Eine Maschine ist ein Werkzeug, das eine oder mehrere Teile enthält, in denen Energie eine beabsichtigte Aktion ausführt. Maschinen werden normalerweise mit mechanischen, chemischen, thermischen oder elektrischen Mitteln angetrieben und häufig motorisiert. In der Vergangenheit musste ein Elektrowerkzeug auch bewegte Teile als Maschine klassifizieren. Das Aufkommen der Elektronik hat jedoch zur Entwicklung von Elektrowerkzeugen geführt, ohne sich bewegende Teile zu bewegten, die als Maschinen gelten. [1]

Eine einfache Maschine ist ein Gerät, das einfach die Richtung oder Größe einer Kraft transformiert, aber es gibt eine große Anzahl komplexere Maschinen. Beispiele sind Fahrzeuge, elektronische Systeme, molekulare Maschinen, Computer, Fernsehen und Radio.

Inhalt

1 Etymologie
2 Geschichte
3 Typen
3.1 mechanisch
3.1.1 einfache Maschinen
3.1.2 Motoren
3.2 Elektrisch
3.2.1 Elektrische Maschine
3.2.2 Elektronische Maschine
3.2.3 Computermaschinen
3.3 Molekulare Maschinen
4 Maschinenelemente
4.1 Mechanismen
4.2 Controller
5 Auswirkungen
5.1 industrielle Revolution
5.2 Mechanisierung und Automatisierung
5.3 Automaten
6 Siehe auch
7 Referenzen
8 Weitere Lesen

Etymologie

Die Wortmaschine leitet "[3]).

Eine breitere Bedeutung von "Stoff, Struktur" findet sich in klassischer Latein, aber nicht in griechischer Verwendung.

Diese Bedeutung findet sich im späten mittelalterlichen Französisch und wird Mitte des 16. Jahrhunderts von den Franzosen ins Englische angenommen.

Im 17. Jahrhundert könnte das Wort auch ein Schema oder eine Handlung bedeuten, eine Bedeutung, die jetzt durch die abgeleitete Machung ausgedrückt wird. Die moderne Bedeutung entwickelt sich aus der speziellen Anwendung des Begriffs auf Bühnenmotoren, die im Theater und auf militärische Belagerungsmotoren verwendet werden, sowohl im späten 16. als auch im frühen 17. Jahrhundert. Die OED verfolgt die formale, moderne Bedeutung für John Harris 'Lexicon Technicum (1704), das hat:

Maschine oder Motor in Mechanik ist überhaupt, dass die Bewegung eines Körpers entweder ausreicht oder gestoppt wird ... einfache Maschinen werden allgemein als sechs angesehen, nämlich. Die Kugel, die Abgänger, die Riemenscheibe, das Rad, der Keil und der Schrauben ... zusammengesetzte Maschinen oder Motoren sind unzählige.

Die Wortmotor wird sowohl von Harris als auch in einer späteren Sprache als (nahezu) Synonym verwendet.
Geschichte
[Icon] Dieser Abschnitt erfordert eine Expansion. (März 2012)
Flint Hand Axt in Winchester gefunden

Vielleicht ist das erste Beispiel für ein menschliches Gerät, das für die Verwaltung von Strom ausgelegt ist, die Handaxt, die durch Chipping Flint zum Bildungskeil hergestellt wird. Ein Keil ist eine einfache Maschine, die die laterale Kraft und die Bewegung des Werkzeugs in eine transversale Spaltkraft und Bewegung des Werkstücks verwandelt.

Die Idee einer einfachen Maschine entstand mit dem griechischen Philosophen Archimedes um das 3. Jahrhundert v. Er entdeckte das Prinzip des mechanischen Vorteils im Hebel. [6] Spätere griechische Philosophen definierten die klassischen fünf einfachen Maschinen (ohne die geneigte Ebene) und konnten ihren mechanischen Vorteil grob berechnen. [7] Heron von Alexandria (ca. 10–75 n. Chr.) In seiner Arbeitsmechanik listet fünf Mechanismen auf, die "eine Last in Bewegung festlegen" können. Hebel, Windklasse, Riemenscheibe, Keil und Schraube [5] und beschreibt ihre Herstellung und Verwendung. [8] Das Verständnis der Griechen beschränkte sich jedoch auf Statik (das Gleichgewicht der Kräfte) und umfasste keine Dynamik (den Kompromiss zwischen Kraft und Entfernung) oder das Arbeitskonzept.

