Александр Горкин.

Энциклопедия «Техника» (с иллюстрациями)

(страница 10 из 86)

скачать книгу бесплатно

   Первые грузовые (товарные) вагоны – крытые и открытые (полувагоны, платформы) – в России были построены в 1855 г., с 1862 г. стали выпускать вагоны-ледники, с 1868 г. – вагоны с опрокидывающимся кузовом (вагон-самосвал, или думпкар), а с 1872 г. – вагоны-цистерны (для перевозки гл. обр. нефти, а также молока, живой рыбы, сыпучих продуктов и т. п.). Вагоны нового поколения, созданные в сер. 20 в., могли перевозить 50–60 т груза, вместимость кузова универсальных крытых вагонов достигала 120 мі. Выпускаются цельнометаллические полувагоны – основной тип грузового вагона, в котором можно перевозить грузы широкого ассортимента; платформы с металлическими бортами для сыпучих грузов; рефрижераторные вагоны; саморазгружающиеся бункерные вагоны-хопперы и хоппер-дозаторы, специализированные вагоны для грузов, требующих особых условий перевозки (для горячего агломерата, шлаков, чугуновозы миксерного типа, цистерны для кислот, сжиженных газов и пр.).
   Грузовые вагоны

   Первые пассажирские вагоны в России строились по образцу заграничных, поступавших из Германии, Бельгии и других стран. В 1850-е гг. были созданы отечественные пассажирские вагоны, отличающиеся внутренним оборудованием и отделкой; в 1866 г. в скорых поездах Санкт-Петербург – Москва введены впервые спальные вагоны (в США такие вагоны называют пульманами). Особое внимание уделялось отоплению вагонов с учётом климатических условий страны. В 1-й пол. 20 в. отечественное вагоностроение освоило выпуск купейных, жёстких, мягких, багажных, почтовых, а также вагонов для пригородного сообщения. К кон. 20 в. на железных дорогах страны использовались пассажирские вагоны практически всех типов: несамоходные с локомотивной тягой и самоходные (моторвагонные секции) для электропоездов и метрополитена; спальные, купейные, плацкартные и только с местами для сидения (креслами самолётного типа); специализированные вагоны для монорельсовых дорог, фуникулёра, трамвая и высокоскоростного железнодорожного транспорта.
   Пассажирские вагоны

   ВАГОНООПРОКИ́ДЫВАТЕЛЬ, установка для поворота (опрокидывания) вагона (иногда двух) и самопроизвольной разгрузки сыпучих грузов (зерно, руда, уголь, песок и т. п.). Вагоноопрокидыватели оборудуются системами автоматизации, виброустройствами для разрыхления слежавшихся и смёрзшихся грузов или удаления их остатков из вагона. Выгрузка может осуществляться через торцовые стенки вагона или через боковые (вагоноопрокидыватели роторного типа). Вагоноопрокидыватели устанавливают на грузовых площадках крупных металлургических, химических комбинатов, на электростанциях, предприятиях машиностроения и строительной индустрии, в морских и речных портах и т. п. В России первое такое сооружение с выгрузкой из торцовых дверей вагона построено в кон. 19 в. в Мариупольском порту (с 1991 г. на Украине).
   Вагоноопрокидыватель

   ВАГРÁНКА, печь, применяемая в литейном производстве для плавки чугуна.
Прототипом вагранки послужили доменные печи, в которых переплавляли литейный чугун и лом до сер. 18 в. Появление вагранки способствовало выделению чугунолитейных цехов в особое производство. Вагранка имеет вертикальную шахту, в нижней части которой расположен горн, служащий для накопления жидкого чугуна. Средняя часть шахты полностью загружается шихтовыми материалами – смесью металла, топлива (кокса) и флюсов (специальных добавок), обеспечивающих жидкотекучесть и другие свойства расплава. Из горна чугун перетекает в копильник, откуда выпускается в разливочный ковш через нижнюю лётку (специальное отверстие, заделываемое после окончания плавки и выпуска металла). Металлическая шихта состоит из получаемого в домне литейного чугуна (в чушках), чугунного лома, возврата металла литейного цеха (брак отливок, лом литников, прибылей и т. п.), стальных отходов металлургического производства (т. н. скрапа), ферросплавов для улучшения свойств (легирования) получаемого чугуна. Для ускорения розжига печи и интенсификации плавки металла в печь подают обогащённый кислородом воздух. Производительность вагранки зависит от её размеров, состава шихты, вида и расхода топлива.
   Схема вагранки:
   1 – жёлоб для выпуска чугуна из копильника; 2 – лётка; 3 – копильник; 4 – фурмы для дутья; 5 – воздушный коллектор; 6 – шахта; 7 – загрузочное окно; 8 – искроуловитель; 9 – труба; 10 – загрузочная бадья; 11 – разливочный ковш

