Co to jest element maszyny?
Maszyny składają się z elementów maszyny, które są pojedynczymi częściami maszyny, które poruszają się i uderzają w inne części, aby maszyna działała. Chociaż element maszyny może składać się z mniejszych części konstrukcyjnych, cały zestaw wykonujący tę funkcję jest uważany za element. Na przykład zawór składa się z kilku elementów, w tym koła ręcznego i wału lub trzpienia, ale tylko cały zawór można nazwać elementem maszynowym. Istnieje szeroka gama różnych elementów maszyny, zarówno ogólnego, jak i specjalnego przeznaczenia, a ich optymalna konstrukcja stanowi główny kierunek badań w inżynierii.
Uniwersalne elementy maszyny mogą być używane w dowolnym zastosowaniu i obejmują takie elementy, jak koła zębate, łożyska i wały. Przekładnie to obracające się części z zazębiającymi się zębami, które obracają się względem innych kół zębatych, powodując, że obracają się i przenoszą siłę obrotową lub moment obrotowy. Łożyska służą do przenoszenia siły - przykładem jest łożysko kulkowe, które pozwala zmniejszyć tarcie, ponieważ toczy się swobodnie pod ruchomą częścią. Wały i sprzęgła, podobnie jak koła zębate, przenoszą również moment obrotowy i są używane do łączenia części, szczególnie w pojazdach takich jak samochody i motocykle. Chociaż istnieje wiele odmian i innych typów elementów ogólnego przeznaczenia, wszystkie one działają w oparciu o te same zasady siły i ruchu i mogą być wbudowane w prawie każdą maszynę, jeśli to konieczne.
Drugą główną kategorią elementu maszyny jest element maszyny specjalnego przeznaczenia. Urządzenia te wykorzystują również podstawowe zasady siły i ruchu do działania, ale w przeciwieństwie do elementów ogólnego przeznaczenia, można je stosować tylko w określonych zastosowaniach. Tłoki i zawory są przykładami takich części. Zawory kontrolują przepływ płynu lub gazu przez rurę, blokując rurociąg, i można je otwierać lub zamykać za pomocą zewnętrznego przełącznika lub koła. Tłoki są ruchomymi elementami stosowanymi w silnikach i pompach do przenoszenia siły z ciśnienia gazu lub płynu w cylindrycznej komorze lub wypychania tego gazu lub płynu.
Podczas projektowania elementu maszyny inżynierowie starają się zoptymalizować kilka czynników. Element maszyny musi mieć wystarczającą wytrzymałość i trwałość, aby niezawodnie wykonywać swoją zamierzoną funkcję, ale powinien być również tak mały i lekki, jak to możliwe. Idealnie powinno być również łatwe i tanie w produkcji i utrzymaniu przy jednoczesnym zachowaniu standardów branżowych. Ponieważ podstawowa funkcja elementu maszyny jest najważniejszym czynnikiem branym pod uwagę przy projektowaniu, proces rozpoczyna się od dopasowania elementu do jego funkcji, a następnie uwzględnienia innych czynników.