ЭСБЕ/Машина
Машина. — Слово «М.» всякому понятно, но точное определение понятия, обозначаемого этим словом, установлено только в течение настоящего столетия благодаря стараниям целого ряда ученых, трудившихся над классификацией понятий практической механики. Принятое в настоящее время определение понятия «М.» принадлежит Францу Рёло, профессору Высшей политехнической школы в Берлине; определение это такое: М. есть соединение способных к сопротивлению тел, устроенное таким образом, чтобы действующие на них природные силы производили определенные движения. Смотря по тому, состоит ли главная цель М. в том, чтобы перемещать тела, или в том, чтобы их обрабатывать, М. разделяются на перемещающие и обрабатывающие. Локомотив, подъемный кран, пожарный насос и т. д. принадлежат к числу М. перемещающих; напротив того, токарный станок, самопрялка, молотилка и т. д. принадлежат к числу М. обрабатывающих. Рёло предложил следующую классификацию частей М.: 1) природный двигатель, 2) предмет работы, 3) главный механизм, 4) распределитель, 5) регулятор и 6) передача. Не в каждой, впрочем, М. встречаются все эти части. Природным двигателем служит вода в гидравлических М., турбинах и водостолбовых М., ветер — в ветряных мельницах, пар — в паровых М. и т. д. Предмет работы или перемещается М., или обрабатывается ею. Во время действия М. предмет работы находится в таких же условиях относительного движения, определяемого устройством М., как и другие ее части, постепенное же изменение вида обрабатываемого предмета не составляет его отличительной черты от прочих частей М., так как и эти последние стираются, снашиваются, и следовательно, разница в изменении формы обрабатываемого предмета и машинной части только количественная; в качественном же отношении как обрабатываемый предмет, так и всякая подвижная часть М. (звено) принимают в местах соприкосновении с соседней частью М. форму поверхности, огибающей относительные положения этой части. Так, напр., предмет, обтачиваемый на токарном станке, принимает вид тела, ограниченного поверхностью, огибающей относительные (по отношению к обтачиваемому предмету) положения резца; из двух нитей, скручиваемых в одну более толстую, каждая является частью М., определяющей форму другой; во многих прядильных М. нитка, составляющая предмет работы, служит для передачи вращения от одного веретена к другому. Ввиду такого рода фактов весьма удобно, как это делает Рёло, рассматривать во время действия М. предмет работы, как составную часть М. Главный механизм представляет собой существенную часть М.: в паровой М., напр., он состоит из цилиндра с каналами, поршня, поршневого шатуна, шатуна и коленчатого вала. В лесопилке главный механизм состоит из кривошипа, шатуна и подвижной рамы с пилами. В главном механизме можно иногда найти приемник, на который непосредственно действует природный двигатель; таким является, напр., поршень паровой М., на который непосредственно действует пар. Иногда в главном механизме можно отличить орудие, непосредственно действующее (пилы лесопилки) на предмет работы. Распределителем называется совокупность частей М., обусловливающая распределение действий М. в определенном порядке. Напр. в жнее-сноповязалке необходимо, чтобы накопление стеблей на вязальном столике, образование снопа, образование узла, отрезывание бечевы следовали бы одно за другим в определенном порядке: порядок этот обусловливается действием весьма многих частей М., составляющих распределитель. Золотник, золотниковый шток и эксцентрик представляют собой распределитель обыкновенной паровой М. В распределителе часто встречаются особые аппараты, правильно подающие в М. обрабатываемый материал; такие распределители называются питающими; к числу их относятся, напр., парусинный элеватор жнейки-сноповязалки, подающий стебли на вязальный столик, и снаряд, пододвигающий материю под иглу швейной М. Встречаются распределители, имеющие прямо противоположное назначение — выводить из М. материал, подвергнувшийся обработке, как это делает, напр., соломотряс, выводящий солому из молотилки. Такие распределители