Qu'est-ce qu'un élément de machine?
Les machines sont constituées d'éléments de machine, qui sont des pièces individuelles de la machine qui se déplacent et impactent d'autres pièces pour faire fonctionner la machine. Bien qu'un élément de machine puisse consister en de plus petites pièces structurelles, l'ensemble de la configuration remplissant cette fonction est considéré comme l'élément. Par exemple, une vanne est composée de plusieurs composants, dont un volant et un arbre ou une tige, mais seule la vanne entière serait appelée un élément de machine. Il existe une grande variété d'éléments de machine, à usage général ou à usage spécial, et leur conception optimale constitue un domaine d'étude majeur en ingénierie.
Les éléments de machine à usage général peuvent être utilisés dans n'importe quelle application et comprennent des éléments tels que des engrenages, des paliers et des arbres. Les engrenages sont des pièces en rotation dont les dents s'emboîtent qui tournent contre d'autres engrenages, ce qui les oblige à tourner et à transmettre une force de rotation ou un couple. Les roulements sont utilisés pour supporter la force - un exemple est le roulement à billes, qui permet de réduire le frottement car il roule librement sous une pièce mobile. Les arbres et les accouplements, tels que les engrenages, transmettent également le couple et sont utilisés pour connecter des pièces, en particulier dans des véhicules tels que les voitures et les motos. Bien qu'il existe de nombreuses variantes et d'autres types d'éléments polyvalents, ils fonctionnent tous selon les mêmes principes de force et de mouvement et peuvent être incorporés dans presque toutes les machines selon les besoins.
L’autre catégorie principale d’éléments de la machine est l’élément de machine à usage spécial. Ces dispositifs utilisent également les principes de base de la force et du mouvement pour fonctionner, mais contrairement aux éléments polyvalents, ils ne peuvent être utilisés que dans des applications spécifiques. Les pistons et les soupapes sont des exemples de telles pièces. Les vannes contrôlent le débit de fluide ou de gaz dans une conduite en obstruant la conduite et peuvent être ouvertes ou fermées à l'aide d'un commutateur externe ou d'une molette. Les pistons sont des composants mobiles utilisés dans les moteurs et les pompes pour transmettre la force provenant de la pression d'un gaz ou d'un fluide dans une chambre cylindrique, ou pour expulser ce gaz ou ce fluide.
En concevant un élément de machine, les ingénieurs cherchent à optimiser plusieurs facteurs. L'élément de la machine doit avoir suffisamment de force et de durabilité pour assurer le fonctionnement voulu, mais il doit également être aussi petit et léger que possible. Idéalement, sa fabrication et son entretien devraient également être faciles et peu coûteux, tout en restant conformes aux normes de l'industrie. Étant donné que la fonction de base de l'élément de machine est la considération la plus importante dans la conception, le processus commence par adapter l'élément à sa fonction, puis en intégrant d'autres facteurs.