан так, чтобы при езде было как можно меньше сопротивления воздуху. Главный дизайнер электромобиля Роберт Лесник заявил: «EQS будет лучшим серийным автомобилем в мире с точки зрения аэродинамики, его коэффициент лобового сопротивления воздуху всего 0,20 — это значительно лучше, чем даже у самых современных суперкаров».

Василий Маркин:

«При всем развитии техники батареи сильно проигрывают в скорости зарядки и расстоянии, которое можно пройти между заправочными станциями. Для увеличения пробега очень важен вес и снижение уровня аэродинамического сопротивления. Из-за этого производители вынуждены тщательнее прорабатывать аэродинамику».

Так выглядит электромобиль EQS: колесная база стала уже, а лобовое стекло и крыша соединены плавно, без резких переходов (Фото: Mercedes-Benz )

В автомобиле Tesla Model 3 Long Range практически нет кнопок и рычагов на панели, вместо них установлен большой экран. Через него водитель переключает передачи, включает музыку и фары.

Салон автомобиля Tesla Model 3 Long Range (Фото: Майкл Симари для Caranddriver)

Беспилотные автомобили совершенствуются: салон будет напоминать уютную гостиную

Международное сообщество автомобильных инженеров делит автопилот в машинах на шесть уровней:

• Уровень 0 — отсутствие автоматизации.
• С 1-го по 4-й уровень — автомобили с «помощниками» для автономного вождения. Например, адаптивный круиз-контроль, система торможения перед препятствием, контроль движения по полосе.
• Уровень 5 — полная автоматизация. Автомобиль может ездить в любых условиях без присутствия водителя.

На пятом уровне автомобилям не нужны будут руль, педали, рычаг переключения передач и другие органы управления. По мнению автомобильного дизайнера Василия Маркина, это позволит сделать салон машин не просто просторнее, но и уютнее:

«Уже сейчас по концептам многих компаний видно, что внутреннее пространство будет больше напоминать гостиную, нежели привычные нам интерьеры автомобилей. Зачем всю дорогу сидеть на «табуретке», если можно лежа отдыхать и смотреть новый сезон любимого сериала или работать за столом — особенно в дальних поездках. Каждый будет свободен в выборе того, как занять свое время, точно так же как он сейчас делает это в поезде».

Компания Audi на выставке автомобилей во Франкфурте представила модель Aicon, которую планирует начать выпускать к 2030 году. В салоне есть место для двух пассажиров — и никаких переключателей, рычагов и трансмиссионного туннеля.

Салон Audi Aicon. Кресла можно расправить и лечь, а еще они поворачиваются на 360 градусов (Фото: Audi-Media Center )

Это салон автомобиля Bentley, который компания планирует запустить в массовое производство к 2030 году (Фото: TopGear)

Решетки радиаторов стали больше

BMW увеличивает решетки радиаторов с 2011 года:

Тенденцию подхватили производители Audi:

По мнению автомобильного дизайнера Ильи Мелехова, увеличение решеток радиаторов — это вынужденная маркетинговая мера, а не требование технологий:

«С инженерной точки зрения двигателю сейчас не нужно больше воздуха, даже наоборот. Для аэродинамики тоже хуже и внешне хуже. Но нужно обновлять продукты. У автомобилей, как у многих продуктов, существует понятие постоянно устаревающей «новизны» и «жизненного цикла». В среднем каждые три-четыре года надо обновлять внешность. Новый автомобиль должен заметно отличаться от старого. Поэтому сейчас решетки растут, а фары в противовес становятся уже и злее. Потом пойдет обратная тенденция».

Дизайнер автомобилей Василий Маркин так же считает, что автопроизводители просто стараются освежить внешний вид машин, чтобы они отличались от предыдущих моделей и появился покупательский спрос. Еще одной возможной причиной эксперт называет требование безопасности:

«За последние 20–30 лет произошел качественный скачок в уровне пассивной безопасности автомобилей. Кузовы стали прочнее, из-за чего стойки стали шире. Капоты поднялись выше, чтобы в случае наезда на пешехода гасилась сила удара. В результате чего автомобили в целом стали более массивными. Для более сбалансированного внешнего вида дизайнеры пропорционально увеличили не только решетки, но и другие элементы кузова».

Чего ждать в будущем

По данным Ассоциации европейских автопроизводителей, во втором квартале 2021 года продажи электромобилей в ЕС увеличились на 231,6% по сравнению со вторым кварталом 2020 года. Особенно высокий спрос наблюдается в Испании (372%) и в Германии (357%).

Аргоннская национальная лаборатория сообщает, что в США в мае 2021 года продажи электромобилей выросли на 329% по сравнению с аналогичным периодом 2020 года.

По мнению промышленного иллюстратора и автомобильного дизайнера Андрея Сулемина, дизайн электромобилей пока привязан к классическому образу, и нужно время, чтобы создать новый облик:

«В последние пять лет начался резкий поворот в сторону электромобилей, что открывает большие возможности, но пока что все очень сильно привязываются к образу классического автомобиля. Тут видится и боязнь чего-то слишком нового, и компоновочные вопросы. Каким бы современным ни был автомобиль, у него будет двигатель спереди или сзади, место, куда хочется положить чемоданы, место, куда надо сесть самому. И проблема изменения стайлинга без изменения концепции вряд ли куда-то уйдет».

Министерство транспорта Англии к концу 2021 года планирует легализовать автопилоты на дорогах и разрешить водителям отрывать руки от руля. Пока за это предусмотрены штрафы и даже лишение прав.

Исследователи консалтингового агентства McKinsey считают, что к 2030 году 15% авто будут беспилотными, а к 2040-му — более 90%.

Андрей Сулемин:

«Из-за скорости прогресса самоуправляемые автомобили через десять лет испытаний до сих пор не стали полноправными участниками движения, а в ближайшей перспективе это основное, что может кардинально повлиять на внешний вид».

МАШИНЫ И МЕХАНИЗМЫ | Энциклопедия Кругосвет

Содержание статьи

• ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ МАШИН И МЕХАНИЗМОВ
• Основной закон.
• Выигрыш в силе или скорости.
• Механический КПД.
• ПРОСТЕЙШИЕ МЕХАНИЗМЫ
• Рычаг.
• Блок.
• Дифференциальный ворот.
• Зубчатые колеса.
• Наклонная плоскость.
• Клин.
• Винт.
• КОМБИНИРОВАННЫЕ МЕХАНИЗМЫ

МАШИНЫ И МЕХАНИЗМЫ, механические устройства, облегчающие труд и повышающие его производительность. Машины могут быть разной степени сложности – от простой одноколесной тачки до лифтов, автомобилей, печатных, текстильных, вычислительных машин. Энергетические машины преобразуют один вид энергии в другой. Например, генераторы гидроэлектростанции преобразуют механическую энергию падающей воды в электрическую энергию. Двигатель внутреннего сгорания преобразует химическую энергию бензина в тепловую, а затем в механическую энергию движения автомобиля (см. также ЭЛЕКТРОМАШИННЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ И ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ; ДВИГАТЕЛЬ ТЕПЛОВОЙ; ТУРБИНА). Так называемые рабочие машины преобразуют свойства или состояние материалов (металлорежущие станки, транспортные машины) либо информацию (вычислительные машины).

Машины состоят из механизмов (двигательного, передаточного и исполнительного) – многозвенных устройств, передающих и преобразующих силу и движение. Простой механизм, называемый полиспастом (см. БЛОКИ И ПОЛИСПАСТЫ), увеличивает силу, приложенную к грузу, и за счет этого позволяет вручную поднимать тяжелые предметы. Другие механизмы облегчают работу, увеличивая скорость. Так, велосипедная цепь, входящая в зацепление со звездочкой, преобразует медленное вращение педалей в быстрое вращение заднего колеса. Однако механизмы, увеличивающие скорость, делают это за счет уменьшения силы, а увеличивающие силу – за счет уменьшения скорости. Увеличить одновременно и скорость и силу невозможно. Механизмы могут также просто изменять направление силы. Пример – блок на конце флагштока: чтобы поднять флаг, тянут за шнур вниз. Изменение направления может сочетаться с увеличением силы или скорости. Так, тяжелый груз можно приподнять, нажимая на рычаг вниз.

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ МАШИН И МЕХАНИЗМОВ

Основной закон.

Хотя механизмы и позволяют получить выигрыш в силе или скорости, возможности такого выигрыша ограничиваются законом сохранения энергии. В применении к машинам и механизмам он гласит: энергия не может ни возникать, ни исчезать, она может быть лишь преобразована в другие виды энергии или в работу. Поэтому на выходе машины или механизма не может оказаться больше энергии, чем на входе. К тому же в реальных машинах часть энергии теряется из-за трения. Поскольку работа может быть превращена в энергию и наоборот, закон сохранения энергии для машин и механизмов можно записать в виде

Работа на входе = Работа на выходе + Потери на трение.

Отсюда видно, в частности, почему невозможна машина типа вечного двигателя: из-за неизбежных потерь энергии на трение она рано или поздно остановится.

Выигрыш в силе или скорости.

Механизмы, как указывалось выше, могут применяться для увеличения силы или скорости. Идеальный, или теоретический, выигрыш в силе или скорости – это коэффициент увеличения силы или скорости, который был бы возможен в отсутствие потерь энергии, обусловленных трением. Идеальный выигрыш на практике недостижим. Реальный выигрыш, например в силе, равен отношению силы (называемой нагрузкой), которую развивает механизм, к силе (называемой усилием), которая прикладывается к механизму.

Механический КПД.

Коэффициентом полезного действия машины называется процентное отношение работы на ее выходе к работе на ее входе. Для механизма КПД равен отношению реального выигрыша к идеальному. КПД рычага может быть очень высоким – до 90% и даже больше. В то же время КПД полиспаста из-за значительного трения и массы движущихся частей обычно не превышает 50%. КПД домкрата может составлять лишь 25% из-за большой площади контакта между винтом и его корпусом, а следовательно, большого трения. Это приблизительно такой же КПД, как у автомобильного двигателя. См. АВТОМОБИЛЬ ЛЕГКОВОЙ.

КПД можно в известных пределах повысить, уменьшив трение за счет смазки и применения подшипников качения. См. также СМАЗКА.

ПРОСТЕЙШИЕ МЕХАНИЗМЫ

Простейшие механизмы можно найти почти в любых более сложных машинах и механизмах. Их всего шесть: рычаг, блок, дифференциальный ворот, наклонная плоскость, клин и винт. Некоторые авторитетные специалисты утверждают, что на самом деле можно говорить всего лишь о двух простейших механизмах – рычаге и наклонной плоскости, – так как нетрудно показать, что блок и ворот представляют собой варианты рычага, а клин и винт – варианты наклонной плоскости.

Рычаг.

Это жесткий стержень, который может свободно поворачиваться относительно неподвижной точки, называемой точкой опоры. Примером рычага могут служить лом, молоток с расщепом, тачка, метла.

Рычаги бывают трех родов, различающихся взаимным расположением точек приложения нагрузки и усилия и точки опоры (рис. 1). Идеальный выигрыш в силе рычага равен отношению расстояния D_E от точки приложения усилия до точки опоры к расстоянию D_L от точки приложения нагрузки до точки опоры. Для рычага I рода расстояние D_E обычно больше D_L, а поэтому идеальный выигрыш в силе больше 1. Для рычага II рода идеальный выигрыш в силе тоже больше единицы. Что же касается рычага III рода, то величина D_E для него меньше D_L, а стало быть, больше единицы выигрыш в скорости.

