Машина

Машина відповідає своєму призначенню тільки в тому випадку, якщо вона характеризується наступними необхідними характеристиками:

• продуктивність — чим вона вища, тим нижча собівартість продукції;
• економічність — машина повинна мати великий коефіцієнт корисної дії, займати меншу площу, витрачати менше енергії, палива, забезпечувати підвищену точність, вимагати менших затрат праці на обслуговування і ремонт тощо. Всього цього можна досягнути вдосконаленням конструктивної схеми машини, раціональним вибором основних її параметрів і конструктивних форм, використанням автоматичних систем для регулювання і керування машиною та забезпеченням оптимізації робочого режиму.;
• експлуатаційна надійність — властивість машини виконувати задані функції, зберігаючи при цьому свої експлуатаційні показники в допустимих межах, протягом наперед заданого проміжку часу. Показником надійності може бути ймовірність безвідмовної роботи машини в призначеному інтервалі часу при мінімальних ремонтних витратах. Чим ближча ймовірність безвідмовної роботи до одиниці, тим вища надійність машини;
• довговічність — здатність машини і її вузлів протистояти впливу старіння, зносу, корозії тощо, визначає такий стан машини, при якому вона здатна виконувати задані функції з параметрами щодо вимог технічної документації із збереженням міцності, незмінності форми і розмірів, стійкості проти спрацьовування, потрібної механічної жорсткості, тепло- і вібростійкості. Роботоздатність деталей машин забезпечується наданням їм відповідних розмірів і форм, раціональним добором матеріалів для виготовлення їх з використанням технологій зміцнення, застосуванням антикорозійного захисту і відповідного змащування;
• технологічність конструкції — ступінь відповідності конструкції машини оптимальним умовам виробництва при заданому масштабі випуску продукції;
• екологічність машини — здатність її виконувати свої функції без шкідливого впливу на довкілля. Екологічність при проєктуванні і конструюванні забезпечується використанням технологічно чистих джерел енергії, запобіганням шкідливому забрудненню виробничих приміщень, нейтралізацією продуктів робочого процесу машини, відповідною герметизацією робочих об'ємів машини, використанням матеріалів для деталей із урахуванням можливості їх утилізації після виходу з ладу, забезпеченням виконання функції машини з низьким рівнем шуму та вібрацій.
• безпечність в експлуатації характеризує придатність конструкції машини до нормальної експлуатації протягом визначеного технічною документацією строку служби без аварійних руйнувань, небезпечних для обслуговчого персоналу, виробничого обладнання, а також інших суміжних об'єктів.
• вартість — залежить у першу чергу від маси машини, чим вона менша, тим більша економія металу і тим нижча вартість машини. На вартість впливає багато інших факторів, таких як: ступінь досконалості технологічного процесу виробництва, ступінь уніфікації конструкції машини, вартість матеріалів і покупних виробів необхідних для її виготовлення і т. д.

Насамперед машина повинна повністю відповідати вимогам і нормам конструкторської документації, технічних умов і стандартів.

За функційними ознаками у структуру машини входять взаємопов'язані механізми, на кожен з яких покладена певна функція. Механізми можуть складатись із твердих тіл, містити гідравлічні, пневматичні, електричні складові, робота яких базується на використанні рідких, газоподібних тіл або електричного струму відповідно.

3 точки зору функціонального призначення механізми машин поділяються на такі види:

• механізми двигунів і перетворювачів (турбіни, генератори, насоси і т. д.);
• передавальні механізми (редуктори, пасові передачі, ланцюгові передачі і т. д.);
• виконавчі механізми (механізми пресів, механізми переміщення інструменту, механізм ковша екскаватора і т. д.);
• засоби управління, контролю та регулювання (давачі, дія яких ґрунтується на зміні електричного опору, ємності, індуктивності, а також на виникненні електрорушійної сили в процесі дії контрольованих механічних, акустичних, теплових, електричних, магнітних, оптичних чи радіаційних величин; програмовані логічні контролери; системи ЧПК та ін.));
• засоби подавання, транспортування, живлення та сортування (механізми гвинтових шнеків, скребкових та ковшових елеваторів; для транспортування та подавання сипучих матеріалів, механізми сортування готової продукції за розмірами, формою, виглядом тощо);
• засоби автоматичного обліку, дозування та пакування готової продукції (механізми дозування і пакування харчових продуктів, механізми дозування і розливу продукції у вигляді рідини і т. д.).

У залежності від призначення, конструкції та принципу роботи конкретної машини до її складу можуть входити декілька механізмів однакового призначення (наприклад, механізмів двигунів чи насосів, передавальних чи виконавчих механізмів) або деякі із розглянутих видів механізмів можуть бути відсутніми. Оскільки робоча машина найчастіше складається з трьох основних механізмів: двигуна, передавального і виконавчого, або власне робочого механізму, котрим визначаться спеціалізація машини і заради якого машина і створюється (металообробна машина, зернозбиральний комбайн і т. д.).

