Машин үйлдвэрлэл

Машин үйлдвэрлэл нь (мөн машин судлал ч гэж нэрлэдэг) аж үйлдвэрийн сонгодог салбар буюу инженерийн сонгодог шинжлэх ухаан юм. Энэ салбар нь машины хөгжил, хийц болон үйлдвэрлэлийг дотроо агуулдаг.

Машин үйлдвэрлэл нь аж үйлдвэрлэлийн салбар болон хөгжих шалтгаан нь нь гар аргаар металл боловсруулах дархан (төмрийг хайлуулан түүгээр эд материал хийдэг хүн) болон мужаанаас эхлэлтэй бол инженерийн сонгодог шинжлэх ухаан болон хөгжих нь орчин үеийн шинжлэх ухааны систем болох сонгодог физик, ялангуяа сонгодог механик дээр тулгуурлан хөгжсөн явдал юм.

Оёдлын машин, ойролцоогоор 1900 он: Оёдлын машины ажиллах ерөнхий зарчим өнөөдрийг хүртэл хэвээрээ үлдсэн

Хуванцарыг хэвэнд дүүргэх болон цутгах машин, жишээ: орчин үеийн дараалан цутгах суурь машин

Машин үйлдвэрлэлийн хамрах хүрээний тойм

болон бусад хамааралтай сэдвүүд орно.

Машин үйлдвэрлэл, инженерийн шинжлэх ухаан

Хамаарал

Фолксваген мотор, механик инженерүүдийн бүтээсэн хийцийн жишээ

Механик инженерийн салбарыг инженерүүд, техникчид болон мэргэжсэн ажилчид бүрдүүлдэгээрээ онцлог юм. Эдгээр хүмүүс нь тухайн компаний хэр зэрэг өргөн хүрээтэй үйлдвэрлэл явуулдагаас шалтгаалан машин болон машины эд хэсгийн шинэ санаа, анхны загвар, тооцоо, дизайн, хийц загвар, сайжруулалт, судалгаа болон хөгжүүлэлт, үйлдвэрлэлт болон худалдаа борлуулалтанд ажиллана. Энэ бүтээгдэхүүн нь жижиг машины эд хэсгээс эхлээд тоног төхөөрөмж эсвэл маш нарийн хийцтэй үйлдвэрлэлийн шугам бүр цаашлаад бүхэл бүтэн үйлдвэр фабрикийг төлөвлөн, зохион бүтээн, угсраx болон ашиглалтанд оруулдаг байж болдог. Өнөө үед техникийн тоног төхөөрөмжийг CAD-програмын тусламжтай компьютерт зурж тооцоолж байна. Үүгээр бий болгосон CAD-файлыг ашиглан түүний шинж чанарыг симуляц хийн шалгаад (үүнд ялангуяа төгсгөлөг элементийн арга орно) CNC-Машинаар үйлдвэрлэж байна. Дараагийн бас нэг арга нь урвуулан инженерчлэх (анг. Reverse Engineering) бөгөөд энэхүү инженерчлэл нь тухайн байгаа бодит биетээс комьпютерийн моделл үүсгэн үүнээ цааш нь боловсруулах буюу сайжруулах ажлыг хийдэг. Жишээлбэл автомашины гаднах их биеийн чөлөөт хэлбэрийн гадаргуу эсвэл турбин болон шахагч сэнснүүд. Автоматжуулалт нэмэгдэх хэрээр тоног төхөөрөмжийг нарийн хийцтэй хэмжих- болон удирдах- тохируулах техникээр тоноглох болсон бөгөөд энэ тоноглолыг ч мөн механик инженерүүд хийцийг нь гаргадаг.

Үндсэн мэдлэг

Машин үйлдвэрлэлийн их сургуулиад заадаг үндсэн мэдлэгт байгалийн шинжлэх ухааны хичээлүүд болох математик, физик, хими, техникийн механик, материал судлал, зохион бүтээх техник, цахилгаан техник, термодинамик, урсгал судлалын механик болон хэмжилт-, удирдлага- болон тохируулгын техник, үйлдвэрлэх техник, үйлдвэрлэлийн технологи, машины эд хэсэг зэрэг орно.