называются выводными. Регуляторы служат для регулирования количества материала, вводимого в М. или выводимого из нее. К регуляторам же следует отнести аппараты, служащие для остановки М. Передача служит для передачи движения от одной части к другой или от механического двигателя к М., приводимой им в движение. Для того, чтобы каждая часть М. имела определенное движение, эти части (звенья) связываются между собой попарно (см. Механизмы). Для прочного и целесообразного соединения звеньев выработаны известные общеупотребительные приемы, поэтому необходимо различать в М. ее конструктивные части, число которых ограничено, но с развитием машиностроения увеличивается. В настоящее время употребляются при устройстве М. следующие конструктивные части: 1) заклепки, которыми, напр., сшиваются листы парового котла, 2) клинья, 3) винты и гайки, 4) шипы, 5) пяты, на которых вращаются вертикальные валы, 6) подшипники, 7) подпятники, 8) кронштейны и консоли для подшипников, 9) оси, 10) валы, 11) соединения валов, 12) рычаги, 13) кривошипы и коленчатые валы, 14) эксцентрики, 15) сложные рычаги и балансиры, 16) шатуны, 17) крейцкопфы (крестовины), 18) катки, 19) кулаки, 20) зубчатые колеса, 21) храповые колеса и собачки, 22) веревки и канаты, 23) ремни, 24) цепи, 25) пружины, 26) шины, 27) трубы, 28) краны, 29) клапаны, 30) золотники и 31) поршни. Цели, которым служат различные части М., Рёло разделяет на: 1) ведение, 2) магазинирование, 3) преобразование движения и 4) формирование. Совокупность частей, ведущих точку по данной кривой или ведущих тело через ряд параллельных положений, производит ведение; рельсы железной дороги и колеса представляют собой аппарат ведения. Магазинирование работы твердыми телами разделяется на статическое, примерами которого могут служить поднятая тяжесть, натянутая пружина, скрученный каучук и т. д., и на динамическое, какое мы видим в маховом колесе. Магазинирование гибкими телами достигается наматыванием этих тел на барабаны; примером его может служить заводной механизм часов с гирями. Чаще всего употребляется магазинирование, достигаемое органами давления, какое мы видим в паровых котлах, гидравлических напорах и т. д. Преобразование движения достигается преобразованием скорости и ускорения, в отличие от ведения, преобразовывающего траектории. Формированием достигается образование определенной формы обрабатываемого предмета; при этом предмет работы рассматривается как одно из звеньев М., составляющих с действующим на него орудием кинематическую пару. К числу М., служащих для перемещения, принадлежит весьма важный класс механических двигателей. К ним относятся: 1) ветряные колеса, 2) гидравлические колеса, 3) турбины, 4) водостолбовые М., 5) особые гидравлические двигатели, как, напр., гидромотор Янга, 6) паровые М., 7) газовые двигатели, 8) керосиновые двигатели, 9) электрические двигатели и т. д. При изучении М. необходимо иметь в виду все действующие на них силы, а именно: 1) силу природного или механического двигателя, приводящего М. в действие; 2) полезные сопротивления, преодоление которых и составляет цель М.; 3) бесполезные сопротивления, преодоление которых не составляет прямой цели М., но от существования которых невозможно избавиться; таковыми являются трение, сопротивление среды и т. д.; 4) вес частей М. По причине существования бесполезных сопротивлений, полезная работа М., т. е. работа, идущая на преодоление полезных сопротивлений, всегда меньше работы, производимой силой природного или механического двигателя, сообщающего М. движение. Отношение полезной работы М. к работе силы, сообщающей ей движение, называется коэффициентом полезного действия. М. тем совершеннее, чем больше ее коэффициент полезного действия. Простота устройства, прочность, плавность движения представляют собой элементы, из которых слагается понятие о доброкачественности М.

Литература современных общих понятий о М.: Reuleaux, «Theoretische Kinematik»; Burmester, «Handbuch der Kinematik»; Grashof, «Theoretische Maschinenlehre»; Reuleaux, «Der Konstructeur».

Примечания 

ЭСБЕ:Техника