Блок.

Это колесо с желобом по окружности для каната или цепи. Блоки применяются в грузоподъемных устройствах. Система блоков и тросов, предназначенная для повышения грузоподъемности, называется полиспастом. Одиночный блок может быть либо с закрепленной осью (уравнительным), либо подвижным (рис. 2). Блок с закрепленной осью действует как рычаг I рода с точкой опоры на его оси. Поскольку плечо усилия равно плечу нагрузки (радиус блока), идеальный выигрыш в силе и скорости равен 1. Подвижный же блок действует как рычаг II рода, поскольку нагрузка расположена между точкой опоры и усилием. Плечо нагрузки (радиус блока) вдвое меньше плеча усилия (диаметр блока). Поэтому для подвижного блока идеальный выигрыш в силе равен 2.

Более простой способ определения идеального выигрыша в силе для блока или системы блоков – по числу параллельных концов каната, удерживающих нагрузку, как это нетрудно сообразить, взглянув на рис. 2.

Уравнительные и подвижные блоки можно сочетать по-разному для увеличения выигрыша в силе. В одной обойме можно установить два, три или большее число блоков, а конец троса можно прикрепить либо к неподвижной, либо к подвижной обойме.

Дифференциальный ворот.

Это, в сущности, два колеса, соединенные вместе и вращающиеся вокруг одной оси (рис. 3), например, колодезный ворот с ручкой.

Дифференциальный ворот может давать выигрыш как в силе, так и в скорости. Это зависит от того, где прилагается усилие, а где – нагрузка, поскольку он действует как рычаг I рода. Точка опоры расположена на закрепленной (фиксированной) оси, а поэтому плечи усилия и нагрузки равны радиусам соответствующих колес. Пример такого устройства для выигрыша в силе – отвертка, а для выигрыша в скорости – шлифовальный круг.

Зубчатые колеса.

Система двух находящихся в зацеплении зубчатых колес, сидящих на валах одинакового диаметра (рис. 4), в какой-то мере аналогична дифференциальному вороту (см. также ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА). Скорость вращения колес обратно пропорциональна их диаметру. Если малая ведущая шестерня A (к которой приложено усилие) по диаметру вдвое меньше большого зубчатого колеса B, то она должна вращаться вдвое быстрее. Таким образом, выигрыш в силе такой зубчатой передачи равен 2. Но если точки приложения усилия и нагрузки поменять местами, так что колесо B станет ведущим, то выигрыш в силе будет равен 1/2, а выигрыш в скорости – 2.

Наклонная плоскость.

Наклонная плоскость применяется для перемещения тяжелых предметов на более высокий уровень без их непосредственного поднятия. К таким устройствам относятся пандусы, эскалаторы, обычные лестницы, а также конвейеры (с роликами для уменьшения трения).

Идеальный выигрыш в силе, обеспечиваемый наклонной плоскостью (рис. 5), равен отношению расстояния, на которое перемещается нагрузка, к расстоянию, проходимому точкой приложения усилия. Первое есть длина наклонной плоскости, а второе – высота, на которую поднимается груз. Поскольку гипотенуза больше катета, наклонная плоскость всегда дает выигрыш в силе. Выигрыш тем больше, чем меньше наклон плоскости. Этим объясняется то, что горные автомобильные и железные дороги имеют вид серпантина: чем меньше крутизна дороги, тем легче по ней подниматься.

Клин.

Это, в сущности, сдвоенная наклонная плоскость (рис. 6). Главное его отличие от наклонной плоскости в том, что она обычно неподвижна, и груз под действием усилия движется по ней, а клин вгоняют под нагрузку или в нагрузку. Принцип клина используется в таких инструментах и орудиях, как топор, зубило, нож, гвоздь, швейная игла.

Идеальный выигрыш в силе, даваемый клином, равен отношению его длины к толщине на тупом конце. Реальный выигрыш клина, в отличие от других простейших механизмов, трудно определить. Сопротивление, встречаемое им, непредсказуемо меняется для разных участков его «щек». Из-за большого трения его КПД столь мал, что идеальный выигрыш не имеет особого значения.

Винт.

Резьба винта (рис. 7) – это, в сущности, наклонная плоскость, многократно обернутая вокруг цилиндра. В зависимости от направления подъема наклонной плоскости винтовая резьба может быть левой (A) или правой (B). Сопрягающаяся деталь, естественно, должна иметь резьбу такого же направления. Примеры простых устройств с винтовой резьбой – домкрат, болт с гайкой, микрометр, тиски.

Поскольку резьба – наклонная плоскость, она всегда дает выигрыш в силе. Идеальный выигрыш равен отношению расстояния, проходимого точкой приложения усилия за один оборот винта (длины окружности), к расстоянию, проходимому при этом нагрузкой по оси винта. За один оборот нагрузка перемещается на расстояние между двумя соседними витками резьбы (a и b или b и c на рис. 7), которое называется шагом резьбы. Шаг резьбы обычно значительно меньше ее диаметра, так как иначе слишком велико трение.

КОМБИНИРОВАННЫЕ МЕХАНИЗМЫ

Комбинированный механизм состоит из двух или большего числа простых. Это не обязательно сложное устройство; многие довольно простые механизмы тоже можно считать комбинированными. Например, в мясорубке имеются ворот (ручка), винт (проталкивающий мясо) и клин (нож-резак). Стрелки наручных часов поворачиваются системой зубчатых колес разного диаметра, находящихся в зацеплении друг с другом. Один из наиболее известных несложных комбинированных механизмов – домкрат.

Домкрат (рис. 8) представляет собой комбинацию винта и ворота. Головка винта подпирает нагрузку, а другой его конец входит в резьбовую опору. Усилие прилагается к рукоятке, закрепленной в головке винта. Таким образом, расстояние усилия равно длине окружности, описываемой концом ручки. Длина окружности дается выражением 2pr, где p = 3,14159, а r – радиус окружности, т.е. в данном случае длина ручки. Очевидно, что чем длиннее ручка, тем больше идеальный выигрыш в силе. Расстояние, проходимое нагрузкой за один оборот ручки, равно шагу резьбы. В идеале можно получить очень большой выигрыш в силе, если длинную ручку сочетать с малым шагом резьбы. Поэтому несмотря на малый КПД домкрата (около 25%) он дает большой реальный выигрыш в силе.

Выигрыш в силе, создаваемый комбинированным механизмом, равен произведению выигрышей отдельных механизмов, входящих в его состав. Так, идеальный выигрыш в силе (ИВС) для домкрата равен отношению длины окружности, описываемой ручкой, к шагу резьбы. Для входящего в состав домкрата ворота ИВС равен отношению длины окружности, описываемой ручкой (расстояние усилия), к длине окружности винта (расстояние нагрузки). Для винта домкрата ИВС равен отношению длины окружности винта (расстояния усилия) к шагу резьбы винта (расстоянию нагрузки). Перемножая ИВС отдельных механизмов домкрата, получаем для комбинированного механизма

ИВС = (Окружность ручки/Окружность винта) ґ

(Окружность винта/Шаг резьбы) = (Окружность ручки/Шаг резьбы).

Для более сложных комбинированных механизмов вычислить ИВС труднее. Поэтому для них обычно указывают лишь реальный выигрыш. См. также КУЛАЧКОВЫЙ МЕХАНИЗМ; ДИНАМИКА; СТАНКИ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИЕ; МЕХАНИКА.

Состояние и перспективы развития машин для земляных работ

М.А. Перепелкин, канд. техн. наук, доц. кафедры «Автомобильного транспорта» ФГБОУ ВО «Северо-Восточный государственный университет»

Н.И. Мокрицкая, канд. пед. наук, зав. кафедрой «Автомобильного транспорта» ФГБОУ ВО «Северо-Восточный государственный университет»

Е.А. Ельникова, ст. преподаватель кафедры «Автомобильного транспорта» ФГБОУ ВО «Северо-Восточный государственный университет»

Стоимость производства земляных работ весьма значительна. Совершенно очевидно, что земляные работы должны производиться только механизированным способом, удешевляющим и ускоряющим производственный процесс и резко снижающим его трудоемкость. Правильный выбор метода и средств механизации земляных работ является необходимым условием их успешного выполнения.

При всем разнообразии назначения земляные, карьерные и вскрышные работы состоят из одних и тех же многократно повторяющихся операций. Данные операции заключатся в копании грунта, погрузке его в рабочие органы машин для земляных работ, транспортировании грунта и укладке или выгрузке его в отвал.

Земляные работы выполняются с помощью специально предназначенных для данного вида работ машин. К таким машинам относят, как правило, землеройные (экскаваторы) и землеройно-транспортные (бульдозеры, автогрейдеры, скреперы) машины, а также средства гидромеханизации.

Несмотря на высокое развитие и большое разнообразие землеройной техники, некоторые отдельные виды земляных работ по настоящее время выполняют вручную. До сих пор при достаточно высоком уровне комплексной механизации отдельные процессы разработки больших объемов грунтов недостаточно механизированы (к примеру, зачистка дна, откосов и др.). Однако, несмотря на это, в настоящее время продолжают внедряться новые разработки и приспособления, монтируемые на экскаваторах, бульдозерах, автогрейдерах и скреперах, которые значительно снижают затраты труда на этих работах. Важнейшей задачей настоящего и ближайшего времени является полное завершение комплексной механизации земляных работ. Применение высокопроизводительных машин для земляных работ, несомненно, будет способствовать завершению этой цели.

Современное состояние российского машиностроения, предназначенного для обеспечения потребностей парка машин для земляных работ, оставляет желать лучшего, т.к. в подавляющем большинстве повсеместно эксплуатируются машины зарубежного производства. Современные машины отечественного производства значительно отстают от зарубежных аналогов, которые обладают высоким уровнем требований к качеству производимых работ. По настоящее время парк машин для земляных работ продолжает расти, что обусловлено непрерывным увеличением работ, производимых этими машинами. Данный вид машин имеет широкую область применения на различного рода земляных работах. Широкое их применение обусловило значительное увеличение их мощности, упрощение конструкции, а также простоты обслуживания при высокой производительности.

Также немаловажную роль сыграло значительное упрощение управлением рабочими органами машин данной группы (к примеру, многие гидравлические экскаваторы управляются так называемыми джойстиками), но это в большей степени относится к машинам зарубежного производства.

В настоящее время существует одна остро стоящая проблема, которая заключается в комплектации парка машин для земляных работ. Главной сутью этой проблемы является то, что стоимость машин для земляных работ зарубежного производства в несколько раз выше, чем наших аналогов, и порой в 4–6 раз.

Цель технического совершенствования машин для земляных работ – повышение их эффективности путем сокращения продолжительности рабочего цикла и снижения утомляемости оператора. Это достигается за счет мероприятий, группирующихся по следующим направлениям:

– улучшение условий труда: повышение комфортности и безопасности кабин, автоматизация систем контроля и управления, более удобное расположение органов управления и снижение усилий на рукоятках, вентиляция и кондиционирование кабин, улучшение звуко- и виброизоляции;

– сокращение простоев: повышение надежности машин, улучшение качества очистки и увеличение срока службы рабочих жидкостей, расширенный контроль технического состояния машин, автоматическая диагностика их агрегатов и систем, снижение трудоемкости и увеличение периодичности технических обслуживаний, увеличение заправочных емкостей;

– расширение технических возможностей: увеличение мощности силовых установок, рабочих и транспортных скоростей, маневренности, тяговых усилий, давлений в гидросистемах, использование быстродействующих захватов и быстроразъемных соединений для быстрой смены рабочих органов;

– повышение экологической безопасности: снижение ток- сичности выхлопа двигателей внутреннего сгорания, изоляция интенсивных источников шума, применение щадящих опорную поверхность пневмоколес пониженного давления и т. п., использование рабочих жидкостей – безвредных или разлагающихся на открытом воздухе в безвредные компоненты, исключение утечек рабочих жидкостей благодаря надежным быстроразъемным соединениям.