Математик

Математик бол машин үйлдвэрлэлийн шинжлэх ухаанд чухал үүрэгтэй. Математикийн загваруудыг алгебр болон анализ (Ньютон болон Лайбнитзаар эхлээд Гауссын комплекс тоогоор өргөснө), дифференциал тэгшитгэл болон векторын анализ (чухал мэдлэг болох Лаплас, Бернауль, Стокес-ийн хуулиуд) эсвэл тооцоолон бодох аргаар бэлтгэнэ.

Материал судлал

Материал судлалын шинжлэх ухаан нь инженерийн шинжлэх ухааны салбар бөгөөд материалын бүтэц, шинж чанарын хоорондын хамаарлыг хэрэглээндээ тохируулах арга технологийг судалдаг юм. Үүний үндсэн дээр тухайн материалын бүтцийг зорилготойгоор өөрчилдөг жишээлбэл төмөр-нүүрстөрөгчийн холимог хайлшыг хатаах, хатуулагийг нэмэгдүүлэх болон нэмэлт хайлш хийн хүссэн ган болон болдыг гаргаж авах. Машин үйлдвэрлэлд хамгийн ихээр хэрэглэдэг хайлшуудыг гагнах боломжоос эхлэн амархан хэлбэрт орох гэх мэтээр түүний нүүрсний агуулгаар тохируулан гаргаж авна. Мөн цаашлаад зэвэрлтийг багасгахын тулд нэмэлтээр хайлш холиж өгдөг. Жин чухал зарим салбарт (ийм салбарт жишээ нь: агаарын болон сансрын тээвэр) төмрийн хайлшны оронд хөнгөнцагааны хайлш болон нийлмэл бодисуудыг сонгон хэрэглэдэг. Материалын чухал үзүүлэлтэнд түүний суналтын хязгаар, суналтын бат бэх бол уян налархайн коэффициент Е-модул орно.

Техникийн термодинамик

Термодинамикийн элбэг тохиолдох процесс, уурын машины ерөнхий зарчим
(улаан = өндөр температур,
шар= нам температур,
хөх= уурын төгсгөлийн температур)

Термодинамик, мөн дулаан судлал ч гэж нэрлэдэг, нь сонгодог физикийн нэг салбар хэсэг юм. Энэ салбар нь 19-р зуунд Жэймс Прэскотт Жоуль, Николас Леонард Сади Карнот, Жулиус Роберт фон Майер болон Херманн фон Хелмхолтц нарын хийсэн ажлын суурь дээр үндэслэгдэн бий болсон. Түүний судлах зүйл нь энерги болон энергийн хэлбэрээс ажил болон хувиргах чадвар, процессийг судална. Мөн хими, биологи болон техникийн хэрэглээний салбаруудад түүнийг өргөн хүрээтэйгээр ашиглах боломжтой нотлогдсон. Термодинамикийн тусламжтайгаар жишээлбэл зарим нэг химийн урвал хэвийн нөхцөлд явагддаг хэрнээ зарим нь яагаад явагддаггүй талаарx тайлбарыг мэдэж болно. Техникийн термодинамик нь тухайн системийн физик шинж чанарын зөвхөн макро төлөв байдлыг л авч үздэг. Тиймээс нь энэ нь маш хэмнэлттэй онол бөгөөд учир нь түүний жижиг хэсгүүд болох атом, молекулын хөдөлгөөнийг тооцолгүйгээр зөвхөн түүний дундаж хэмжээс болох даралт, температурыг авч үздэг.

Техникийн механик

Техникийн механикийн хялбарчилсан хүчний тооцооны бүдүүвч зураг

Техникийн механик нь инженерийн шинжлэх ухааны нэг салбар хэсэг юм. Түүний байгалийн шинжлэх ухааны үндэс нь сонгодог механик юм. Сонгодог механик нь өөрөө физикийн нэг салбар хэсэг юм. Техникийн механикийн судлах зүйлийн жишээнд статик, бат бөхийн онол, кинематик, хэв гажилтын механик болон машины динамикийн ачаалалын талаар судалдаг. Техникийн механикийн гүйцэтгэх үндсэн үүрэгт хүчний үйлчлэл, тэдгээрийн момент болон бусад ачааллын (жишээ нь материалын шинжлэх ухаан болон барилга, механик инженерийн салбарт хэрэглэх материалын ачаалал) тооцооны онол болон гаргалгааны арга ухааныг бэлтгэж өгөх. Ингэж тооцоолсоны дараа тухайн хийцийн эд материал хэмжээг сонгох боломжийг олгодог учир техникийн механик нь хэрэглээнд их ойр туслах шинжлэх ухаан юм.

