Вариант 23

Пример экскаватора, транспортера и некоторых других машин показал, что машины, изобретенные для технологических нужд одной отрасли промышленности, могли с успехом применяться и в другой. В данном случае речь шла о горнозаводском, строительном и дорожном производствах. Таким образом, происходит непрерывный обмен идеями и оборудованием. В этом проявлялись интегральные тенденции техники, обеспечивающие нужное решение на «стыке» различных ее направлений.

Для проведения подготовительных выработок по углю в 1861 г. Вильям Фирт сконструировал первую ударно-врубовую машину, которая действовала при помощи сжатого воздуха. В 1852 г. англичанин С.Х. Воринг предложил дисковую врубовую машину и плоским горизонтально расположенным колесом с четырьмя вмонтированными двойными резцами. Освоены такие машины впервые были в Англии в 1862 г.

Во всем мире происходило укрупнение горных предприятий. С развитием тяжелой индустрии непрерывно возрастал спрос на продукцию горной промышленности. Наряду с добычей угля и железной руды начинает интенсивно развиваться добыча нефти, цветных металлов, золота, серебра. Например мировая добыча нефти в 1870 г. составляла 0,7 млн.т а в 1913 г. 52,3 млн.т.

Для разведки полезных ископаемых стали применять бурение при помощи полого бура с алмазной коронкой и одновременной промывкой скважин. Идея создания такого бура была предложена в 1857 г. Георгом Лейло, а первая конструкция была изготовлена в 1862 году. В 1867 г. на Всемирной выставке в Париже демонстрировалась буровая машина для пробуривания горизонтальных шпуров, а в 1884 г. был построен станок для разведочного бурения с промывкой забоя водой.

Наиболее эффективным средством механизации процесса добычи в горном деле оказались дисковые врубовые машины. Производительность труда при машинной зарубке возросла в два раза по сравнению с ручной.

Вариант 24

Все машины состоят из механизмов, выполняющих различные функции. Все механизмы состоят из различных звеньев. Известно около пяти тысяч механизмов, звеньев же – около двухсот. Это рычаги, кулачки, зубчатые колеса, диски, винты, гайки. В зависимости от назначения звенья могут иметь разную форму.

Одними из древнейших механизмов были рычажные. До изобретения паровой машины рычажные механизмы использовались нечасто. Основным механизмом первых универсальных энергетических машин был кривошипно-ползунный механизм, а также параллелограмм Уатта, о котором сам Уатт писал: «… хоть я и не особенно забочусь о своей славе, однако горжусь изобретением параллелограмма более, чем любым другим моим изобретением».

Одним из важнейших изобретений было изобретение механизмов, основанных на принципе колеса. Это катки, собственно колеса, блоки и полиспасты. Применение катков т.е. замена трения скольжения трением качения было известно более четырёх тысячелетий назад.

С изобретением первых в истории человечества машин – мукомольных мельниц, связано появление зубчатого колеса. Первые передачи были цевочные. Уже в античный период были известны редуктор и червячная передачи, которая, как считают, была изобретена Архимедом и усовершенствована Леонардо да Винчи. Вначале профилю зубьев не уделяли особого внимания, но вскоре заметили, что форма зубьев играет важнейшую роль в зацеплении. Нужно было найти такие кривые, чтобы колеса могли катиться друг по другу с минимальным трением. В XVII веке голландский ученый Христиан Гюйгенс предложил профилировать зубья по циклоидальным кривым. Это зацепление было хорошо для часовых механизмов, но для нагруженных механизмов оно оказалось не совсем пригодно из-за повышенного износа.