Una macchina è uno strumento contenente una o più parti che utilizza energia per eseguire un'azione prevista. Le macchine sono generalmente alimentate con mezzi meccanici, chimici, termici o elettrici e sono spesso motorizzate. Storicamente, uno strumento elettrico ha anche richiesto parti di movimento per classificare come macchina. Tuttavia, l'avvento dell'elettronica ha portato allo sviluppo di utensili elettrici senza parti in movimento che sono considerate macchine. [1]

Una macchina semplice è un dispositivo che trasforma semplicemente la direzione o l'entità di una forza, ma esiste un gran numero di macchine più complesse. Esempi includono veicoli, sistemi elettronici, macchine molecolari, computer, televisione e radio.

Contenuti

1 etimologia
2 Storia
3 tipi
3.1 meccanico
3.1.1 Macchine semplici
3.1.2 motori
3.2 elettrico
3.2.1 Macchina elettrica
3.2.2 Macchina elettronica
3.2.3 Macchine informatiche
3.3 Macchine molecolari
4 elementi a macchina
4.1 Meccanismi
4.2 Controller
5 Impatto
5.1 Rivoluzione industriale
5.2 meccanizzazione e automazione
5.3 Automata
6 Vedi anche
7 riferimenti
8 Ulteriori letture

Etimologia

La parola macchina deriva dalla parola latina machina, [1] che a sua volta deriva dal greco (Doric μαχανά Makhana, ionic μηχανή Mekhane "Contrasporto, macchina, motore", [2] Una derivazione da μῆχος Mekhos "significa opportuno, rimedio ad espedie, rimedio "[3]).

Un significato più ampio di "tessuto, struttura" si trova nel latino classico, ma non nell'uso greco.

Questo significato si trova nel francese tardo medievale ed è adottato dai francesi in inglese a metà del XVI secolo.

Nel 17 ° secolo, la parola potrebbe anche significare uno schema o una trama, un significato ora espresso dalla macchina derivata. Il significato moderno si sviluppa dall'applicazione specializzata del termine ai motori di scena utilizzati in teatro e ai motori d'assedio militari, sia tra la fine del XVI e l'inizio del XVII. L'OED traccia il significato formale e moderno al Lessicon Technicum di John Harris (1704), che ha:

La macchina, o il motore, in meccanico, è sufficiente per sollevare o fermare il movimento di un corpo ... Le macchine semplici sono comunemente considerate di essere in numero di sei, vale a dire. Il maltrattamento, il legno, la puleggia, la ruota, il cuneo e la vite ... macchine composte o motori, sono innumerevoli.

La parola motore usata come sinonimo (quasi) sia da Harris che in lingua successiva deriva in definitiva (tramite il vecchio francese) dall'ingenuità ingegnosa latina, un'invenzione ".
Storia
[icona] Questa sezione richiede l'espansione. (Marzo 2012)
Flint Hand Axa trovata a Winchester

Forse il primo esempio di un dispositivo fatto umano progettato per gestire l'alimentazione è l'ascia manuale, realizzata da scheggiatura di Flint per formare un cuneo. Un cuneo è una macchina semplice che trasforma la forza laterale e il movimento dello strumento in una forza di scissione trasversale e movimento del pezzo.

L'idea di una semplice macchina ha avuto origine con il filosofo greco Archimede intorno al III secolo a.C., che studiava le macchine semplici dell'Arcimedea: leva, puleggia e vite. [4] [5] Ha scoperto il principio del vantaggio meccanico nella leva. [6] Successivamente i filosofi greci hanno definito le Classic Five Simple Machines (escluse il piano inclinato) e sono stati in grado di calcolare approssimativamente il loro vantaggio meccanico. [7] Heron di Alessandria (circa 10–75 d.C.) nella sua meccanica di lavoro elenca cinque meccanismi che possono "mettere in moto un carico"; Leva, vento, puleggia, cuneo e vite, [5] e descrive la loro fabbricazione e usi. [8] Tuttavia, la comprensione dei Greci era limitata alla statica (l'equilibrio delle forze) e non includeva le dinamiche (il compromesso tra forza e distanza) o il concetto di lavoro.

Durante il Rinascimento le dinamiche dei poteri meccanici, come venivano chiamate le semplici macchine, iniziarono a essere studiate dal punto di vista di quanto lavoro utile potevano svolgere, portando infine al nuovo concetto di lavoro meccanico. Nel 1586 l'ingegnere fiammingo Simon Stevin derivava il vantaggio meccanico del piano inclinato ed era incluso con le altre macchine semplici. La teoria dinamica completa delle macchine semplici è stata elaborata dallo scienziato italiano Galileo Galilei nel 1600 a Le Meccaniche ("On Mechanics"). [9] [10] È stato il primo a capire che le macchine semplici non creano energia, semplicemente la trasformano. [9]