Для машин, которые предполагается эксплуатировать в районах с очень холодным климатом, необходимы утепленные обогреваемые кабины с двойным или тройным остеклением, рабочие жидкости, смазки и топлива со специальными присадками и резинотехнические изделия с высоким содержанием натурального каучука, не теряющие эластичности и прочности при низких температурах. Их металлические конструкции следует изготавливать из нехладноломких сталей [1].

Современное машиностроение развивается по пути снижения потребления энергии, топлива, материалов и сырья, а также уменьшения трудозатрат при изготовлении машино- строительной продукции.

Важным фактором повышения эффективности эксплуатации машин для земляных работ является контроль за местом нахождения и работой машин, позволяющий оперативно реагировать на чрезвычайные ситуации. В ряде стран, в том числе в России, налажена радионавигационная система для определения места нахождения машины. Наличие радиосвязи между диспетчерским пунктом и машиной позволяет оперативно реагировать на непредвиденные обстоятельства. Кроме того, наличие комплекта датчиков контроля за работой машины, бортового компьютера и аппаратно- программных средств обеспечения позволяет записывать и затем анализировать всю статистическую и динамическую информацию об эффективности эксплуатации машины. В нашей стране успешно эксплуатируется радионавигационная система «Дорожник» для обеспечения эффективной уборки городских улиц г. Москвы.

При разработке соответствующих автоматизированных радионавигационных систем, контроль и слежение за машинами для земляных работ и другими подвижными объектами можно существенно улучшить за счет комплексного использования спутниковых навигационных систем GPS (США), Глонасс (Глобальная навигационная спутниковая система, Россия) и Galilio (Евросоюз).

В конце XX столетия в США (затем в Японии) началось широкомасштабное освоение этих систем для проведения землеройных, профилирующих и уплотнительных работ с помощью специальных машин.

Управление машинами для земляных работ (автогрейдерами, бульдозерами, скреперами, экскаваторами) с использованием GPS обеспечивает оптимизацию и ускорение технологических процессов (резания, копания и др.) за счет точного позиционирования рабочего органа и машины в целом в любой момент времени. При этом обеспечивается стабильность и точность курсовой устойчивости машин в соответствии с проектными требованиями [2, 3].

Ключевые слова: эффективность, эксплуатация, машина

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ИСТОЧНИКИ:

1. Шестопалов К.К., Машины для земляных работ [Текст]: Учеб. пособие / К.К. Шестопалов. – М.: Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет МАДИ), 2015. – 384 с.

2. Довгяло В.А. Дорожно-строительные машины. Часть 1. Машины для земляных работ [Текст]: Учеб. пособие / В.В. Довгяло, Д.И. Бочкарев. – Гомель: Белорусский гос. университет транспорта, 2010. – 251 с.

3. Перепелкин М.А. Машины для земляных работ [Текст]: Учеб. Пособие / М.

А. Перепелкин. – Норильск: Апекс, 2017. – 160 с.

Журнал «Горная Промышленность» №6 (142) 2018, стр.

Внешний вид техники | Основное

В этом разделе

Развернуть

• Готовые стили
• Свой стиль
• Историческая достоверность

Свернуть

Начиная с обновления 9.21 в игре доступны новые возможности изменения внешнего вида техники. Можно оформить как всю машину, так и отдельные её части. Придать индивидуальности своей технике вы можете двумя способами:

• Готовые стили — это наборы элементов внешнего вида для всех типов карт, которые позволяют изменить вид машины одним щелчком мыши.
• Свой стиль — это различные элементы оформления, которые можно установить на машину или её части вручную в различных сочетаниях. Самостоятельно выбирая оформление, вы можете создать уникальный дизайн машины для каждого типа карт: летнего, зимнего и пустынного.

Готовые стили

Готовый стиль — это набор элементов внешнего вида техники для всех типов карт. Каждый стиль может включать краску, камуфляж, декали, надписи, эмблемы и визуальные эффекты.

Существуют следующие виды готовых стилей:

• Арендные стили. Доступны для всех машин за кредиты на определённое количество боёв.
• Основные стили. Доступны для некоторых машин за золото на неограниченное время.
• Особые стили. Выдаются за выполнение боевых задач, за участие в игровых событиях или за достижения в некоторых режимах, например в Ранговых боях.
• Уникальные стили. Редкие 3D-стили для машин X уровня, полученные из больших коробок в рамках Новогоднего наступления.

Помимо продуманного для всех типов карт оригинального внешнего вида, готовые стили, как правило, дают машине бонус к маскировке. Готовые стили наносятся сразу на всю машину. В зависимости от возможности редактирования стили бывают:

• Универсальные изменяемые, позволяющие снимать и (или) заменять одни элементы на другие такого же типа, идущие в комплекте с этим стилем. Пример — изменяемый 2D-стиль «Флора».
• Изменяемые благодаря получению этапных декалей. Данная опция доступна почти для всех готовых стилей в игре. Первая полученная этапная декаль на выбранной машине разблокирует возможность редактирования стиля.
• Неизменяемые — готовые стили, которые нельзя редактировать, например арендные стили.

Нанесение готового стиля

Чтобы оформить машину при помощи готового стиля:

1. Нажмите кнопку Внешний вид в Ангаре. В нижней части экрана отобразится панель оформления.
2. Перейдите на вкладку ГОТОВЫЕ СТИЛИ на панели оформления.
3. Щёлкните по интересующему вас стилю — он будет автоматически нанесён на машину. Чтобы просмотреть, как будет выглядеть машина на различных картах, переключайте типы карт слева от машины.
   Вы можете узнать больше о некоторых стилях, нажав  (Информация о стиле). В правой части экрана отобразится информация о бонусе к маскировке, об историчности и типе стиля, а также его описание.
   При нанесении арендного стиля можно включить автоматическое продление аренды — нажмите  (Продлевать аренду) в круговом меню в центре экрана.
4. Если вы наносите изменяемый стиль, нажмите (Изменить стиль) и отредактируйте его с помощью доступных элементов оформления.
5. Чтобы приобрести или взять в аренду выбранный стиль, нажмите Перейти к оплате справа над панелью оформления. На появившемся экране покупки нажмите Купить и выйти.

Чтобы сбросить все изменения и отменить покупку, нажмите Отменить в окне над кнопкой Перейти к оплате.

Удаление готового стиля

Чтобы снять готовый стиль с машины:

1. Нажмите кнопку Внешний вид в Ангаре.
2. Перейдите на вкладку ГОТОВЫЕ СТИЛИ.
3. Щёлкните по машине и в появившемся круговом меню нажмите (Снять стиль).
4. Нажмите Применить и выйти справа над панелью оформления.

Снятые с машин стили сохраняются, и их можно использовать для повторного нанесения на ту же машину или любую другую, для которой этот стиль доступен. Вы также можете продать стиль, если он был куплен за золото: щёлкните по стилю правой кнопкой мыши и выберите Продать.

Арендные стили до окончания срока аренды можно снять и повторно нанести на ту же технику, однако нельзя продать.

Свой стиль

Свой стиль — это различные элементы внешнего вида техники, которые вы можете наносить вручную в самых разнообразных сочетаниях, создавая уникальный образ машины для каждого типа карт.

Для создания своего стиля доступны следующие элементы:

Краска

Для каждой нации техники доступен ряд декоративных красок, которые можно наносить на отдельные части машин: корпус, ходовую, башню, маску орудия и само орудие. Для покраски одной детали машины требуется одно ведро краски. Соответственно, чтобы выкрасить целую машину для одного типа карт, вам понадобится максимум пять вёдер.

Камуфляж

Функциональный элемент оформления, который даёт бонус к маскировке машины. Вы можете нанести на технику камуфляж для каждого типа карт, и он будет меняться автоматически при смене карты.

Камуфляж можно нанести отдельно на корпус, башню и орудие — так можно комбинировать несколько камуфляжных схем. Помимо различных комбинаций, можно редактировать размер камуфляжа на каждой из частей машины, а в некоторых случаях и цветовую гамму.

Обратите внимание: бонус к маскировке даёт только камуфляж, нанесённый на корпус. Если вы закамуфлировали только орудие и башню, ваша машина не станет незаметнее.

Декали

Крупные изображения различной ширины, которые могут покрывать сразу несколько частей машины. Можно изменять масштаб и направление рисунка по горизонтали. От соотношения сторон декали зависит количество доступных областей для её нанесения. На одну машину можно одновременно нанести максимум три декали.

Эмблемы

Декоративные элементы, которые можно нанести вместо стандартных опознавательных знаков техники: советских звёзд, немецких крестов и т. д. В зависимости от конструкции машины, на неё можно нанести одну или две эмблемы.

Надписи

Декоративный элемент в виде короткого текста или номера. Текстовые надписи не редактируются и могут подходить как для конкретной нации, так и ко всем машинам. Вместо текстовой надписи можно нанести на машину тактический номер — короткое число, значение и шрифт для которого вы выбираете сами. В зависимости от конструкции на машине может быть до двух ячеек для надписи на башне или корпусе.

Эффекты

С эффектами ваша машина может выглядеть как бывалый солдат, выдержавший немало вражеских снарядов, или же сиять как новая. Эффекты позволяют придать краске и камуфляжу изношенный или, наоборот, глянцевый вид.

Все элементы внешнего вида наносятся послойно. Например, если вы уже выкрасили башню танка и хотите нанести на неё камуфляж, то он будет нанесён поверх краски. Порядок слоёв соответствует порядку элементов на панели оформления.

Этапные элементы

Этапные элементы — это элементы внешнего вида машины, которые можно получить за выполнение определённых боевых условий на этой машине.

У этапных элементов есть уровни, для достижения которых необходимо выполнять условия с возрастающей сложностью. Внешний вид элементов изменяется по мере продвижения по уровням. При получении этапного элемента вам начисляется одна единица бесплатно. Если вы хотите нанести этот элемент для нескольких типов карт или в несколько слотов, дополнительные единицы необходимо будет докупить.

Можно нанести этапный элемент любого полученного уровня на выбор. После получения первого этапного элемента вам будет доступна возможность наносить этапные элементы на большинство готовых стилей для данной машины.

Информация об этапных элементах и разблокированных вами уровнях находится во вкладке Этапные элементы в левой части экрана.

Нанесение оформления

Чтобы нанести элемент индивидуального оформления:

1. Нажмите кнопку Внешний вид в Ангаре. В нижней части экрана отобразится панель оформления.
2. Перейдите на вкладку СВОЙ СТИЛЬ на панели оформления.
3. Слева от машины выберите тип карт, для которого вы хотите редактировать вид машины.
4. На панели оформления щёлкните по интересующей краске, камуфляжу или другому элементу оформления. Иконка этого элемента отобразится справа от курсора .
   Для быстрого подбора элементов определённой группы или с определённым соотношением сторон (для декалей) используйте фильтр  в левой части панели оформления.
5. Щёлкните по части машины, чтобы нанести на неё выбранный элемент оформления. Щёлкните второй раз, чтобы открыть круговое меню с дополнительными настройками:

Краска

Покрасить машину целиком для выбранного типа карт.