Während der Renaissance wurden die Dynamik der mechanischen Kräfte, wie die einfachen Maschinen genannt wurden, unter dem Gesichtspunkt untersucht, wie viel nützliche Arbeit sie leisten konnten, was schließlich zum neuen Konzept der mechanischen Arbeit führte. 1586 leitete der flämische Ingenieur Simon Stevin den mechanischen Vorteil der geneigten Ebene ab, und es wurde mit den anderen einfachen Maschinen enthalten. Die vollständige dynamische Theorie der einfachen Maschinen wurde 1600 in Le Meccaniche ("On Mechanics") von italienischer Wissenschaftler Galileo Galilei ausgearbeitet. [9] [10] Er war der erste, der verstand, dass einfache Maschinen keine Energie erzeugen, sondern lediglich verwandeln. [9]

Die klassischen Regeln für die Reibung in Maschinen wurden von Leonardo da Vinci (1452–1519) entdeckt, blieben jedoch in seinen Notizbüchern unveröffentlicht. Sie wurden von Guillaume Amontons (1699) wiederentdeckt und von Charles-Augustin de Coulomb (1785) weiterentwickelt. [11]
Typen
Arten von Maschinen und verwandten Komponenten Klassifizierungsmaschinen (en)
Einfache Maschinen geneigte Ebene, Rad und Achse, Hebel, Riemenscheibe, Keil, Schraube
Mechanische Komponenten Achse, Lager, Gürtel, Eimer, Verschluss, Zahnrad, Schlüssel, Verbindungsketten, Rack und Ritzel, Rollenketten, Seil, Dichtungen, Feder, Rad
Uhr Atomuhr, Uhr, Pendeluhr, Quarzuhr
Kompressoren und Pumpen Archimedes 'Schraube, Edugor-Jet-Pumpe, hydraulischer Widder, Pumpe, Trompe, Vakuumpumpe
Wärme Motoren externe Verbrennungsmotoren Dampfmotor, Stirling -Motor
Interne Verbrennungsmotoren, die Motor, Gasturbine erwidern
Wärmepumpenabsorptionskühlschrank, thermoelektrischer Kühlschrank, regenerative Kühlung
Verknüpfungen Pantograph, Cam, Peacellier-Lipkin
Turbinen -Gasturbine, Strahlmotor, Dampfturbine, Wasserturbine, Windgenerator, Windmühle
Segelsegel, Flügel, Ruder, Klappe, Propeller
Elektronische Geräte Vakuumrohr, Transistor, Diode, Widerstand, Kondensator, Induktor, Memristor, Halbleiter, Computer, Computer
Roboter Aktuator, Servo, Servomechanismus, Schrittmotor, Computer
Verschiedene Verkaufsautomaten, Windkanal, Überprüfung von Waagen, Nietmaschinen
Mechanisch
Hauptartikel: Maschine (mechanisch) und Maschinenbautechnik

Das Wort mechanisch bezieht sich auf die Arbeit, die von Maschinen oder Maschinen erzeugt wurde. Es bezieht sich hauptsächlich auf die Maschinenwerkzeuge und die mechanischen Anwendungen der Wissenschaft. Einige seiner Synonyme sind automatisch und mechanisch.
Einfache Maschinen
Hauptartikel: Einfache Maschine
Tabelle einfacher Mechanismen aus Chambers 'Cyclopædia, 1728. [12] Einfache Maschinen bieten ein "Wortschatz" zum Verständnis komplexerer Maschinen.

Die Idee, dass eine Maschine in einfache bewegliche Elemente unterteilt werden kann, führte Archimedes dazu, den Hebel, die Riemenscheibe und die Schraube als einfache Maschinen zu definieren. Zum Zeitpunkt der Renaissance stieg diese Liste auf Rad und Achse, Keil und geneigte Ebene.
Motoren
Hauptartikel: Motor

Ein Motor oder Motor ist eine Maschine, die Energie in eine nützliche mechanische Bewegung umwandelt. [13] [14] Wärmemotoren, einschließlich Verbrennungsmotoren und externer Verbrennungsmotoren (wie Dampfmotoren), verbrennen einen Kraftstoff, um Wärme zu erzeugen, die dann zur Bewegung verwendet wird. Elektromotoren verwandeln elektrische Energie in mechanische Bewegung, pneumatische Motoren verwenden Druckluft und andere, wie z. B. Aufwickeln, die elastische Energie verbrauchen. In biologischen Systemen nutzen molekulare Motoren wie Myosine in Muskeln chemische Energie, um Bewegung zu erzeugen.
Elektrisch