Le classiche regole di attrito scorrevole nelle macchine furono scoperte da Leonardo da Vinci (1452-1519), ma rimasero inediti nei suoi quaderni. Furono riscoperti da Guillaume Amontons (1699) e furono ulteriormente sviluppati da Charles-Augustin de Coulomb (1785). [11]
Tipi
Tipi di macchine e macchine di classificazione dei componenti correlati
Macchine semplici Piano incline, ruota e asse, leva, puleggia, cuneo, vite
Componenti meccanici Asse, cuscinetti, cinture, secchio, fissaggio, ingranaggi, tasti, catene di collegamento, rack e pignone, catene a rulli, corda, guarnizioni, molla, ruota
Clock Atomic Clock, orologio, clock a pendolo, orologio in quarzo
Compressori e pompe a vite di Archimede, pompa a getto eduttore, poppa idraulica, pompa, trompe, pompa a vuoto
Motori di calore motori a combustione esterna motore a vapore, motore a sterling
Motori a combustione interna motore alternativo, turbina a gas
Pompe di calore frigorifero assorbimento, frigorifero termoelettrico, raffreddamento rigenerativo
Pantografo dei collegamenti, Cam, Peaucellier-Lipkin
Turbina a gas turbina, motore a getto, turbina a vapore, turbina per l'acqua, generatore di vento, mulino a vento
Vela aerofasi, ala, timone, lembo, elica
Dispositivi elettronici Tubo sotto vuoto, transistor, diodo, resistenza, condensatore, induttore, memristor, semiconduttore, computer
Robot attuatore, servo, servomeccanismo, motore passo -passo, computer
Distributore automatico, galleria del vento, selezione di macchine di pesatura, macchine rivettanti
Meccanico
Articoli principali: macchina (meccanica) e ingegneria meccanica

La parola meccanica si riferisce al lavoro prodotto da macchine o macchinari. Si riferisce principalmente agli strumenti di macchinari e alle applicazioni meccaniche della scienza. Alcuni dei suoi sinonimi sono automatici e meccanici.
Macchine semplici
Articolo principale: macchina semplice
Tabella di semplici meccanismi, da Chambers 'Cyclopædia, 1728. [12] Le macchine semplici forniscono un "vocabolario" per comprendere macchine più complesse.

L'idea che una macchina possa essere suddivisa in semplici elementi mobili LED Archimede per definire la leva, la puleggia e la viti come macchine semplici. Al momento del Rinascimento, questo elenco è aumentato per includere la ruota e l'asse, il cuneo e il piano inclinato.
Motori
Articolo principale: motore

Un motore o un motore è una macchina progettata per convertire l'energia in un utile movimento meccanico. [13] [14] I motori di calore, compresi i motori a combustione interna e i motori a combustione esterna (come i motori a vapore) bruciano un carburante per creare calore, che viene quindi utilizzato per creare movimento. I motori elettrici convertono l'energia elettrica in movimento meccanico, i motori pneumatici usano aria compressa e altri, come i giocattoli a vento usano energia elastica. Nei sistemi biologici, motori molecolari come miosine nei muscoli usano energia chimica per creare movimento.
Elettrico

Mezzi elettrici operativi o producendo elettricità, relativi o interessati all'elettricità. In altre parole, significa utilizzare, fornire, produrre, trasmettere o gestire l'elettricità.
Macchina elettrica
Articolo principale: macchina elettrica

Una macchina elettrica è il nome generico per un dispositivo che converte l'energia meccanica in energia elettrica, converte l'energia elettrica in energia meccanica o cambia corrente alternata da un livello di tensione a un diverso livello di tensione.
Macchina elettronica
Articolo principale: Electronics

L'elettronica è il ramo di fisica, ingegneria e tecnologia che si occupa di circuiti elettrici che coinvolgono componenti elettrici attivi come tubi a vuoto, transistor, diodi e circuiti integrati e tecnologie di interconnessione passiva associate. Il comportamento non lineare dei componenti attivi e la loro capacità di controllare i flussi di elettroni rendono possibile l'amplificazione dei segnali deboli e di solito viene applicata alle informazioni e all'elaborazione del segnale. Allo stesso modo, la capacità dei dispositivi elettronici di agire come switch rende possibile l'elaborazione delle informazioni digitali. Tecnologie di interconnessione come circuiti, tecnologia di imballaggio elettronico e altre varie forme di infrastruttura di comunicazione funzionalità completa del circuito e trasformano i componenti misti in un sistema di lavoro.
Macchine informatiche

I computer memorizzano e manipolano il flusso di elettroni, con schemi in questo deposito e flusso interpretato come manipolazione delle informazioni. Vedi la macchina a stato e la macchina Turing.

Charles Babbage ha progettato varie macchine per tabulare logaritmi e altre funzioni nel 1837. Il suo motore di differenza è il primo calcolatore meccanico. Questa macchina è considerata un precursore del computer moderno, sebbene nessuno sia stato costruito nella vita di Babbage.
Macchine molecolari

Lo studio delle molecole e delle proteine ​​che sono la base delle funzioni biologiche ha portato al concetto di una macchina molecolare. Ad esempio, i modelli attuali del funzionamento della molecola di kinesina che trasportano le vescicole all'interno della cellula e la molecola di miosina che opera dall'actina per causare la contrazione muscolare; Queste molecole controllano il movimento in risposta a stimoli chimici.