Снять краску с данной части машины.

Камуфляж

Выбрать цветовую гамму камуфляжа. Для некоторых камуфляжей в игре доступны три варианта расцветки.

Изменить размер рисунка камуфляжа. Доступны три размера — х1 (малый), х2 (средний) и х3 (крупный). По умолчанию камуфляжи наносятся в размере х2.

Нанести камуфляж на всю машину для данного типа карт.

Снять камуфляж с данной части машины.

Декали

Отразить рисунок декали вправо или влево.

Переместить декаль из текущей ячейки.

Изменить размер декали. Доступны три размера — х1 (малый), х2 (средний) и х3 (крупный). По умолчанию декали наносятся в размере х3.

Снять декаль с данной части машины.

Эмблемы

Нанести эмблему для всех типов карт.

Снять эмблему.

Надписи

Нанести надпись для всех типов карт.

Снять надпись с данной части машины.

Изменить тактический номер.

Эффекты

Нанести эффект для всех карт.

Снять эффект с машины.

Для выхода из кругового меню нажмите (Закрыть меню). Обратите внимание: при выходе из кругового меню применённые дополнительные настройки не сбрасываются.

1.  
2.  
3.  
4.  
5.  
6. Чтобы приобрести выбранные элементы, нажмите Перейти к оплате справа над панелью оформления. На появившемся экране покупки нажмите Купить и выйти.

Чтобы сбросить все изменения и отменить покупку, нажмите Отменить в окне над кнопкой Перейти к оплате. Если же вы передумали покупать один или несколько элементов, снимите с них отметку в списке на экране покупки.

Вы можете купить элементы оформления впрок, не нанося их сразу на машину:

1. Щёлкните правой кнопкой мыши по элементу на панели оформления и выберите Купить.
2. В окне Подтверждение покупки укажите необходимое количество и нажмите Купить.

Чтобы на панели оформления отображались только приобретённые впрок элементы, включите фильтр  (На Складе) в левой части панели.

Удаление оформления

Чтобы снять элемент индивидуального оформления с детали машины:

1. Нажмите кнопку Внешний вид в Ангаре.
2. Перейдите на вкладку СВОЙ СТИЛЬ.
3. Выберите тип карт, для которого вы хотите изменить внешний вид машины, и тип оформления, которое необходимо удалить.
4. Части машины, на которые нанесено оформление выбранного типа, обозначены специальной иконкой . Щёлкните по той части, с которой хотите удалить оформление.
5. В окне справа от машины нажмите кнопку удаления элемента, например, Снять с башни или Снять эмблему. Если вся машина покрашена одной краской или камуфляжем, можно снять их сразу со всех деталей – для этого нажмите Снять с машины. Для массового удаления эмблем, надписей и эффектов, нанесённых для всех типов карт, нажмите Снять для всех карт.
6. Нажмите Применить и выйти справа над панелью оформления.

Чтобы снять с машины всё оформление для выбранного типа карт, нажмите кнопку  слева от кнопки Перейти к оплате. В появившемся окне нажмите Снять все.

Снятые с машин элементы оформления сохраняются, их можно повторно нанести на ту же машину или на любую другую технику, для которой этот элемент доступен. Чтобы продать ненужный элемент оформления, щёлкните по нему правой кнопкой мыши и выберите Продать.

Историческая достоверность

Все элементы оформления в игре подразделяются на историчные и неисторичные. Неисторичные элементы отмечены иконкой . На что это влияет?

На поле боя по умолчанию отображаются только историчные варианты внешнего вида машин. Однако вы можете включить отображение неисторичного оформления машин других игроков.

Чтобы включить отображение неисторичного оформления:

1. Находясь в Ангаре, нажмите кнопку Esc и выберите Настройки.
2. На вкладке Игра отключите опцию Скрывать неисторичные элементы в нижней части окна настроек и нажмите OK.

Включив отображение неисторичных элементов, вы будете видеть все варианты оформления машин на поле боя.

Учитывайте эти настройки, когда создаёте индивидуальное оформление. Если на машину нанесён хоть один неисторичный элемент, всё оформление машины считается неисторичным и не будет видно другим игрокам, у которых не включено отображение такого вида техники.

Обращайте внимание на кнопку  слева от кнопки Перейти к оплате, когда создаёте индивидуальное оформление. Если вы нанесли неисторичный элемент на машину, на кнопке появляется иконка . Если хотите, чтобы оформление машины отображалось для всех игроков, удалите неисторичные элементы из списка и подберите им замену среди историчных вариантов.

Обучение простым машинам

Обучение простым машинам

Общие сведения о простых машинах:

Машина — это устройство, которое работает. Большинство машин состоит из ряд элементов, таких как шестерни и шариковые подшипники, которые работают вместе в сложный способ. Тем не менее, какими бы сложными они ни были, все машины каким-то образом основанный 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 части. Машина производит силу и управляет направлением и движением силы, но она 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, отношение силы, прилагаемой машиной, к силе, приложенной к машине, известно как механическое преимущество. При механическом преимуществе расстояние, на которое будет перемещаться груз, будет лишь частью расстояния, на которое будет приложено усилие. В то время как машины могут обеспечить механическое преимущество больше 1,0 (и даже меньше 1,0 при желании), ни одна машина никогда не может выполнять больше механической работы, чем затраченная на нее механическая работа.

Эффективность. Эффективность машины – это отношение между работой, которую она производит, и работой, вложенной в нее. Хотя трение можно уменьшить, смазывая маслом любые скользящие или вращающиеся детали, все машины производят некоторое трение. Рычаг имеет высокий КПД за счет того, что имеет малое внутреннее сопротивление. Работа, которую он производит, почти равна работе, которую он получает, потому что энергия, израсходованная на трение, очень мала. С другой стороны, а-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, совершаемая простой машиной, аналогична работе, совершаемой машиной для выполнения какой-либо задачи. Если работа в равных получается, то машина эффективна на 100%.

---

Рычаг. Рычаг представляет собой стержень, опирающийся на ось. Сила (усилие), приложенная в одной точке, передается через точку опоры (точку опоры) в другую точку, которая перемещает объект (груз).

Идеальное механическое преимущество (IMA) рычага без учета внутреннего трения зависит от отношения длины плеча рычага, к которому прикладывается сила, к длине рычага, поднимающего груз. IMA рычага может быть меньше или больше 1 в зависимости от класса рычага. Различают три класса рычагов в зависимости от относительные положения прилагаемого усилия, нагрузки, и точка опоры.

• Рычаги первого рода имеют точку опоры, расположенную между нагрузкой и усилием ( L FE). Если оба 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 балансиры с равными плечами являются примерами первоклассных рычагов; ножницы — это двойной рычаг первого класса.
• Рычаги второго рода имеют нагрузку, расположенную между точкой опоры и усилием (F Л Е). Как и в тачке, ось колеса является точкой опоры, рукоятки обозначают положение приложения усилия, а груз размещается между руками и осью. Руки, прилагающие усилие, проходят большее расстояние и меньше груза. СОЦИАЛЬНЫЙ КОНТЕКСТ: Помимо тачки, монтировка представляет собой рычаг второго рода. Щелкунчик – это двойной рычаг этого класса.
• Рычаги третьего рода имеют усилие, расположенное между грузом и точкой опоры (FE л ). Рука, прилагающая усилие, всегда перемещается на более короткое расстояние и должна быть больше, чем нагрузка. СОЦИАЛЬНЫЙ КОНТЕКСТ. Предплечье — это рычаг третьего рода. Рука, удерживающая вес, поднимается двуглавой мышцей плеча, прикрепленного к предплечью около локтя. Локтевой сустав является точкой опоры.

• Составные рычаги объединяют два или более рычага, обычно для уменьшения усилия. Применяя принцип составного 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 нагрузочного плеча, равно произведению нагрузки на длину нагрузочного плеча.

---

Колесо и ось. Колесо и ось по существу модифицированы рычаг, но он может перемещать груз дальше, чем рычаг. Центр оси служит опорой.

Идеальным механическим преимуществом (IMA) колеса и оси является отношение радиусов. Если усилие приложено к большому радиусу, механическое преимущество равно R/r, которое будет больше единицы; если усилие приложено к маленькому радиусу, механическое преимущество все равно R/r, но оно будет меньше 1.

---

Шкив. Шкив – это колесо, по которому продет канат или ремень. Это также форма колеса и оси. Шкивы часто соединяются между собой в для получения значительного механического преимущества.

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

---

Наклонная плоскость. Наклонная плоскость представляет собой простое устройство, вообще на машину не похож. Механическое преимущество увеличивается по мере увеличения угол наклона уменьшается. Но тогда груз придется перемещать на большую расстояние.

Идеальным механическим преимуществом (IMA) наклонной плоскости является длина наклона, деленная на вертикальный подъем, так называемое отношение пробега к подъему. Механическое преимущество увеличивается по мере уменьшения наклона склона, но тогда груз придется перемещать на большее расстояние. Опять же, работа на равных работает в полностью эффективной системе. Трение будет большим, если предметы будут скользить по поверхности наклонной плоскости. Эффективность можно повысить за счет использования роликов в сочетании с наклонной плоскостью.

---

Клин. Клин является приспособлением наклонной плоскости. Это может использоваться для подъема тяжелого груза на небольшое расстояние или для раскалывания бревна.

Идеальное механическое преимущество (IMA) клина зависит от угла наклона тонкого конца. Чем меньше угол, тем меньшая сила требуется для перемещения клина на заданное расстояние, скажем, через бревно. В то же время количество расщеплений уменьшается при меньших углах.

---

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

Идеальное механическое преимущество (IMA) винта в идеале представляет собой отношение длины окружности винта к расстоянию, которое он продвигает за каждый оборот. Крепежные винты, проходящие через гайку, могут быть относительно эффективными. Шурупы по дереву, как правило, не эффективны на 100%, поскольку значительное количество энергии теряется на трение и перемещение материи. Винтовой домкрат, такой как те, которые используются для подъема домов и других построек, сочетает в себе полезность винта и рычага. Рычаг используется для поворота винта. Механическое преимущество винтового домкрата довольно велико.

---

 

6 простых механизмов: облегчаем работу

Прикрепление колеса к оси сделало возможным создание тележек и считается одним из самых значительных изобретений в мировой истории. (Изображение предоставлено: Сурасак Саенджай | Shutterstock)

На протяжении всей своей истории люди разработали несколько простых машин, облегчающих работу. Наиболее заметные 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 расширениями или комбинациями первых. три, согласно Британской энциклопедии (открывается в новой вкладке).

Поскольку работа определяется как сила, действующая на объект в направлении движения, машина облегчает выполнение работы, выполняя одну или несколько из следующих функций, согласно Бостонского университета (открывается в новой вкладке):

• перенос силы из одного места в другое,
• 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 механизмов . Например, мы можем прикрепить длинную ручку к валу, чтобы сделать лебедку, или использовать блок и полиспасты, чтобы тянуть груз вверх по пандусу. Хотя эти машины могут показаться простыми, они продолжают предоставлять нам средства для выполнения многих вещей, которые мы никогда не смогли бы сделать без них.