Elektrische bedeutet, Strom zu betreiben oder Strom zu erzeugen, in Bezug auf Strom oder mit Strom. Mit anderen Worten, es bedeutet, mit Strom zu verwenden, bereitzustellen, zu produzieren, zu übertragen oder betrieben zu werden.
Elektrische Maschine
Hauptartikel: Elektrische Maschine

Eine elektrische Maschine ist der generische Name für ein Gerät, das mechanische Energie in elektrische Energie umwandelt, elektrische Energie in mechanische Energie umwandelt oder den Wechselstrom von einem Spannungsniveau in einen anderen Spannungsniveau ändert.
Elektronische Maschine
Hauptartikel: Elektronik

Elektronik ist der Zweig von Physik, Ingenieurwesen und Technologie, die sich mit elektrischen Schaltkreisen befassen, die aktive elektrische Komponenten wie Vakuumröhrchen, Transistoren, Dioden und integrierte Schaltkreise sowie die damit verbundenen passiven Verbindungstechnologien umfassen. Das nichtlineare Verhalten aktiver Komponenten und ihre Fähigkeit zur Steuerung von Elektronenströmen ermöglichen die Verstärkung schwacher Signale und werden normalerweise auf Informationen und Signalverarbeitung angewendet. In ähnlicher Weise ermöglicht die Fähigkeit elektronischer Geräte, als Switches zu fungieren, die digitale Informationsverarbeitung. Verbindungstechnologien wie Leiterplatten, elektronische Verpackungstechnologie und andere unterschiedliche Formen der Kommunikationsinfrastruktur vollständige Schaltungsfunktionalität und verwandeln die gemischten Komponenten in ein Arbeitssystem.
Computermaschinen

Computer speichern und manipuliert den Elektronenfluss, wobei Muster in diesem Speicher und Fluss als Informationsmanipulation interpretiert werden. Siehe Zustandsmaschine und Turing -Maschine.

Charles Babbage entwarf verschiedene Maschinen, um Logarithmen und andere Funktionen im Jahr 1837 zu tabellieren. Sein Differenzmotor ist der erste mechanische Taschenrechner. Diese Maschine gilt als Vorläufer des modernen Computers, obwohl keiner in Babbags Leben eingebaut wurde.
Molekulare Maschinen

Die Untersuchung der Moleküle und Proteine, die die Grundlage biologischer Funktionen bilden, hat zum Konzept einer molekularen Maschine geführt. Zum Beispiel aktuelle Modelle des Betriebs des Kinesinmoleküls, das Vesikel in der Zelle transportiert, sowie des Myosinmoleküls, das gegen Actin arbeitet, um Muskelkontraktion zu verursachen; Diese Moleküle kontrollieren die Bewegung als Reaktion auf chemische Reize.

Forscher in der Nano-Technologie arbeiten daran, Moleküle zu konstruieren, die eine Bewegung als Reaktion auf einen bestimmten Reiz durchführen. Im Gegensatz zu Molekülen wie Kinesin und Myosin sind diese Nanomaschinen oder molekularen Maschinen Konstruktionen wie herkömmliche Maschinen, die für eine Aufgabe ausgelegt sind.
Maschinenelemente
Hauptartikel: Maschinenelement

Maschinen werden aus standardisierten Komponentenarten zusammengestellt. Diese Elemente bestehen aus Mechanismen, die die Bewegung auf verschiedene Arten steuern, wie z. B. Zahnradzüge, Transistorschalter, Riemen- oder Kettenfahrten, Verbindungen, Nocken- und Follower -Systeme, Bremsen und Kupplungen sowie strukturelle Komponenten wie Rahmenelemente und Befestigungselemente.

Zu den modernen Maschinen zählen Sensoren, Aktuatoren und Computercontroller. Die Form, Textur und Farbe der Abdeckungen bieten eine Styling und eine operative Schnittstelle zwischen den mechanischen Komponenten einer Maschine und ihren Benutzern.
Mechanismen

Baugruppen innerhalb einer Maschine, die die Steuerbewegung häufig als "Mechanismen" bezeichnet. [15] [16] Mechanismen werden im Allgemeinen als Zahnräder und Zahnradzüge, CAM- und Follower -Mechanismen sowie als Verknüpfungen klassifiziert, obwohl es andere spezielle Mechanismen wie Klemmverbindungen, Indexierungsmechanismen und Reibungsgeräte wie Bremsen und Kupplungen gibt.