I ricercatori di nano-technologia stanno lavorando per costruire molecole che eseguono il movimento in risposta a uno stimolo specifico. Contrariamente a molecole come la kinesina e la miosina, queste nanomachine o macchine molecolari sono costruzioni come macchine tradizionali progettate per funzionare in un compito.
Elementi a macchina
Articolo principale: Elemento macchina

Le macchine sono assemblate da tipi standardizzati di componenti. Questi elementi consistono in meccanismi che controllano i movimenti in vari modi come treni di ingranaggi, interruttori a transistor, azionamenti a cinghia o catena, collegamenti, sistemi di camma e follower, freni e frizioni e componenti strutturali come membri del telaio e chiusura.

Le macchine moderne includono sensori, attuatori e controller di computer. La forma, la trama e il colore delle copertine forniscono un'interfaccia di stile e operativa tra i componenti meccanici di una macchina e i suoi utenti.
Meccanismi

Gli assiemi all'interno di una macchina che il movimento di controllo sono spesso chiamati "meccanismi". [15] [16] I meccanismi sono generalmente classificati come treni di ingranaggi e ingranaggi, meccanismi di camma e follower e collegamenti, sebbene ci siano altri meccanismi speciali come collegamenti di serraggio, meccanismi di indicizzazione e dispositivi di attrito come freni e frizioni.

Per maggiori dettagli sulle macchine meccaniche consultare la macchina (meccanica) e i sistemi meccanici.
Controller

I controller combinano sensori, logica e attuatori per mantenere le prestazioni dei componenti di una macchina. Forse il più noto è il governatore del flyball per un motore a vapore. Esempi di questi dispositivi vanno da un termostato che quando la temperatura aumenta apre una valvola al raffreddamento dell'acqua per accelerare i controller come il sistema di controllo della velocità di crociera in un'automobile. Il controller logico programmabile ha sostituito i relè e i meccanismi di controllo specializzati con un computer programmabile. I servi motori che posizionano accuratamente un albero in risposta a un comando elettrico sono gli attuatori che rendono possibili i sistemi robotici.
Impatto
Rivoluzione industriale
Articolo principale: Rivoluzione industriale

La rivoluzione industriale fu un periodo dal 1750 al 1850 in cui i cambiamenti nell'agricoltura, nella produzione, nell'estrazione, i trasporti e la tecnologia ebbero un profondo effetto sulle condizioni sociali, economiche e culturali dei tempi. È iniziato nel Regno Unito, poi successivamente si è diffuso in Europa occidentale, Nord America, Giappone e infine nel resto del mondo.

A partire dalla parte successiva del XVIII secolo, ha iniziato una transizione in alcune parti dell'economia del lavoro manuale della Gran Bretagna e della bozza-animale verso la produzione a base di macchine. È iniziato con la meccanizzazione delle industrie tessili, lo sviluppo di tecniche di produzione del ferro e il crescente uso del carbone raffinato. [17]
Meccanizzazione e automazione
Articoli principali: meccanizzazione e automazione
Un paranco di miniere alimentata ad acqua usata per sollevare il minerale. Questo blocco di legno proviene da De re Metallica di Georg Bauer (nome latinizzato Georgius Agricola, circa 1555) un libro di testo minerario precoce che contiene numerosi disegni e descrizioni di attrezzature da mining.

La meccanizzazione o la meccanizzazione (BE) fornisce agli operatori umani macchinari che li assiste con i requisiti muscolari del lavoro o sposta il lavoro muscolare. In alcuni campi, la meccanizzazione include l'uso di strumenti manuali. Nell'uso moderno, come in ingegneria o economia, la meccanizzazione implica macchinari più complessi degli strumenti manuali e non includerebbero dispositivi semplici come un cavallo non ingannato o un mulino da asino. I dispositivi che causano variazioni di velocità o variazioni di reciproca al movimento rotante, usando mezzi come ingranaggi, pulegge o covoni e cinture, alberi, camme e manovelle, di solito sono considerate macchine. Dopo l'elettrificazione, quando la maggior parte dei piccoli macchinari non era più alimentato a mano, la meccanizzazione era sinonimo di macchine motorizzate. [18]

L'automazione è l'uso di sistemi di controllo e tecnologie di informazione per ridurre la necessità di un lavoro umano nella produzione di beni e servizi. Nell'ambito dell'industrializzazione, l'automazione è un passo oltre la meccanizzazione. Mentre la meccanizzazione fornisce agli operatori umani macchinari per aiutarli con i requisiti muscolari del lavoro, l'automazione riduce notevolmente la necessità di requisiti sensoriali e mentali umani. L'automazione svolge un ruolo sempre più importante nell'economia mondiale e nell'esperienza quotidiana.
L'anatra digestiva di Jacques de Vaucanson, salì nel 1739 come il primo automobile in grado di digestione
Automata
Articolo principale: Automaton

Un automa (plurale: automi o automi) è una macchina autooperante. La parola viene talvolta usata per descrivere un robot, più specificamente un robot autonomo. Un'ortografia alternativa, ora obsoleta, è l'automazione.

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