Колесо и ось

(Изображение предоставлено Getty Images)

Колесо считается одним из самых значительных изобретений в мировой истории. «До изобретения колеса в 3500 году до нашей эры люди были сильно ограничены в том, сколько вещей мы можем транспортировать по суше и как далеко», — как ранее сообщал Live Science. Колесные тележки облегчили сельское хозяйство и торговлю, позволив перевозить товары на рынки и с рынков, а также облегчив бремя людей, путешествующих на большие расстояния, 

Колесо значительно снижает трение, возникающее при перемещении объекта по поверхности. «Если вы поместите свой картотечный шкаф на небольшую тележку с колесами, вы можете значительно уменьшить усилие, необходимое для перемещения шкафа с постоянной скоростью», — утверждают в Университете Теннесси.

В своей книге «Древняя наука: предыстория — 500 г. н. э. » Чарли Сэмюэлс пишет: «В некоторых частях мира тяжелые объекты, такие как камни и лодки, перемещались с помощью бревенчатых роликов. , катки сняты сзади и заменены спереди.» Это был первый шаг в развитии колеса.

Великое новшество заключалось в установке колеса на ось. Колесо можно было прикрепить к оси, которая опиралась на подшипник, или заставить его свободно вращаться вокруг оси. Это привело к развитию повозок, повозок и колесниц. По словам Сэмюэлса, археологи используют развитие колеса, вращающегося на оси, как показатель относительно развитой цивилизации. Самые ранние свидетельства наличия колес на осях относятся примерно к 3200 г. до н.э. шумерами. Китайцы самостоятельно изобрели колесо в 2800 г. до н. э.

Ссылки по теме

В дополнение к снижению трения, колесо и ось также могут служить множителем 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.

Остальные пять машин помогают людям увеличивать и/или перенаправлять силу, прикладываемую к объекту. В своей книге « Перемещение больших вещей , Джанет Л. Колоднер и ее соавторы пишут: «Машины обеспечивают механическое преимущество, помогая перемещать объекты. Механическое преимущество — это компромисс между силой и расстоянием». При последующем обсуждении простых машин, которые увеличивают силу, приложенную к их входу, мы будем пренебрегать силой трения, потому что в большинстве этих случаев сила трения очень велика. малы по сравнению с задействованными входными и выходными силами

Когда сила приложена на расстоянии, она производит работу. Математически это выражается как W = F × D. Например, чтобы поднять объект, мы должны совершить работу, чтобы преодолеть силу гравитации и переместить объект вверх. Чтобы поднять предмет, который в два раза тяжелее, требуется в два раза больше работы, чтобы поднять его на такое же расстояние. По данным Обернского университета, требуется в два раза больше работы, чтобы поднять один и тот же объект в два раза выше . Как указано в математике , основное преимущество машин заключается в том, что они позволяют нам выполнять тот же объем работы, применяя меньшее усилие на большем расстоянии.

Рычаг

Примером рычага являются качели. Это длинная балка, балансирующая на оси. (Изображение предоставлено Getty Images)

«Дайте мне рычаг и точку опоры, и я переверну мир». Это хвастливое заявление приписывается греческому философу, математику и изобретателю третьего века Архимеду . Хотя это может быть некоторым преувеличением, оно действительно выражает силу рычагов, которые, по крайней мере фигурально, двигают мир.

Гениальность Архимеда заключалась в том, что он понял, что для выполнения того же количества или работы можно найти компромисс между силой и расстоянием, используя рычаг. Его Закон рычага гласит: «Величины находятся в равновесии на расстояниях, обратно пропорциональных их весам», согласно « Архимед в 21 веке », виртуальной книге Криса Рорреса из Нью-Йоркского университета.

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

Например, мы хотим поднять 100-фунтовый груз. (45 кг) вес 2 фута (61 см) над землей. Мы можем приложить 100 фунтов. силы на вес в направлении вверх на расстоянии 2 фута, и мы выполнили работу в 200 фунт-футов (271 ньютон-метр). Однако, если бы мы использовали 30-футовый (9 м) рычаг с одним концом под весом и 1-футовой (30,5 см) точкой опоры, расположенной под балкой на расстоянии 10 футов (3 м) от груза, мы получили бы только надавить на другой конец с 50 фунтами. (23 кг) силы, чтобы поднять вес. Однако нам пришлось бы опустить конец рычага на 4 фута (1,2 м), чтобы поднять вес на 2 фута. Мы пошли на компромисс, удвоив расстояние, необходимое для перемещения рычага, но уменьшили необходимое усилие наполовину, чтобы выполнить тот же объем работы.

Наклонная плоскость

Наклонная плоскость — это просто плоская поверхность, приподнятая под углом, наподобие пандуса. По словам Боба Уильямса, профессора кафедры машиностроения Инженерно-технологического колледжа Расса в Университете Огайо, наклонная плоскость — это способ подъема груза, который слишком тяжел, чтобы поднимать 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. груз весом 2 фута, скатывая его по 4-футовому пандусу, мы уменьшаем необходимую силу наполовину и удваиваем расстояние, на которое его необходимо переместить. Если бы мы использовали рампу высотой 8 футов (2,4 м), мы могли бы уменьшить необходимое усилие до 25 фунтов. (11,3 кг).

Шкив

(Изображение предоставлено Getty Images)

Если мы хотим поднять те же 100 фунтов. вес с помощью веревки, мы могли бы прикрепить шкив к балке над весом. Это позволило бы нам тянуть веревку вниз, а не вверх, но для этого все еще требуется 100 фунтов. силы. Однако, если бы мы использовали два шкива — один, прикрепленный к верхней балке, а другой — к грузу, — и мы должны были бы прикрепить один конец веревки к балке, пропустить ее через шкив на грузе, а затем через шкив на балке, нам нужно будет только тянуть за 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 променяли увеличение расстояния на уменьшение силы.

Если мы хотим использовать еще меньше силы на еще большем расстоянии, мы можем использовать блок и захват. Согласно материалам курса Университета Южной Каролины: «Блок и полиспасты представляют собой комбинацию шкивов, которая снижает усилие, необходимое для подъема чего-либо. Компромисс заключается в том, что для блока и полиспаста требуется более длинная веревка. перемещать что-либо на такое же расстояние».

Какими бы простыми ни были шкивы, они все еще находят применение в самых передовых 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 можно рассматривать так же, как и наклон», согласно Университет штата Джорджия . Во многих устройствах используются винты для приложения усилия, которое намного больше, чем усилие, используемое для поворота винта. К таким устройствам относятся слесарные тиски и зажимные гайки на автомобильных колесах. Они получают механическое преимущество не только от самого винта, но и, во многих случаях, от рычага длинной ручки, используемой для поворота винта.

Клин

Согласно Горно-технологического института Нью-Мексико (открывается в новой вкладке), «Клинья представляют собой движущиеся наклонные плоскости, которые перемещаются под нагрузкой для подъема или в нагрузку для разделения или разделения». Более длинный и тонкий клин дает больше механических преимуществ, чем более короткий и широкий клин, но клин делает еще кое-что: основная функция клина заключается в изменении направления входной силы. Например, если мы хотим расколоть бревно, мы можем с большой силой вбить клин вниз в конец бревна, используя кувалду, и клин перенаправит эту силу наружу, в результате чего древесина расколется. Другим примером является дверной упор, где сила, используемая для толкания его под край двери, передается вниз, что приводит к силе трения, которая препятствует скольжению по полу.

Дополнительные ресурсы

Джон Х. Линхард, почетный профессор машиностроения и истории Университета Хьюстона, «еще один взгляд на изобретение колеса (открывается в новой вкладке)». Загляните в Центр науки и промышленности в Колумбусе, штат Огайо, где есть интерактивное объяснение (откроется в новой вкладке) простых механизмов. HyperPhysics (открывается в новой вкладке) — веб-сайт, созданный Университетом штата Джорджия, — также содержит иллюстрированные объяснения шести простых механизмов.

Библиография

Университет штата Иллинойс, «Информация о ресурсах для обучения простым машинам (открывается в новой вкладке)», январь 2022 г. 

Правительство штата Виктория, «Простые машины (открывается в новой вкладке)», март 2019 г. 

Канада Музей науки и технологий, «Образовательные программы: простые машины (открывается в новой вкладке)», январь 2022 г. 

Йи Чжан и др., «Введение в механизмы (открывается в новой вкладке)», Университет Карнеги-Меллона, январь 2022 г.

Джим Лукас — автор статей для Live Science. Он охватывает физику, астрономию и инженерное дело. Джим окончил Университет штата Миссури, где получил степень бакалавра наук в области физики, а также астрономию и техническое письмо. После окончания университета он работал в Лос-Аламосской национальной лаборатории системным администратором, техническим писателем-редактором и специалистом по ядерной безопасности. Помимо написания статей, он редактирует статьи в научных журналах по различным тематическим направлениям.

6 простых механизмов: облегчаем работу

Прикрепление колеса к оси сделало возможным создание тележек и считается одним из самых значительных изобретений в мировой истории. (Изображение предоставлено: Сурасак Саенджай | Shutterstock)

На протяжении всей своей истории люди разработали несколько простых машин, облегчающих работу. Наиболее заметные 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 расширениями или комбинациями первых. три, согласно Британской энциклопедии (открывается в новой вкладке).

Поскольку работа определяется как сила, действующая на объект в направлении движения, машина облегчает выполнение работы, выполняя одну или несколько из следующих функций, согласно Бостонского университета (открывается в новой вкладке):

• перенос силы из одного места в другое,
• 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 механизмов . Например, мы можем прикрепить длинную ручку к валу, чтобы сделать лебедку, или использовать блок и полиспасты, чтобы тянуть груз вверх по пандусу. Хотя эти машины могут показаться простыми, они продолжают предоставлять нам средства для выполнения многих вещей, которые мы никогда не смогли бы сделать без них.

Колесо и ось

(Изображение предоставлено Getty Images)

Колесо считается одним из самых значительных изобретений в мировой истории. «До изобретения колеса в 3500 году до нашей эры люди были сильно ограничены в том, сколько вещей мы можем транспортировать по суше и как далеко», — как ранее сообщал Live Science. Колесные тележки облегчили сельское хозяйство и торговлю, позволив перевозить товары на рынки и с рынков, а также облегчив бремя людей, путешествующих на большие расстояния, 

Колесо значительно снижает трение, возникающее при перемещении объекта по поверхности. «Если вы поместите свой картотечный шкаф на небольшую тележку с колесами, вы можете значительно уменьшить усилие, необходимое для перемещения шкафа с постоянной скоростью», — утверждают в Университете Теннесси.

В своей книге «Древняя наука: предыстория — 500 г. н. э. » Чарли Сэмюэлс пишет: «В некоторых частях мира тяжелые объекты, такие как камни и лодки, перемещались с помощью бревенчатых роликов. , катки сняты сзади и заменены спереди.» Это был первый шаг в развитии колеса.

Великое новшество заключалось в установке колеса на ось. Колесо можно было прикрепить к оси, которая опиралась на подшипник, или заставить его свободно вращаться вокруг оси. Это привело к развитию повозок, повозок и колесниц. По словам Сэмюэлса, археологи используют развитие колеса, вращающегося на оси, как показатель относительно развитой цивилизации. Самые ранние свидетельства наличия колес на осях относятся примерно к 3200 г. до н.э. шумерами. Китайцы самостоятельно изобрели колесо в 2800 г. до н. э.

Ссылки по теме

В дополнение к снижению трения, колесо и ось также могут служить множителем 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.

