Che cos'è un elemento macchina?
Le macchine sono costituite da elementi della macchina, che sono singole parti della macchina che si muovono e incidono su altre parti per far funzionare la macchina. Sebbene un elemento macchina possa essere costituito da parti strutturali più piccole, l'intero setup che esegue la funzione è considerato l'elemento. Ad esempio, una valvola è composta da diversi componenti, tra cui un volantino e un albero o stelo, ma solo l'intera valvola sarebbe chiamata elemento macchina. Esiste un'ampia varietà di diversi elementi di macchine, sia per scopi generici che per scopi speciali, e la loro progettazione ottimale è un importante campo di studio in ingegneria.
Gli elementi della macchina per uso generico possono essere utilizzati in qualsiasi applicazione e includono elementi quali ingranaggi, cuscinetti e alberi. Gli ingranaggi sono parti rotanti con denti ad incastro che ruotano contro altri ingranaggi, provocandone la rotazione e la trasmissione della forza di rotazione o della coppia. I cuscinetti sono utilizzati per trasportare la forza: un esempio è il cuscinetto a sfere, che consente un attrito ridotto quando rotola liberamente sotto una parte mobile. Anche alberi e giunti, come gli ingranaggi, trasmettono la coppia e vengono utilizzati per collegare le parti, specialmente in veicoli come automobili e motocicli. Sebbene esistano molte varianti e altri tipi di elementi di uso generale, funzionano tutti in base agli stessi principi di forza e movimento e possono essere incorporati in quasi tutte le macchine necessarie.
L'altra categoria principale di elemento macchina è l'elemento macchina speciale. Questi dispositivi usano anche i principi di base di forza e movimento per funzionare, ma a differenza degli elementi di uso generale, possono essere utilizzati solo in applicazioni specifiche. Pistoni e valvole sono esempi di tali parti. Le valvole controllano il flusso di fluido o gas attraverso un tubo ostruendo la tubazione e possono essere aperte o chiuse mediante un interruttore esterno o una ruota. I pistoni sono componenti mobili utilizzati nei motori e nelle pompe per trasmettere la forza dalla pressione del gas o del fluido in una camera cilindrica o per espellere quel gas o fluido.
Nel progettare un elemento macchina, gli ingegneri cercano di ottimizzare diversi fattori. L'elemento macchina deve avere una resistenza e una durata sufficienti per svolgere la funzione prevista in modo affidabile, ma dovrebbe anche essere il più piccolo e leggero possibile. Idealmente, dovrebbe anche essere facile ed economico da produrre e mantenere, pur essendo conforme agli standard del settore. Poiché la funzione di base dell'elemento macchina è la considerazione più importante nella progettazione, il processo inizia adattando l'elemento alla sua funzione e quindi incorporando altri fattori.