   ВАКУУММÉТР (вакуумный манометр), прибор для измерения давления разреженного газа. Давление (разрежение) в вакуумметре определяется с помощью какой-либо физической величины, связанной с давлением (напр., деформации чувствительного элемента, вязкости, теплопроводности газа). Основные части вакуумметра: измерительный преобразователь давления в физическую величину (напр., в перемещение или электрический сигнал) и измерительный блок, непосредственно измеряющий этот сигнал. Результат измерения определяют по отсчётному устройству в виде шкалы, проградуированной в единицах давления (разрежения). В зависимости от устройства и принципа действия вакуумметры разделяются на жидкостные, механические, тепловые и др. В жидкостных вакуумметрах преобразователем давления служит столб жидкости (ртути или масла). Газ давит на жидкость, находящуюся в U-образной трубке. В одном из колен находится газ при измеряемом давлении Рх, а в другом – при известном (опорном) давлении Роп. Жидкостные вакуумметры бывают с закрытым и открытым коленом и др. Их недостатком является небольшой диапазон измерения давлений с нижним пределом до 10–3 мм рт. ст. В механических вакуумметрах давление газа воспринимает упругий чувствительный элемент – сильфон или мембрана, деформация которых передаётся стрелочному указателю. В мембранном вакуумметре мембрана герметически отделяет вакуумную систему от объёма, в котором поддерживается постоянное опорное давление. Деформация мембраны передаётся стрелке, передвигающейся по шкале. При измерении малых давлений для повышения чувствительности мембрану соединяют с электрическим датчиком. Принцип действия тепловых вакуумметров основан на зависимости теплопроводности разреженных газов от давления. Датчиком прибора служит герметичный баллон с проволокой, нагреваемой электрическим током. При изменении давления в системе изменяются отвод тепла от нити датчика и, следовательно, её температура (при постоянной мощности). Различают термопарные вакуумметры, температура нити которых измеряется присоединённой к ней термопарой, и теплоэлектрические вакуумметры сопротивления, температуру нити которых определяют по её электрическому сопротивлению.

   ВÁКУУМНАЯ МЕТАЛЛУ́РГИ́Я, металлургические процессы, при проведении которых используется вакуумное оборудование. Идея помещения расплавленного металла в вакуум для удаления из него газов высказывалась неоднократно ещё в 19 в., однако тогда невозможно было построить необходимое оборудование. Быстрое развитие вакуумной металлургии началось во 2-й пол. 20 в. В вакуумной металлургии различают операцию вакуумной обработки выплавленного металла и собственно процесс плавки в вакууме. Выплавленный обычным способом металл подвергают вакуумной обработке во время выпуска из печи или в разливочном ковше и таким образом очищают его от газов – дегазируют. Во втором случае и плавку, и разливку металла проводят в условиях вакуума. В вакуумной металлургии применяются индукционные печи, дуговые и электронно-лучевые печи. Электронно-лучевой способ вакуумной плавки обладает рядом преимуществ по сравнению с другими: плавка проводится в медном тигле, охлаждаемом водой, что позволяет избежать реакций расплава со стенками тигля. В электронно-лучевой печи можно переплавлять все без исключения металлы и сплавы, в т. ч. тугоплавкие и быстро окисляющиеся.

   ВÁКУУМНЫЙ МАНÓМЕТР, то же, что вакуумметр.

   ВÁКУУМНЫЙ НАСÓС, устройство, предназначенное для удаления (откачки) газов или паров из замкнутого объёма (системы) с целью получения в нём вакуума. Основные характеристики вакуумных насосов: предельное давление (остаточное давление или предельный вакуум); быстрота откачки – объём газа, откачиваемый при данном давлении в единицу времени. Различают следующие вакуумные насосы: механические, пароструйные, сорбционные, криогенные. В свою очередь, механические вакуумные насосы делятся на вращательные, двухроторные и турбомолекулярные. Среди вращательных вакуумных насосов наибольшее распространение получил пластинчато-роторный насос с масляным уплотнением. Всасывание и выталкивание газа в таком насосе осуществляется при изменении объёма ячеек, образованных эксцентрично расположенным ротором, в прорезях которого помещены подвижные пластины. Уплотнение зазоров между деталями насоса обеспечивается маслом. Двухроторный вакуумный насос состоит из двух фигурных роторов, которые при вращении создают в камере насоса направленное движение газа. Работа турбомолекулярного вакуумного насоса основана на использовании движения молекул газа в направлении его откачки при вращении ротора, состоящего из дисков. Принцип действия пароструйных насосов основан на захвате откачиваемого газа струёй пара.
   Двухроторный вакуумный насос

   В сорбционных вакуумных насосах используется способность сорбентов (напр., титана, молибдена) поглощать газ. Действие криогенных вакуумных насосов основано на поглощении газа поверхностью, охлаждённой до низкой (криогенной) температуры. В зависимости от обеспечиваемого диапазона давлений различают низковакуумные, средневакуумные, высоковакуумные и сверхвысоковакуумные насосы. Для получения сверхвысокого вакуума применяются криосорбционные вакуумные насосы, которые представляют собой криогенные насосы с тонкой плёнкой сорбента на внутренней поверхности камеры.