Остальные пять машин помогают людям увеличивать и/или перенаправлять силу, прикладываемую к объекту. В своей книге « Перемещение больших вещей , Джанет Л. Колоднер и ее соавторы пишут: «Машины обеспечивают механическое преимущество, помогая перемещать объекты. Механическое преимущество — это компромисс между силой и расстоянием». При последующем обсуждении простых машин, которые увеличивают силу, приложенную к их входу, мы будем пренебрегать силой трения, потому что в большинстве этих случаев сила трения очень велика. малы по сравнению с задействованными входными и выходными силами

Когда сила приложена на расстоянии, она производит работу. Математически это выражается как W = F × D. Например, чтобы поднять объект, мы должны совершить работу, чтобы преодолеть силу гравитации и переместить объект вверх. Чтобы поднять предмет, который в два раза тяжелее, требуется в два раза больше работы, чтобы поднять его на такое же расстояние. По данным Обернского университета, требуется в два раза больше работы, чтобы поднять один и тот же объект в два раза выше . Как указано в математике , основное преимущество машин заключается в том, что они позволяют нам выполнять тот же объем работы, применяя меньшее усилие на большем расстоянии.

Рычаг

Примером рычага являются качели. Это длинная балка, балансирующая на оси. (Изображение предоставлено Getty Images)

«Дайте мне рычаг и точку опоры, и я переверну мир». Это хвастливое заявление приписывается греческому философу, математику и изобретателю третьего века Архимеду . Хотя это может быть некоторым преувеличением, оно действительно выражает силу рычагов, которые, по крайней мере фигурально, двигают мир.

Гениальность Архимеда заключалась в том, что он понял, что для выполнения того же количества или работы можно найти компромисс между силой и расстоянием, используя рычаг. Его Закон рычага гласит: «Величины находятся в равновесии на расстояниях, обратно пропорциональных их весам», согласно « Архимед в 21 веке », виртуальной книге Криса Рорреса из Нью-Йоркского университета.

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

Например, мы хотим поднять 100-фунтовый груз. (45 кг) вес 2 фута (61 см) над землей. Мы можем приложить 100 фунтов. силы на вес в направлении вверх на расстоянии 2 фута, и мы выполнили работу в 200 фунт-футов (271 ньютон-метр). Однако, если бы мы использовали 30-футовый (9 м) рычаг с одним концом под весом и 1-футовой (30,5 см) точкой опоры, расположенной под балкой на расстоянии 10 футов (3 м) от груза, мы получили бы только надавить на другой конец с 50 фунтами. (23 кг) силы, чтобы поднять вес. Однако нам пришлось бы опустить конец рычага на 4 фута (1,2 м), чтобы поднять вес на 2 фута. Мы пошли на компромисс, удвоив расстояние, необходимое для перемещения рычага, но уменьшили необходимое усилие наполовину, чтобы выполнить тот же объем работы.

Наклонная плоскость

Наклонная плоскость — это просто плоская поверхность, приподнятая под углом, наподобие пандуса. По словам Боба Уильямса, профессора кафедры машиностроения Инженерно-технологического колледжа Расса в Университете Огайо, наклонная плоскость — это способ подъема груза, который слишком тяжел, чтобы поднимать 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. груз весом 2 фута, скатывая его по 4-футовому пандусу, мы уменьшаем необходимую силу наполовину и удваиваем расстояние, на которое его необходимо переместить. Если бы мы использовали рампу высотой 8 футов (2,4 м), мы могли бы уменьшить необходимое усилие до 25 фунтов. (11,3 кг).

Шкив

(Изображение предоставлено Getty Images)

Если мы хотим поднять те же 100 фунтов. вес с помощью веревки, мы могли бы прикрепить шкив к балке над весом. Это позволило бы нам тянуть веревку вниз, а не вверх, но для этого все еще требуется 100 фунтов. силы. Однако, если бы мы использовали два шкива — один, прикрепленный к верхней балке, а другой — к грузу, — и мы должны были бы прикрепить один конец веревки к балке, пропустить ее через шкив на грузе, а затем через шкив на балке, нам нужно будет только тянуть за 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 променяли увеличение расстояния на уменьшение силы.

Если мы хотим использовать еще меньше силы на еще большем расстоянии, мы можем использовать блок и захват. Согласно материалам курса Университета Южной Каролины: «Блок и полиспасты представляют собой комбинацию шкивов, которая снижает усилие, необходимое для подъема чего-либо. Компромисс заключается в том, что для блока и полиспаста требуется более длинная веревка. перемещать что-либо на такое же расстояние».

Какими бы простыми ни были шкивы, они все еще находят применение в самых передовых 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 можно рассматривать так же, как и наклон», согласно Университет штата Джорджия . Во многих устройствах используются винты для приложения усилия, которое намного больше, чем усилие, используемое для поворота винта. К таким устройствам относятся слесарные тиски и зажимные гайки на автомобильных колесах. Они получают механическое преимущество не только от самого винта, но и, во многих случаях, от рычага длинной ручки, используемой для поворота винта.

Клин

Согласно Горно-технологического института Нью-Мексико (открывается в новой вкладке), «Клинья представляют собой движущиеся наклонные плоскости, которые перемещаются под нагрузкой для подъема или в нагрузку для разделения или разделения». Более длинный и тонкий клин дает больше механических преимуществ, чем более короткий и широкий клин, но клин делает еще кое-что: основная функция клина заключается в изменении направления входной силы. Например, если мы хотим расколоть бревно, мы можем с большой силой вбить клин вниз в конец бревна, используя кувалду, и клин перенаправит эту силу наружу, в результате чего древесина расколется. Другим примером является дверной упор, где сила, используемая для толкания его под край двери, передается вниз, что приводит к силе трения, которая препятствует скольжению по полу.

Дополнительные ресурсы

Джон Х. Линхард, почетный профессор машиностроения и истории Университета Хьюстона, «еще один взгляд на изобретение колеса (открывается в новой вкладке)». Загляните в Центр науки и промышленности в Колумбусе, штат Огайо, где есть интерактивное объяснение (откроется в новой вкладке) простых механизмов. HyperPhysics (открывается в новой вкладке) — веб-сайт, созданный Университетом штата Джорджия, — также содержит иллюстрированные объяснения шести простых механизмов.

Библиография

Университет штата Иллинойс, «Информация о ресурсах для обучения простым машинам (открывается в новой вкладке)», январь 2022 г. 

Правительство штата Виктория, «Простые машины (открывается в новой вкладке)», март 2019 г. 

Канада Музей науки и технологий, «Образовательные программы: простые машины (открывается в новой вкладке)», январь 2022 г. 

Йи Чжан и др., «Введение в механизмы (открывается в новой вкладке)», Университет Карнеги-Меллона, январь 2022 г.

Джим Лукас — автор статей для Live Science. Он охватывает физику, астрономию и инженерное дело. Джим окончил Университет штата Миссури, где получил степень бакалавра наук в области физики, а также астрономию и техническое письмо. После окончания университета он работал в Лос-Аламосской национальной лаборатории системным администратором, техническим писателем-редактором и специалистом по ядерной безопасности. Помимо написания статей, он редактирует статьи в научных журналах по различным тематическим направлениям.

6 простых механизмов: облегчаем работу

Прикрепление колеса к оси сделало возможным создание тележек и считается одним из самых значительных изобретений в мировой истории. (Изображение предоставлено: Сурасак Саенджай | Shutterstock)

На протяжении всей своей истории люди разработали несколько простых машин, облегчающих работу. Наиболее заметные 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 расширениями или комбинациями первых. три, согласно Британской энциклопедии (открывается в новой вкладке).

Поскольку работа определяется как сила, действующая на объект в направлении движения, машина облегчает выполнение работы, выполняя одну или несколько из следующих функций, согласно Бостонского университета (открывается в новой вкладке):

• перенос силы из одного места в другое,
• 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 механизмов . Например, мы можем прикрепить длинную ручку к валу, чтобы сделать лебедку, или использовать блок и полиспасты, чтобы тянуть груз вверх по пандусу. Хотя эти машины могут показаться простыми, они продолжают предоставлять нам средства для выполнения многих вещей, которые мы никогда не смогли бы сделать без них.

Колесо и ось

(Изображение предоставлено Getty Images)

Колесо считается одним из самых значительных изобретений в мировой истории. «До изобретения колеса в 3500 году до нашей эры люди были сильно ограничены в том, сколько вещей мы можем транспортировать по суше и как далеко», — как ранее сообщал Live Science. Колесные тележки облегчили сельское хозяйство и торговлю, позволив перевозить товары на рынки и с рынков, а также облегчив бремя людей, путешествующих на большие расстояния, 

Колесо значительно снижает трение, возникающее при перемещении объекта по поверхности. «Если вы поместите свой картотечный шкаф на небольшую тележку с колесами, вы можете значительно уменьшить усилие, необходимое для перемещения шкафа с постоянной скоростью», — утверждают в Университете Теннесси.

В своей книге «Древняя наука: предыстория — 500 г. н. э. » Чарли Сэмюэлс пишет: «В некоторых частях мира тяжелые объекты, такие как камни и лодки, перемещались с помощью бревенчатых роликов. , катки сняты сзади и заменены спереди.» Это был первый шаг в развитии колеса.

Великое новшество заключалось в установке колеса на ось. Колесо можно было прикрепить к оси, которая опиралась на подшипник, или заставить его свободно вращаться вокруг оси. Это привело к развитию повозок, повозок и колесниц. По словам Сэмюэлса, археологи используют развитие колеса, вращающегося на оси, как показатель относительно развитой цивилизации. Самые ранние свидетельства наличия колес на осях относятся примерно к 3200 г. до н.э. шумерами. Китайцы самостоятельно изобрели колесо в 2800 г. до н. э.

Ссылки по теме

В дополнение к снижению трения, колесо и ось также могут служить множителем 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.

Остальные пять машин помогают людям увеличивать и/или перенаправлять силу, прикладываемую к объекту. В своей книге « Перемещение больших вещей , Джанет Л. Колоднер и ее соавторы пишут: «Машины обеспечивают механическое преимущество, помогая перемещать объекты. Механическое преимущество — это компромисс между силой и расстоянием». При последующем обсуждении простых машин, которые увеличивают силу, приложенную к их входу, мы будем пренебрегать силой трения, потому что в большинстве этих случаев сила трения очень велика. малы по сравнению с задействованными входными и выходными силами

Когда сила приложена на расстоянии, она производит работу. Математически это выражается как W = F × D. Например, чтобы поднять объект, мы должны совершить работу, чтобы преодолеть силу гравитации и переместить объект вверх. Чтобы поднять предмет, который в два раза тяжелее, требуется в два раза больше работы, чтобы поднять его на такое же расстояние. По данным Обернского университета, требуется в два раза больше работы, чтобы поднять один и тот же объект в два раза выше . Как указано в математике , основное преимущество машин заключается в том, что они позволяют нам выполнять тот же объем работы, применяя меньшее усилие на большем расстоянии.

Рычаг

Примером рычага являются качели. Это длинная балка, балансирующая на оси. (Изображение предоставлено Getty Images)

«Дайте мне рычаг и точку опоры, и я переверну мир». Это хвастливое заявление приписывается греческому философу, математику и изобретателю третьего века Архимеду . Хотя это может быть некоторым преувеличением, оно действительно выражает силу рычагов, которые, по крайней мере фигурально, двигают мир.