Конструктивно машина складається з деталей, вузлів та агрегатів. Кожен з цих елементів має предметну чи функціональну спеціалізацію, повне призначення і разом з тим узгоджується з іншими елементами машини, утворюючи в сукупності цілісну діючу конструкцію.

Деталь — елемент машини, кожен з яких являє собою одне ціле і не може бути розібраний без руйнування на простіші складові ланки машин. Кількість деталей у сучасних машинах досягає десятків тисяч. Виконання машин з деталей передусім викликане необхідністю забезпечення відносних рухів (ступенів свободи) частин. Але нерухомі та взаємно нерухомі частини машин (ланки) також виконують із окремих сполучених деталей. Це дає можливість застосовувати оптимальні матеріали, швидко відновлювати працездатність спрацьованих машин, замінюючи тільки прості та зношені деталі, що полегшує їх виготовлення, забезпечує можливість і зручність процесу складання машин.

За ознаками застосування та поширення в машинобудуванні деталі можна розділити на групи:

• стандартні  — це деталі, що виготовляються відповідно до державних, галузевих стандартів або стандартів підприємства;
• уніфіковані  — це деталі, запозичені з іншого виробу, тобто раніше спроєктовані як оригінальні;
• оригінальні  — деталі конструюють для певної машини і вони, як правило, раніше не проєктувались і не виготовлялись.

Вузол — частина машини, яка являє собою роз'ємне або нероз'ємне з'єднання декількох деталей, яке можна зібрати окремо від інших складових частин машини або механізму і яке здатне виконувати певні функції у виробах одного призначення тільки спільно з іншими складовими частинами. Особливістю кожного конкретного вузла є те, що він може виконувати свої функції тільки у складі певної машини, для якої він призначений. Характерними прикладами вузлів можуть бути зварні корпуси, гідро- та пневмоциліндри, планетарні механізми, гальмівні пристрої, шпиндельні блоки, обгінні муфти, запобіжні клапани тощо.

Агрегат — нормалізований вузол машини, який забезпечує повну взаємозамінюваність і самостійно виконує властиві йому функції. Це дає можливість використовувати агрегати не тільки в конструкції якоїсь певної машини, а складати з них, залежно від потреб виробництва, машини різних компонувань (машинні агрегати). Так, приміром, у машинобудівному виробництві набули широкого використання агрегатні верстати, до складу яких входить тільки нормалізовані елементи (агрегати) у вигляді силових столів, багатопозиційних поворотних столів, силових головок, шпиндельних коробок і гідропанелей. Завдяки стандартизованим приєднувальним розмірам з цих елементів можуть компонуватися агрегатні верстати різного призначення.

Типовими зразками агрегатів, які входять до складу машини, є електричні двигуни, редуктори, насоси, різного призначення, гідроагрегати у вигляді гідропідсилювачів, генератори електричного струму, компресори та багато інших. 3 агрегатів компонують деякі машини сільськогосподарського виробництва; велика кількість агрегатів входить до складу прокатних станів металургійного виробництва, до машинобудівельної, транспортної і транспортуючої техніки, до машин хімічної i переробної промисловості.

Вивчення взаємодії людина-машина знайшло своє застосування у складних проєктах: космічні розробки, розробки комп'ютерних чипів, робототехніці, інтеграції програмного забезпечення і мостобудуванні

Під системою «людина-машина» мається на увазі система, що включає людину-оператора (групу операторів) і машину, за допомогою якої здійснюється трудова діяльність. Система «людина-машина» являє собою окремий випадок керуючих систем, в яких функціонування машини і діяльність людини пов'язані єдиним контуром регулювання. При організації взаємозв'язку людини і машини основна роль належить уже не так анатомічним і фізіологічним, як психологічним властивостям людини: сприйняття, пам'яті, мислення, уваги тощо Від психологічних властивостей людини багато в чому залежить її інформаційна взаємодія з машиною. Особливості цієї взаємодії є об'єктом вивчення інженерної психології, загальної теорії систем та її прикладного напрямку системотехніки.

Під системою в загальній теорії систем розуміється комплекс взаємопов'язаних і взаємодіючих між собою елементів, призначений для вирішення єдиного завдання. Системи можуть бути класифіковані за різними ознаками. Однією з них може бути ступінь участі людини в роботі системи.

З цієї точки зору розрізняють автоматичні, автоматизовані і неавтоматичні системи. Робота автоматичної системи здійснюється без участі людини. У неавтоматичних системах вироблення керувальних впливів ведеться виключно людиною, а у роботі автоматизованої системи бере участь як людина, так і технічні пристрої. Отже, останні системи якраз і є системами «людина-машина».