Зохион бүтээх техник

Зохион бүтээх онол буюу -техник нь зохион бүтээцийн үндсийг агуулах ба үүнд анализ-, синтез-, үнэлгээ- болон сонгон шалгаруулах ажлыг шаардах бөгөөд тодорхой техникийн даалгаварыг тодорхой цаг хугацаанд хамгийн зөв шийдэл гаргах арга юм.^[1]
Зохион бүтээх арга барилын хүрээнд ялангуяа системтэйгээр шинэ санаа олох, нэгдсэн шийдэл болон хувилбарын үнэлэмж гаргах аргуудыг сурч авдаг. Жишээ нь: Зохион бүтээх xөгжлийн процесс, бүтээгдхүүний амьдралын тойргийн менежмент (анг. Product-Lifecycle-Management) эсвэл компьютерийн тусламжтай инженерчлэл (анг. Computer-aided-engineering = CAE). Эдгээр нь хамгийн оновчтой олон төрлийн шийдлийн сонголт олоход тусалдаг.

Эдгээр шийдлээс зөв зүйтэйг сонгохын тулд зохион бүтээгч инженерт байх ёстой үндсэн мэдлэгт болох механик хийц өөрөөр хэлбэл машины эд хэсэг, түүний хэмжилт угсралт суурилуулалт мөн үйлдвэрлэх үйлдвэрлэлийн талаарх мэдлэг чадвар зайлшгүй чухал. Үүнээс гадна энэ хийцийн шийдэлээ зөв зохистой баримтжуулах явдал нь дараа дараагийн шийдэл гаргах ажлыг ихэд хөнгөвчлөх сайн талтай. Баримтжуулалтанд мөн техникийн зураг зүй орох бөгөөд түүнд зориулсан олон олон техникийн стандартууд байдгийг мөн л зохион бүтээх техникийн хүрээнд буюу түүний нэг хэсэг болох дүрслэх геометрээр (туслах багаж хэрэгсэл нь CAD) олж авдаг.

Үйлдвэрлэх техник

Үйлдвэрлэх техник нь механик инженерийн чухал хэсэг бөгөөд энд эд ангийн үйлдвэрлэх арга техникийн талаар судлах ба ялангуяа эд хэсгийн хүлцэлийг яаж тэнцвэртэйгээр үйлдвэрлэх түүнийг үйлдвэрлэх процессийг яаж хямд төсөр сонгох талаар судална. Үйлдвэрлэлийн технологийг германд DIN 8580 (герм. Deutsche Industrie Normung, монг. германы аж үйлдвэрлэлтийн стандарт) стандартаар стандардчилсан байдаг. Үүнд:

Цахилгаан техник

Цахилгаан техникийг системтэйгээр техник хэрэглэх, мөн гүйдэл болон хүчдэлийн учир шалтгаан түүний нөлөө нөлөөлөл, дан ялангуяа техникт түүний хэрэглээ. Галвани, Волта болон Ампер нар цахилгаан гүйдэл, хүчдэлийн талаар онолыг нээсний дараа Ом тэдгээрийн хоорондын чухал пропорционал холбогдолыг нээн, Омын хуулиар тэрхүү холбогдлыг харуулдаг. Үүний дараах нээлт, жишээ нь соронзон орон болон богино долгион нь гэр ахуйн цахилгаан хэрэгсэлд ихээр хэрэглэн, өдөр тутмын амьдралыг энэ төрлийн багаж хэрэгсэлгүйгээр төсөөлөхөд бэрх болсон.

Машин үйлдвэрлэл, аж үйлдвэрлэлийн салбарт

Герман

Герман машин үйлдвэрлэлийн салбарын үндэс нь Иоханн вон Циммерманнаар эхэлнэ. Түүнийг германы багаж хэрэгслийн үйлдвэрлэлийн үндэслэгч юм. Түүний 1848 онд Хемнитц хотод үүсгэн байгуулсан багаж хэрэгслийн үйлдвэр нь герман дахь анхны багаж хэрэгслийн үйлдвэр байсан.