Гениальность Архимеда заключалась в том, что он понял, что для выполнения того же количества или работы можно найти компромисс между силой и расстоянием, используя рычаг. Его Закон рычага гласит: «Величины находятся в равновесии на расстояниях, обратно пропорциональных их весам», согласно « Архимед в 21 веке », виртуальной книге Криса Рорреса из Нью-Йоркского университета.

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

Например, мы хотим поднять 100-фунтовый груз. (45 кг) вес 2 фута (61 см) над землей. Мы можем приложить 100 фунтов. силы на вес в направлении вверх на расстоянии 2 фута, и мы выполнили работу в 200 фунт-футов (271 ньютон-метр). Однако, если бы мы использовали 30-футовый (9 м) рычаг с одним концом под весом и 1-футовой (30,5 см) точкой опоры, расположенной под балкой на расстоянии 10 футов (3 м) от груза, мы получили бы только надавить на другой конец с 50 фунтами. (23 кг) силы, чтобы поднять вес. Однако нам пришлось бы опустить конец рычага на 4 фута (1,2 м), чтобы поднять вес на 2 фута. Мы пошли на компромисс, удвоив расстояние, необходимое для перемещения рычага, но уменьшили необходимое усилие наполовину, чтобы выполнить тот же объем работы.

Наклонная плоскость

Наклонная плоскость — это просто плоская поверхность, приподнятая под углом, наподобие пандуса. По словам Боба Уильямса, профессора кафедры машиностроения Инженерно-технологического колледжа Расса в Университете Огайо, наклонная плоскость — это способ подъема груза, который слишком тяжел, чтобы поднимать 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. груз весом 2 фута, скатывая его по 4-футовому пандусу, мы уменьшаем необходимую силу наполовину и удваиваем расстояние, на которое его необходимо переместить. Если бы мы использовали рампу высотой 8 футов (2,4 м), мы могли бы уменьшить необходимое усилие до 25 фунтов. (11,3 кг).

Шкив

(Изображение предоставлено Getty Images)

Если мы хотим поднять те же 100 фунтов. вес с помощью веревки, мы могли бы прикрепить шкив к балке над весом. Это позволило бы нам тянуть веревку вниз, а не вверх, но для этого все еще требуется 100 фунтов. силы. Однако, если бы мы использовали два шкива — один, прикрепленный к верхней балке, а другой — к грузу, — и мы должны были бы прикрепить один конец веревки к балке, пропустить ее через шкив на грузе, а затем через шкив на балке, нам нужно будет только тянуть за 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 променяли увеличение расстояния на уменьшение силы.

Если мы хотим использовать еще меньше силы на еще большем расстоянии, мы можем использовать блок и захват. Согласно материалам курса Университета Южной Каролины: «Блок и полиспасты представляют собой комбинацию шкивов, которая снижает усилие, необходимое для подъема чего-либо. Компромисс заключается в том, что для блока и полиспаста требуется более длинная веревка. перемещать что-либо на такое же расстояние».

Какими бы простыми ни были шкивы, они все еще находят применение в самых передовых 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 можно рассматривать так же, как и наклон», согласно Университет штата Джорджия . Во многих устройствах используются винты для приложения усилия, которое намного больше, чем усилие, используемое для поворота винта. К таким устройствам относятся слесарные тиски и зажимные гайки на автомобильных колесах. Они получают механическое преимущество не только от самого винта, но и, во многих случаях, от рычага длинной ручки, используемой для поворота винта.

Клин

Согласно Горно-технологического института Нью-Мексико (открывается в новой вкладке), «Клинья представляют собой движущиеся наклонные плоскости, которые перемещаются под нагрузкой для подъема или в нагрузку для разделения или разделения». Более длинный и тонкий клин дает больше механических преимуществ, чем более короткий и широкий клин, но клин делает еще кое-что: основная функция клина заключается в изменении направления входной силы. Например, если мы хотим расколоть бревно, мы можем с большой силой вбить клин вниз в конец бревна, используя кувалду, и клин перенаправит эту силу наружу, в результате чего древесина расколется. Другим примером является дверной упор, где сила, используемая для толкания его под край двери, передается вниз, что приводит к силе трения, которая препятствует скольжению по полу.

Дополнительные ресурсы

Джон Х. Линхард, почетный профессор машиностроения и истории Университета Хьюстона, «еще один взгляд на изобретение колеса (открывается в новой вкладке)». Загляните в Центр науки и промышленности в Колумбусе, штат Огайо, где есть интерактивное объяснение (откроется в новой вкладке) простых механизмов. HyperPhysics (открывается в новой вкладке) — веб-сайт, созданный Университетом штата Джорджия, — также содержит иллюстрированные объяснения шести простых механизмов.

Библиография

Университет штата Иллинойс, «Информация о ресурсах для обучения простым машинам (открывается в новой вкладке)», январь 2022 г. 

Правительство штата Виктория, «Простые машины (открывается в новой вкладке)», март 2019 г. 

Канада Музей науки и технологий, «Образовательные программы: простые машины (открывается в новой вкладке)», январь 2022 г. 

Йи Чжан и др., «Введение в механизмы (открывается в новой вкладке)», Университет Карнеги-Меллона, январь 2022 г.

Джим Лукас — автор статей для Live Science. Он охватывает физику, астрономию и инженерное дело. Джим окончил Университет штата Миссури, где получил степень бакалавра наук в области физики, а также астрономию и техническое письмо. После окончания университета он работал в Лос-Аламосской национальной лаборатории системным администратором, техническим писателем-редактором и специалистом по ядерной безопасности. Помимо написания статей, он редактирует статьи в научных журналах по различным тематическим направлениям.

6 простых механизмов: облегчаем работу

Прикрепление колеса к оси сделало возможным создание тележек и считается одним из самых значительных изобретений в мировой истории. (Изображение предоставлено: Сурасак Саенджай | Shutterstock)

На протяжении всей своей истории люди разработали несколько простых машин, облегчающих работу. Наиболее заметные 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 расширениями или комбинациями первых. три, согласно Британской энциклопедии (открывается в новой вкладке).

Поскольку работа определяется как сила, действующая на объект в направлении движения, машина облегчает выполнение работы, выполняя одну или несколько из следующих функций, согласно Бостонского университета (открывается в новой вкладке):

• перенос силы из одного места в другое,
• 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 механизмов . Например, мы можем прикрепить длинную ручку к валу, чтобы сделать лебедку, или использовать блок и полиспасты, чтобы тянуть груз вверх по пандусу. Хотя эти машины могут показаться простыми, они продолжают предоставлять нам средства для выполнения многих вещей, которые мы никогда не смогли бы сделать без них.

Колесо и ось

(Изображение предоставлено Getty Images)

Колесо считается одним из самых значительных изобретений в мировой истории. «До изобретения колеса в 3500 году до нашей эры люди были сильно ограничены в том, сколько вещей мы можем транспортировать по суше и как далеко», — как ранее сообщал Live Science. Колесные тележки облегчили сельское хозяйство и торговлю, позволив перевозить товары на рынки и с рынков, а также облегчив бремя людей, путешествующих на большие расстояния, 

Колесо значительно снижает трение, возникающее при перемещении объекта по поверхности. «Если вы поместите свой картотечный шкаф на небольшую тележку с колесами, вы можете значительно уменьшить усилие, необходимое для перемещения шкафа с постоянной скоростью», — утверждают в Университете Теннесси.

В своей книге «Древняя наука: предыстория — 500 г. н. э. » Чарли Сэмюэлс пишет: «В некоторых частях мира тяжелые объекты, такие как камни и лодки, перемещались с помощью бревенчатых роликов. , катки сняты сзади и заменены спереди.» Это был первый шаг в развитии колеса.

Великое новшество заключалось в установке колеса на ось. Колесо можно было прикрепить к оси, которая опиралась на подшипник, или заставить его свободно вращаться вокруг оси. Это привело к развитию повозок, повозок и колесниц. По словам Сэмюэлса, археологи используют развитие колеса, вращающегося на оси, как показатель относительно развитой цивилизации. Самые ранние свидетельства наличия колес на осях относятся примерно к 3200 г. до н.э. шумерами. Китайцы самостоятельно изобрели колесо в 2800 г. до н. э.

Ссылки по теме

В дополнение к снижению трения, колесо и ось также могут служить множителем 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.

Остальные пять машин помогают людям увеличивать и/или перенаправлять силу, прикладываемую к объекту. В своей книге « Перемещение больших вещей , Джанет Л. Колоднер и ее соавторы пишут: «Машины обеспечивают механическое преимущество, помогая перемещать объекты. Механическое преимущество — это компромисс между силой и расстоянием». При последующем обсуждении простых машин, которые увеличивают силу, приложенную к их входу, мы будем пренебрегать силой трения, потому что в большинстве этих случаев сила трения очень велика. малы по сравнению с задействованными входными и выходными силами

Когда сила приложена на расстоянии, она производит работу. Математически это выражается как W = F × D. Например, чтобы поднять объект, мы должны совершить работу, чтобы преодолеть силу гравитации и переместить объект вверх. Чтобы поднять предмет, который в два раза тяжелее, требуется в два раза больше работы, чтобы поднять его на такое же расстояние. По данным Обернского университета, требуется в два раза больше работы, чтобы поднять один и тот же объект в два раза выше . Как указано в математике , основное преимущество машин заключается в том, что они позволяют нам выполнять тот же объем работы, применяя меньшее усилие на большем расстоянии.

Рычаг

Примером рычага являются качели. Это длинная балка, балансирующая на оси. (Изображение предоставлено Getty Images)

«Дайте мне рычаг и точку опоры, и я переверну мир». Это хвастливое заявление приписывается греческому философу, математику и изобретателю третьего века Архимеду . Хотя это может быть некоторым преувеличением, оно действительно выражает силу рычагов, которые, по крайней мере фигурально, двигают мир.

Гениальность Архимеда заключалась в том, что он понял, что для выполнения того же количества или работы можно найти компромисс между силой и расстоянием, используя рычаг. Его Закон рычага гласит: «Величины находятся в равновесии на расстояниях, обратно пропорциональных их весам», согласно « Архимед в 21 веке », виртуальной книге Криса Рорреса из Нью-Йоркского университета.

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

Например, мы хотим поднять 100-фунтовый груз. (45 кг) вес 2 фута (61 см) над землей. Мы можем приложить 100 фунтов. силы на вес в направлении вверх на расстоянии 2 фута, и мы выполнили работу в 200 фунт-футов (271 ньютон-метр). Однако, если бы мы использовали 30-футовый (9 м) рычаг с одним концом под весом и 1-футовой (30,5 см) точкой опоры, расположенной под балкой на расстоянии 10 футов (3 м) от груза, мы получили бы только надавить на другой конец с 50 фунтами. (23 кг) силы, чтобы поднять вес. Однако нам пришлось бы опустить конец рычага на 4 фута (1,2 м), чтобы поднять вес на 2 фута. Мы пошли на компромисс, удвоив расстояние, необходимое для перемещения рычага, но уменьшили необходимое усилие наполовину, чтобы выполнить тот же объем работы.

Наклонная плоскость

Наклонная плоскость — это просто плоская поверхность, приподнятая под углом, наподобие пандуса. По словам Боба Уильямса, профессора кафедры машиностроения Инженерно-технологического колледжа Расса в Университете Огайо, наклонная плоскость — это способ подъема груза, который слишком тяжел, чтобы поднимать 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. груз весом 2 фута, скатывая его по 4-футовому пандусу, мы уменьшаем необходимую силу наполовину и удваиваем расстояние, на которое его необходимо переместить. Если бы мы использовали рампу высотой 8 футов (2,4 м), мы могли бы уменьшить необходимое усилие до 25 фунтов. (11,3 кг).