Weitere Informationen zu mechanischen Maschinen finden Sie in Maschine (mechanische) und mechanische Systeme.
Controller

Controller kombinieren Sensoren, Logik und Aktuatoren, um die Leistung von Komponenten einer Maschine aufrechtzuerhalten. Am bekanntesten ist vielleicht der Flyball -Gouverneur für eine Dampfmaschine. Beispiele für diese Geräte reichen von einem Thermostat, der mit dem Temperaturanstieg ein Ventil zum Abkühlen von Wasser bis zur Geschwindigkeit von Controllern wie dem Tempomat in einem Auto in einem Auto öffnet. Der programmierbare Logik -Controller ersetzte Relais und spezialisierte Steuermechanismen durch einen programmierbaren Computer. Servomotoren, die eine Welle als Reaktion auf einen elektrischen Befehl genau positionieren, sind die Aktuatoren, die Robotersysteme ermöglichen.
Einfluss
Industrielle Revolution
Hauptartikel: Industrielle Revolution

Die industrielle Revolution war eine Zeit von 1750 bis 1850, in der Veränderungen in der Landwirtschaft, Herstellung, Bergbau, Transport und Technologie tiefgreifende Auswirkungen auf die sozialen, wirtschaftlichen und kulturellen Bedingungen der Zeit hatten. Es begann im Vereinigten Königreich und verbreitete sich anschließend in Westeuropa, Nordamerika, Japan und schließlich im Rest der Welt.

Ab dem späteren Teil des 18. Jahrhunderts begann in Teilen der zuvor manuellen Arbeitskräfte- und Draft-Animal-Wirtschaft in der maschinellen Fertigung einen Übergang. Es begann mit der Mechanisierung der Textilindustrie, der Entwicklung von Eisenherstellungstechniken und der verstärkten Verwendung raffinierter Kohle. [17]
Mechanisierung und Automatisierung
Hauptartikel: Mechanisierung und Automatisierung
Ein wasserbetriebener Minenheizung, der zum Erziehen von Erz verwendet wird. Dieser Holzblock stammt aus De Re Metallica von Georg Bauer (Latinized Name Georgius Agricola, ca. 1555), ein frühes Bergbaulehrbuch, das zahlreiche Zeichnungen und Beschreibungen von Bergbaugeräten enthält.

Die Mechanisierung oder Mechanisierung (BE) bietet menschlichen Betreibern Maschinen, die ihnen die muskulösen Anforderungen der Arbeit unterstützt oder die muskulöse Arbeit verdrängt. In einigen Bereichen umfasst die Mechanisierung die Verwendung von Handwerkzeugen. Bei der modernen Verwendung, wie beispielsweise in der Ingenieurwesen oder in der Wirtschaft, impliziert die Mechanisierung Maschinen komplexer als Handwerkzeuge und würde keine einfachen Geräte wie ein ungewaufes Pferd oder Eselmühle enthalten. Geräte, die Geschwindigkeitsänderungen oder Änderungen an oder von der Drehbewegung verursachen, unter Verwendung von Mitteln wie Zahnrädern, Riemenscheiben oder Schäften und Riemen, Wellen, Nocken und Kurbeln werden normalerweise als Maschinen betrachtet. Nach der Elektrifizierung war die Mechanisierung, als die meisten kleinen Maschinen nicht mehr von Hand betrieben wurden, ein Synonym für motorisierte Maschinen. [18]

Automatisierung ist die Verwendung von Kontrollsystemen und Informationstechnologien, um die Notwendigkeit menschlicher Arbeit bei der Herstellung von Waren und Dienstleistungen zu verringern. Im Bereich der Industrialisierung geht die Automatisierung ein Schritt über die Mechanisierung hinaus. Während die Mechanisierung menschlichen Betreibern Maschinen bietet, um sie bei den muskulösen Arbeitsanforderungen zu unterstützen, verringert die Automatisierung den Bedarf an menschlichen sensorischen und mentalen Anforderungen erheblich. Die Automatisierung spielt eine immer wichtigere Rolle in der Weltwirtschaft und in der täglichen Erfahrung.
Die Verdauung von Jacques de Vaucanson, 1739 als erster Automaten, der zur Verdauung fähig ist
Automaten
Hauptartikel: Automaton

Ein Automaten (Plural: Automaten oder Automaten) ist eine selbstoperative Maschine. Das Wort wird manchmal verwendet, um einen Roboter zu beschreiben, insbesondere einen autonomen Roboter. Eine alternative Schreibweise, die jetzt veraltet ist, ist die Automatisierung.

https://en.wikipedia.org/wiki/machine