Техника твоими руками

Наполните рюмку до краев водой, накройте ее листком промокательной бумаги, а сверху положите стеклянную пластинку. Прижмите пластинку к рюмке и переверните все вместе вверх дном. Через некоторое время промокательная бумага впитает часть воды, и в рюмке над водой образуется пустое пространство. Рюмка крепко присосется к пластинке. Оторвать ее от пластинки удастся, только применив некоторое усилие.

Небольшие перемещения детали или материала для ее изготовления осуществляются с помощью поворотного устройства карусельного типа. Диск, на котором расположены детали, поворачивается на определенный угол, подставляя деталь под тот или иной инструмент. Когда очередная операция завершена, диск поворачивается еще немного и т. д. Пройдя все операции, деталь может быть снята с поворотного диска.

Для передвижения различных изделий используются всевозможные рычажные устройства, толкатели, захватывающие приспособления и т. д. А часто бывает и так, что изделия сами себя транспортируют, скользя по гладкой поверхности и подталкивая друг друга.

Концевые выключатели

Перейдем теперь к приспособлениям, которые дают возможность машине самой реагировать как на данные ей распоряжения, так и на всякие случайности и непредвиденные обстоятельства. Для этого существуют так называемые концевые выключатели. Один из подобных выключателей мы рассматривали, когда говорили о жидкостном реле — сигнализаторе уровня.

Но обычно, когда говорят о концевых выключателях, имеют в виду контактные устройства, приводимые в действие либо частью машины, либо изготовляемой деталью.

Предположим, деталь дошла до определенного места и должна идти обратно или по другому направлению. Она нажала контакт, включила другой конвейер и отправилась в нужном направлении. То же может происходить, когда нужно оградить действие какого-нибудь механизма, чтобы он не переходил заданный предел. Во всех подобных случаях делается контактное приспособление, с помощью которого происходит либо остановка этого механизма, либо поворот его в другую сторону.

Регулятор

Существует еще одно очень важное устройство, необходимое для успешной работы автоматов, — регулятор. Задача регулятора следить, чтобы соблюдался заданный машине режим. Если вопрос идет о температуре печи, термический регулятор строго следит, чтобы температура была не выше и не ниже определенных пределов. Если это регулятор давления, например воздуха, то с помощью пневматического реле он регулирует величину давления.

Мы разберем на практике работу одного из стариннейших регуляторов скорости — центробежного регулятора. Под действием центробежной силы грузики, укрепленные шарнирно, расходятся в стороны. Верхний шарнир опускается вдоль оси и, нажимая на специальное приспособление, связанное с рычагом, уменьшает, например, доступ пара в рабочий цилиндр паровой машины. Скорость вращения снижается, грузики под действием пружины возвращаются в прежнее положение, и доступ пара в цилиндры увеличивается. Таким образом, малейшее отклонение скорости от заданной автоматически устраняется и скорость держится на одном уровне.

Чтобы проследить это на опыте, сделайте волчок из картонного кружка и тонкой деревянной палочки. Из тонкого картона вырежьте узкую полоску, сделайте из нее кольцо, проделайте в нем два отверстия и наденьте кольцо на ось волчка. По бокам к картонному кольцу прикрепите два пластилиновых шарика, а низ кольца прикрепите к диску волчка. Если вы запустите этот волчок, то под действием центробежной силы шарики разойдутся, картонное кольцо растянется в стороны и его верх опустится вдоль оси волчка. Чем больше скорость, тем сильнее сожмется картонное кольцо.

Клапаны

Клапаны применяются во многих машинах и приборах. Они широко используются в двигателях внутреннего сгорания, в различных водоподъемных устройствах, насосах для жидкостей и газов, в паровых машинах и т. д.

Счетчики

Прежде чем рассказать, как это делается, напомним, что, когда вы хотите послушать какую-то музыку, вы выбираете граммофонную пластинку, ставите ее на диск патефона, включаете его и слушаете музыку. Вы, ставя пластинку, даете задание патефону, задаете ему нужную программу. При желании можно заменить пластинку — патефон проиграет и другую.

Для выполнения автоматом определенной программы устанавливают специальные диски-шайбы. Диски, вращаясь, нажимают на поставленные против них рычаги, которые либо сами выполняют нужную работу, либо подготавливают другие механизмы для выполнения этой работы, например, замыкают контакты, включают какие-то двигатели, исполнительные механизмы и т. п.

Обычно каждый диск «заведует» одной определенной несложной работой: например, один диск пододвигает заготовку на рабочее место, другой в это же время включает сверло, третий пододвигает сверло к заготовке, сверлит отверстие и отодвигает сверло обратно. Первые два диска затем выключают сверло и отодвигают деталь. Каждый диск делает свое дело.

Для того чтобы это пояснить на примере, вырежьте из фанеры маленький диск в виде эллипса.

Насадите его на ось, пропустив ее не через середину эллипса, а несколько сбоку, как показано на рисунке.

Около диска установите рычаг, который должен одним из своих концов касаться диска. У этого конца установите пружину, она все время будет прижимать рычаг к диску.

Фанерный диск, вращаясь, постепенно поднимает конец рычага, затем опускает его. Можно вырезать и поставить на место эллипсообразного диска другой, который по-иному будет воздействовать на рычаг. Например, постепенно поднимет его и резко опустит.

Можно вырезать диски самой разнообразной формы, и все они по-разному будут передвигать рычаг.

Рычаг даже может во время вращения диска стоять на месте и только в определенный момент поворота диска совершать резкое движение вверх и вниз.

Здесь вам предоставляется возможность на практике убедиться, какие задания можно дать рычагу. Ведь все движения рычага могут передаваться исполнительным механизмам или приборам, которые ими управляют (реле для запуска двигателей, муфты сцепления и т. п.).

На одном валу может находиться одновременно несколько дисков, и каждый из них будет иметь свою программу работы.

Значит, меняя диски, мы можем изменять программу работы машины. На некоторых швейных машинах можно задавать программу работы, заменяя специальные шайбы. Поставил одну шайбу — шов идет нормальный, поставил другую — шов идет «елочкой», поставил третью — шов идет зигзагами и т. д. Как видите, программирующее устройство может оказаться у вас дома, под рукой.

Для программирования часто пользуются системой переключателей. Например, диспетчер задает поезду программу движения по определенным путям, нажав соответствующие кнопки и тем самым включив нужные стрелки и светофоры. Водитель машины, переключив рычаг скоростей, задает машине определенную скорость движения.

Но существует и более сложное программирующее устройство. В машину вставляют чертеж определенной детали, а через некоторое время из нее выходит готовая деталь. Как это происходит? Существует «электрический глаз» — фотоэлемент, он «осматривает» последовательно каждый квадратный миллиметр чертежа и реагирует на его светлые и черные места. Каждый раз подается импульс тока, и исполнительные органы, например резцы, в эти моменты вгрызаются в металл, и заготовка постепенно превращается в готовую деталь, согласно заложенному чертежу.

Язык автоматов

В заключение расскажем еще об одном способе «разговора» с машинами. Можно давать распоряжение машине в письменном виде.