Шкив

(Изображение предоставлено Getty Images)

Если мы хотим поднять те же 100 фунтов. вес с помощью веревки, мы могли бы прикрепить шкив к балке над весом. Это позволило бы нам тянуть веревку вниз, а не вверх, но для этого все еще требуется 100 фунтов. силы. Однако, если бы мы использовали два шкива — один, прикрепленный к верхней балке, а другой — к грузу, — и мы должны были бы прикрепить один конец веревки к балке, пропустить ее через шкив на грузе, а затем через шкив на балке, нам нужно будет только тянуть за 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 променяли увеличение расстояния на уменьшение силы.

Если мы хотим использовать еще меньше силы на еще большем расстоянии, мы можем использовать блок и захват. Согласно материалам курса Университета Южной Каролины: «Блок и полиспасты представляют собой комбинацию шкивов, которая снижает усилие, необходимое для подъема чего-либо. Компромисс заключается в том, что для блока и полиспаста требуется более длинная веревка. перемещать что-либо на такое же расстояние».

Какими бы простыми ни были шкивы, они все еще находят применение в самых передовых 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 можно рассматривать так же, как и наклон», согласно Университет штата Джорджия . Во многих устройствах используются винты для приложения усилия, которое намного больше, чем усилие, используемое для поворота винта. К таким устройствам относятся слесарные тиски и зажимные гайки на автомобильных колесах. Они получают механическое преимущество не только от самого винта, но и, во многих случаях, от рычага длинной ручки, используемой для поворота винта.

Клин

Согласно Горно-технологического института Нью-Мексико (открывается в новой вкладке), «Клинья представляют собой движущиеся наклонные плоскости, которые перемещаются под нагрузкой для подъема или в нагрузку для разделения или разделения». Более длинный и тонкий клин дает больше механических преимуществ, чем более короткий и широкий клин, но клин делает еще кое-что: основная функция клина заключается в изменении направления входной силы. Например, если мы хотим расколоть бревно, мы можем с большой силой вбить клин вниз в конец бревна, используя кувалду, и клин перенаправит эту силу наружу, в результате чего древесина расколется. Другим примером является дверной упор, где сила, используемая для толкания его под край двери, передается вниз, что приводит к силе трения, которая препятствует скольжению по полу.

Дополнительные ресурсы

Джон Х. Линхард, почетный профессор машиностроения и истории Университета Хьюстона, «еще один взгляд на изобретение колеса (открывается в новой вкладке)». Загляните в Центр науки и промышленности в Колумбусе, штат Огайо, где есть интерактивное объяснение (откроется в новой вкладке) простых механизмов. HyperPhysics (открывается в новой вкладке) — веб-сайт, созданный Университетом штата Джорджия, — также содержит иллюстрированные объяснения шести простых механизмов.

Библиография

Университет штата Иллинойс, «Информация о ресурсах для обучения простым машинам (открывается в новой вкладке)», январь 2022 г. 

Правительство штата Виктория, «Простые машины (открывается в новой вкладке)», март 2019 г. 

Канада Музей науки и технологий, «Образовательные программы: простые машины (открывается в новой вкладке)», январь 2022 г. 

Йи Чжан и др., «Введение в механизмы (открывается в новой вкладке)», Университет Карнеги-Меллона, январь 2022 г.

Джим Лукас — автор статей для Live Science. Он охватывает физику, астрономию и инженерное дело. Джим окончил Университет штата Миссури, где получил степень бакалавра наук в области физики, а также астрономию и техническое письмо. После окончания университета он работал в Лос-Аламосской национальной лаборатории системным администратором, техническим писателем-редактором и специалистом по ядерной безопасности. Помимо написания статей, он редактирует статьи в научных журналах по различным тематическим направлениям.

Types of simple Machine — Online Science Notes

There are six types of simple machine

1. Lever
2. Pulley
3. Wheel and axle
4. Inclined plane
5. Wedge
6. Screw

Lever

• A Рычаг представляет собой жесткий стержень (прямой или изогнутый), способный вращаться вокруг фиксированной точки вокруг оси, называемой точкой опоры. Вот некоторые примеры: см. пилу, орехокол, ножницы, тачку и т. д.
• Расстояние между точкой опоры и нагрузкой называется плечом нагрузки (расстояние нагрузки), а расстояние между усилием и точкой опоры называется плечом усилия (расстояние усилия) рычага.
• Рычаг работает по принципу момента. Для равновесия момент силы усилия относительно точки опоры должен быть равен и противоположен моменту нагрузки относительно нее.

Нагрузка × плечо нагрузки = усилие × плечо усилия

• По положению точки опоры и точкам приложения усилия и нагрузки рычаги подразделяются на 3 типа:

Типы рычагов

Рычаг первого класса:   

• Точка опоры находится между нагрузкой и усилием.
• эл. грамм. Лом, ножницы, плоскогубцы и т. д.
• В зависимости от положения рычага МА может быть равен 1, больше 1 или меньше 1.

Рычаг второго класса:

• точка опоры и усилие.
• эл. грамм. Гайковерт, тачка, открывалка для бутылок и т. д.
• В этом рычаге рабочий рычаг всегда длиннее грузового рычага.
• Следовательно, MA всегда больше 1 и, следовательно, умножает приложенную силу.

Рычаг третьего класса:

• Усилие находится между нагрузкой и точкой опоры.
• эл. грамм. Щипцы, ножи, пожарные щипцы, удочки и т. д.
• В этом рычаге усилие всегда меньше плеча нагрузки.
• Поэтому МА всегда меньше 1 и, следовательно, ускоряет работу.

Шкив:

• Шкив представляет собой круглый диск (обычно деревянный или металлический), имеющий на краю канавку, по которой проходит веревка или веревка, и способный свободно вращаться вокруг фиксированной точки, называемой осью или осью.
• Концы оси шкива опираются на раму, называемую блоком.
• Блок шкива может быть фиксированным или свободно перемещаться.
• Блок закреплен в неподвижном шкиве, тогда как в подвижном шкиве блок и шкив вместе с грузом движутся вместе.

Типы шкивов

Типы шкивов

1. Одиночный неподвижный шкив

2. Одиночный подвижный шкив

3. Комбинированный шкив Одинарный

06

• Эта система состоит из одного неподвижного шкива, который не перемещается вверх и вниз, а вращается вокруг своей оси.
• Через канавку проходит веревка или веревка. К одному концу веревки прикреплен груз, а к другому концу приложено усилие.
• Расстояние усилия и расстояние нагрузки всегда равны; следовательно, этот блок не увеличивает наши усилия, а помогает нам, изменяя направление усилий.
• На практике всегда присутствует некоторое трение; следовательно, работа на входе всегда больше, чем работа на выходе. Следовательно, MA всегда меньше 1,9.0043

Для одиночного фиксированного шкива

MA = нагрузка/усилие

VR = усилие расстояние/расстояние нагрузки (VR=1)

Эффективность = (MA/VR) × 100 %

2. Один подвижный шкив

• Состоит из одного шкива, который перемещается вверх и вниз вместе с нагрузкой.
• Один конец шкива связан жесткой опорой, а на другом конце приложено усилие для подъема груза. Груз крепится с помощью крюка, предусмотренного в системе шкивов.
• Этот тип шкива не меняет направление нашего усилия, но помогает нам, увеличивая прилагаемое усилие.
• Расстояние усилий в два раза на расстоянии нагрузки, и, следовательно, соотношение скорости всегда составляет 2.

Для этой системы

мА = нагрузка / усилия

VR = расстояние усилий / расстояние нагрузки (VR = 2)

Эффективность =   (MA/VR) × 100%

3. Комбинированный шкив (блок и захватный шкив)

• В этой системе используются два набора шкивов.
• Состоит из двух блоков, один из которых закреплен на жесткой опоре, а другой подвижен.
• Каждый блок может иметь одинаковое количество шкивов, либо верхний блок может содержать на один больше.
• Этот тип шкивов также известен как Block and Tackle .
• «Снасти» — это веревка или цепь, соединяющая два блока и проходящая вокруг всех шкивов. Усилие прикладывается к свободному концу веревки.
• Этот тип шкива меняет направление наших усилий, а также увеличивает наши усилия.

Для комбинированной системы шкивов:

MA = нагрузка/усилие

VR = расстояние усилия/расстояние нагрузки отрезков каната, используемых для поддержки груза.

КПД = (MA/VR) × 100%

Колесо и ось:

• Колесо и ось — это машина, состоящая из двух соосных цилиндров разного радиуса.
• Больший цилиндр с большим радиусом известен как колесо , а меньший цилиндр с меньшим радиусом известен как ось .
• Колесо и ось без канавок по окружности. При вращении колеса вращается и ось.
• Груз поднимается на ось, а усилие прикладывается к колесу для преодоления нагрузки.
• В колесе и оси опора действует как точка опоры. К одному концу веревки привязан груз, а к другому концу веревки приложено усилие.
• Когда к веревке постоянно прилагается усилие, груз непрерывно поднимается. я. е. пока приложено усилие, груз продолжает двигаться.
• Поэтому колесо и ось также известны как непрерывный рычаг.
• Колесо и ось используются для подъема тяжелых грузов с небольшим усилием.
• Некоторые примеры колеса и оси: отвертка, дверная ручка, рулевое управление автомобиля, швейная машина и т. д.

Колесо и ось

MA   = Нагрузка/Усилие

VR   = Расстояние усилия / Расстояние нагрузки

        = Радиус колеса/радиус оси

Эффективность = (MA/VR) × 100 %

Наклонная плоскость:

9004 наклонен под углом к ​​горизонтальной поверхности.
• С помощью наклонной плоскости можно поднимать тяжелые грузы с меньшими усилиями. Он используется для подъема тела или груза на некоторую желаемую высоту.
• Некоторые примеры: Извилистые дороги на холмах, лестница, деревянная доска, используемая для подъема грузов в грузовике и т. д.

MA = нагрузка/усилие

VR    = расстояние усилия/расстояние нагрузки

         = длина плоскости/высота плоскости плоскость

Выходная работа = нагрузка × высота плоскости

Клин:

• Клин — это инструмент треугольной формы, часто состоящий из металла, дерева, камня или пластика.
• Он толстый на одном конце и сужается к тонкому или острому краю на другом конце.
• Клинья работают за счет изменения направления и силы, приложенной к ним. Толкание клина в одном направлении создает силу в боковом направлении.
• К ручке можно прикрепить клин для облегчения использования.
• Обычно используется для расщепления, подъема или затягивания. например, нож, топор и т. д.
• Механическое преимущество клина тем выше, чем длиннее клин с более тонким кончиком.

Винт:

• Винт представляет собой обычно круглую цилиндрическую конструкцию с непрерывным спиральным ребром, который используется либо как крепежный элемент, либо как модификатор силы и движения.
• Винт — это просто наклонная плоскость вокруг цилиндра.
• Что еще более важно, это цилиндрический вал, вокруг которого намотаны ребра, называемые резьбой .
• Шурупы очень удобны для скрепления предметов и могут стягивать или сталкивать предметы.
• С их помощью можно поднимать очень тяжелые предметы и затягивать их.