На практиці застосовуються найрізноманітніші види систем «людина-машина». Основою їх класифікації можуть з'явитися наступні чотири групи ознак:

• цільове призначення системи — керуючі, обслуговуючі, навчальні, інформаційні, дослідницькі. Особливість керуючих і обслуговуючих систем полягає в тому, що об'єктом цілеспрямованих впливів у них є машинний компонент системи. У навчальних та інформаційних системах напрям впливів протилежний — на людину. У дослідних системах вплив має обидва спрямування;
• характеристики людської ланки — моносистеми, коли машина або система машин взаємодіє з однією людиною і полісистеми, коли в керування бере участь колектив людей;
• тип і структура машинної ланки — за ступенем складності виконуваних функцій можна виділити прості машини (інструменти, енергоперетворювачі і т. д.), складні машини (прокатні стани, енергетичне устаткування, автоматизовані лінії) і системотехнічні комплекси (повітряний лайнер, промислове підприємство, обчислювальний центр, транспортна система і т. д.);
• вид взаємодії компонентів системи — може бути безперервною і епізодичною (регулярною і стохастичною).

Науковою основою розробки та експлуатації машин є машинознавство.

Машинознавство — галузь науки і техніки, яка розв'язує проблеми проєктування, розрахунків, методів і засобів експериментального визначення пружнодеформованого стану, випробування, виготовлення, експлуатації та ремонту деталей, вузлів, окремих механізмів і машин загалом, створення раціональних конструкцій, підвищення працездатності, надійності та довговічності деталей і вузлів машин, розроблення нових і вдосконалення наявних технічних і конструкторських рішень, які забезпечують підвищення якості та ефективності роботи, незалежно від галузі техніки та призначення машин.

• Словом машина часто називають автомобіль.
• Абстрактне математичне поняття, синонім поняття «автомат», як, наприклад, машина Тюринга.

• Динамо-машина
• Людино-машинне виробництво
• Машинознавство
• Машинобудування
• Автоматизація
• Системотехніка
• Машинне виробництво

• Бучинський М.Я., Горик О.В., Чернявський А.М., Яхін С.В. ОСНОВИ ТВОРЕННЯ МАШИН / [За редакцією О.В. Горика, доктора технічних наук, професора, заслуженого працівника народної освіти України]. – Харків : Вид-во «НТМТ», 2017. — 448 с. : 52 іл. ISBN 978-617-578-281-1
• Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2007. — Т. 2 : Л — Р. — 670 с. — ISBN 57740-0828-2.
• Кіницький Я. Т. Теорія механізмів і машин: Підручник. -К.: Наукова думка,2002.- 660 с. ISBN 966-00-0740-Х
• Теорія механізмів і машин. Курс лекцій для студентів напряму підготовки 0902 «Інженерна механіка» денної та заочної форм навчання / Б. I. Червоний, Рівне: НУВГП , 2006. — 216 с.
• Сидоренко В. К., Терещук Г. В., Юрженко В. В. Основи техніки і технології: навчальний посібник — К.: НПУ, 2001. — 163 с.
• Oberg, Erik; Franklin D. Jones, Holbrook L. Horton, and Henry H. Ryffel (2000). ed. Christopher J. McCauley, Riccardo Heald, and Muhammed Iqbal Hussain. ed. Machinery's Handbook (26th edition ed.). New York: Industrial Press Inc.. ISBN 0-8311-2635-3.
• Попов С.В., Бучинський М.Я., Гнітько С.М., Чернявcький А.М. Теорія механізмів технологічних машин: підручник для студентів механічних спеціальностей закладів вищої освіти. Харків: НТМТ, 2019. 268 с.
• Sybille Krämer: Symbolische Maschinen. Die Idee der Formalisierung in geschichtlichem Abriss. Wissenschaftliche Buchgesellschaft, Darmstadt 1988, ISBN 3-534-03207-1
• Hans-Dieter Bahr: Über den Umgang mit Maschinen. Konkursbuchverlag, Tübingen 1983, ISBN 3-88769-011-7
• Martin Burckhardt: Vom Geist der Maschine. Eine Geschichte kultureller Umbrüche. Campus Verlag, Frankfurt/M./New York 1999, ISBN 3-593-36275-9
• Гнітько С.М., Бучинський М.Я., Попов С.В., Чернявcький Ю.А. Технологічні машини: підручник для студентів спеціальностей механічної інженерії закладів вищої освіти. Харків: НТМТ, 2020. 258 с.

• Машина // Українська мала енциклопедія : 16 кн. : у 8 т. / проф. Є. Онацький. — Буенос-Айрес, 1960. — Т. 4, кн. VII : Літери Ле — Ме. — С. 941-942. — 1000 екз.