Машин үйлдвэрлэл нь өнөөдөр германы тэргүүлэх аж үйлдвэрийн салбар бөгөөд их хэмжээгээр экспортонд гаргадаг.

Германд 900.000 гаран ажилчин, гадаадад 300.000 гаран ажилчинтайгаар 130 тэрбум € (үүний 60% экспортоос) эргэлтийн хөрөнгийг жилдээ хийж байна. Энэ салбарт ойролцоогоор 6.600 аж ахуйн нэгж, үүний 95% нь 500-с илүүгүй ажилчинтай жижиг дунд үйлдвэрлэгч эзэлдэг. Машин үйлдвэрлэлээс олж байгаа эргэлтийн хөрөнгийг нэг хүнд оногдох хэмжээнд хувааж тооцвол 148.000 евро.

Швейцари

Өнгөрсөн зууны сүүл хүртэл механик инженерийн салбар нь швейцарийн экспортын тэргүүлэх салбар байсан. Өнөөдөр 14,9 хувиар хоёрдугаар байрт, химийн болон эмийн үйлдвэрлэл, мөн цагны үйлдвэрлэлийн дараа орж байна. Бүтцийн хувьд олон жижиг дунд үйлдвэрлэлийн компаниуд механик инженерийн салбарыг бүрдүүлэх бөгөөд цөөн тооны том үйлдвэрүүд ч бий.

Европ

Механик инженерийн салбар нь европын нэгдсэн бодлогын хүчээр өнөөдөр нилээд амар болсон. Урьд нь улс орон бүхэн өөрийн гэсэн үндэсний техникийн стандартын дагуу үйлдвэрлэн нөгөө улсад худалдах тохиолдолд тэр улсын стандартыг бас хангах шаардлагатай байдаг байв. Тиймээс 2009 оны 12-р сарын 29-нд европын холбооноос гаргасан Машин үйлдвэрлэлийн дүрэм 2006/42 ЕГ дүрмийн дагуу үйлдвэрлэгдсэн бүх суурь машиныг европын холбоонд чөлөөтэй экспортлох боломжтой болсон. Энэ журамд тодорхойлсоноор: машин гэдэг нь хоорондоо холбогдсон эд ангийн нийлбэр бөгөөд үүний хамгийн багадаа нэг эд хэсэг хөдөлгөөнтэй, хөдөлгөх хүч нь хүн болон амьтаны оролцоогүй байх ёстой^[2]. Өргөx болон буулгах зориулалттай машин энэ тодорхойлолтонд багтахгүй тусдаа онцгой тохиолдол болно. Дээрх тодорхойлолтыг таарч байгаа бүх машин CE-тэмдэглэгээгээр тэмдэглэгдсэн байх шаардлагатай. Мөн энэ тодорхойлолтын дагуу бол хулганы хавх хүртэл машин тооцогдох бөгөөд учир нь хавхыг цэнэглэн тавих шаардагдах хүч нь шууд ашиглагдахгүй харин пүршинд хадгалагдан үйлдэж байгаа болохоор.

Машин үйлдвэрлэлийн түүх

Механик инженер нь хамгийн эртний шинжлэх ухаан бөгөөд түүний суурь шинжлэх ухаан нь сонгодог физик (ялангуяа сонгодог механик) юм. 18-р зуунаас эхлэн инженерийн бие даасан мэргэжил болон хөгжсөн. Байгалийн шинжлэх ухааны ололт нээлтүүд нь механик инженерийн салбарт хэрэглээгээ олдог байлаа. Аж үйлдвэрийн хувьсгалын цаг үеэс эхлэн дэлхийг богино хугацаанд асар хурдацтайгаар өөрчилсөн.

МЭӨ машин үйлдвэрлэл

Ойролцоогоор МЭӨ 700 он: Бабилоны усан тээрэм, механик инженерийн хийц
Ойролцоогоор МЭӨ 550 он: Эргэх машин, анхны фрезерийн эргэх суурь машин
Ойролцоогоор МЭӨ 340 он: Аристотелийн тодорхойлолт: Хөшүүрэг, шурагийг машин хэмээн нэрлэж эхэлсэн
Ойролцоогоор МЭӨ 200 он: Алексдриагийн Герон анхны дулааны хүчний машин

Сургууль, сургалт

Их, дээд сургууль

Их дээд сургуулиадад (мөн техникийн их дээд сургууль) ирээдүйн инженер болохын тулд машин үйлдвэрлэлээр сурах нь гурван сонгодог инженерийн сургалтын нэг (нөгөө хоёр нь цахилгааны инженер болон барилгын инженер) юм.

Машин, түүний эд анги болон материалын тухай нарийвчлан сурахаас гадна тэдгээрийн хоорондын хамаарал болон асуудлыг шийдэх арга замыг олох аргачлалыг суралцана. Ирээдүйн инженерүүдэд системээр нь бодож тунгаах, энэ системийг таниж мэдэх түүнээ задлан ойлгож сурах арга барилыг чухалчлан заадаг. Ингэснээр нарийн төвөгтэй систем болох цахилгаан станц, автомашин, эсвэл онгоцыг түүний задрах бүх жижиг хэсэгт нь задлан, түүндэээ оновчтой шийдэл олсоны дараа түүнээ буцаан бүтэн систем болгон үйлдвэрлэх ур чадварт суралцдаг. Суралцаж дуусаад Bachelor of Science / Master of Science эсвэл Bachelor of Engineering / Master of Engineering (монг. Бакалавр инженер / Магистр инженер) инженерийн диплом авах ба үүний дараа академийн Bachelor / Master of Science (B.Sc. / M.Sc.) эсвэл Bachelor / Master of Engineering (B.Eng. / M.Eng.) цолыг нэрийнхээ өмнө цоллуулах эрхийг албан ёсоор хүлээж авна.

Техникийн дунд сургууль

Герман хэлтэй улс оронд их дээд сургуулийн инженерийн сургалтаас гадна механик инженерийн техникчдийг бэлтгэх мэргэжлийн сургуулиуд нь эртний уламжлалт сургалтын хэлбэрүүдийн нэг юм. Энэ төрлийн сургалтанд хоёр жил зөвхөн мэргэжлийн хичээл үзэx бөгөөд төгсөхдөө улсаас шалгагдсан техникч болох бөгөөд хүсвэл их дээд сургуульд инженерийн мэргэжлээр сурах эрхтэй болдог. Австри болон швейцарьт ч мөн ийм төрлийн мэргэжлийн сургалтууд байдаг.

Ном сурах бичиг

Karl-Heinrich Grote, Jörg Feldhusen (Hrsg.): Dubbel - Taschenbuch für den Maschinenbau. 23. Auflage. Springer, Berlin 2012, ISBN 978-3642173059. (Standardwerk)
Alfred Böge (Hrsg.): Handbuch Maschinenbau: Grundlagen und Anwendungen der Maschinenbau-Technik. 19., überarb. und. erw. Auflage. Vieweg, Braunschweig 2009, ISBN 978-3-8348-0487-7.
Ekbert Hering, Karl-Heinz Modler (Hrsg.): Grundwissen des Ingenieurs. 14., aktualisierte, Auflage. Fachbuchverlag Leipzig, Leipzig 2007, ISBN 978-3-446-22814-6.
Horst Czichos, Manfred Hennecke: Hütte. Das Ingenieurswissen. 33. Auflage. Springer, Berlin 2007, ISBN 978-3-540-20325-4.

Гадаад холбоос

Зүүлт тайлбар

↑ Rudolf Koller, Konstruktionslehre für den Maschinenbau 3. Springer-Verlag Berlin 1994. ISBN 3-540-57928-1 Хуудас XVIII
↑ Машины нэр томъёоны тодорхойлолт: 2-р гарчигийг үзнэ үү (PDF; 1,4 MB)

Мөн үзэх

: Портал:Механик инженер

[1] Rudolf Koller, Konstruktionslehre für den Maschinenbau 3. Springer-Verlag Berlin 1994. ISBN 3-540-57928-1 Хуудас XVIII

[2] Машины нэр томъёоны тодорхойлолт: 2-р гарчигийг үзнэ үү (PDF; 1,4 MB)

[1]

[2]