   ВÁЛИК малярный, предназначен для огрунтовки и окраски различными красящими составами стен, потолков и других гладких поверхностей. Используется вместо кистей, которые он значительно превосходит по производительности и качеству окраски. Валики чаще всего делают из меха или поролона. Они выпускаются промышленностью, но их несложно изготовить и самому. Диаметр валика от 40 до 70 мм, длина от 100 до 250 мм. Он крепится на оси специальной ручки с помощью гайки с шайбой или проволочной шпильки. Перед началом работы валики следует подержать в воде в течение нескольких часов, чтобы ворс приобрёл одинаковую жёсткость. Для работы с валиком окрасочный состав наливают в ведро или ванночку, в которые вставляют сетку на рамке или стальной лист с отверстиями для отжима излишков краски.
   Валик малярный

   ВÁЛОЧНАЯ МАШИ́НА, см. в ст. Лесозаготовительные машины.

   ВÁНКЕЛЯ ДВИ́ГАТЕЛЬ, роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания, разработанный в 1957 г. немецким учёным Ф. Ванкелем. В двигателе Ванкеля трёхгранный ротор (поршень) вращается в цилиндре специального профиля. Грани ротора отсекают переменные объёмы камер, в которых происходят обычные для двигателей внутреннего сгорания процессы. Вал ротора жёстко соединён с зубчатым колесом, которое входит в зацепление с неподвижной шестернёй. Ротор с зубчатым колесом обкатывается вокруг шестерни. Его грани скользят по внутренней поверхности корпуса, отсекая переменные объёмы камер. Такая конструкция позволяет осуществить четырёхтактный цикл без специального механизма газораспределения (с клапанами и кулачками). Другое его преимущество – постоянное вращение ротора, а не возвратно-поступательное движение поршней обычного двигателя внутреннего сгорания. Смесеобразование, зажигание, смазка, охлаждение, пуск у двигателя Ванкеля – такие же, как у обычных поршневых двигателей внутреннего сгорания. При одинаковой мощности имеют в 2–3 раза меньшие размеры, чем обычные поршневые двигатели. Двигатели Ванкеля применяются на автомобилях, вертолётах, моторных лодках.
   а)
   б)
   Ванкеля двигатель:
   а – схема двигателя; б – зубчатое зацепление;
   1 – ротор; 2 – вал; 3 – водяное охлаждение; 4 – корпус; 5 – свеча зажигания; 6 – неподвижная шестерня; 7 – зубчатое колесо;
   I – впуск; II – сжатие; III – расширение; IV – выпуск

   ВÁНТОВЫЕ КОНСТРУ́КЦИИ, геометрически неизменяемый тип висячей конструкции. Выполнены только из прямолинейных элементов (вантов) и часто называются вантовыми фермами. Как и в висячих конструкциях, все элементы вантовой фермы работают на растяжение, что позволяет использовать в качестве несущих частей фермы канаты из стальной проволоки. Вантовые фермы применяют в конструкциях мостов, где проезжая часть подвешивается на множестве косых тросов, крепящих её к высоким пилонам. При этом тросы натянуты от верхней точки пилона или от разных его уровней и расходятся веерообразно или параллельно, подобно струнам арфы. В вантовых мостах тросы делают предварительно напряжёнными, поэтому они предельно натянуты, не провисают и делают всё сооружение геометрически неизменяемым. При такой конструкции балка моста под проезжей частью может быть непривычно тонкой, поэтому вантовый мост является одним из самых экономичных и изящных мостов.
   Вантовый мост в г. Севилья, Испания

   ВÁНТУЗ, приспособление для прочистки канализационных стоков. Представляет собой полую резиновую полусферу (чашу) на рукоятке. Для прочистки стоков вантуз устанавливается над выпуском раковины (или ванны) так, чтобы края чаши были плотно прижаты к поверхности. В раковину наливают воду, пока она не накроет чашу. Затем резкими толчками рукоятки несколько раз продавливают чашу. Если засор удалён, вода беспрепятственно уходит из раковины с образованием воронки над выпуском.

   Вантуз: а – внешний вид; б – положение вантуза при прочистке стоков

   ВАРИÁТОР, отдельный агрегат или встроенный узел, служащий для плавного изменения частоты вращения ведущего вала относительно частоты вращения ведомого вала механизма. Состоит из одной или нескольких бесступенчатых передач и устройств, обеспечивающих их функционирование. Бесступенчатые передачи вариаторов выполняются с жёсткими звеньями, при соприкосновении которых усилие передаётся за счёт силы трения. Такие вариаторы (фрикционные) способны передавать мощности от нескольких ватт (в механизмах ручного регулирования приборов) до нескольких десятков киловатт (в транспортных машинах, прессах, металлорежущих станках). Посредством вариатора достигается оптимальный скоростной режим машины при различных условиях её работы. На металлорежущих станках, напр., с помощью вариатора можно поддерживать наивыгоднейшую скорость резания на различных участках заготовки при обработке поверхностей вращения переменного радиуса. На эскалаторах метрополитена вариаторы служат для согласования скоростей движения поручней и лестницы.

   ВÁТМАН, бытующее название чертёжно-рисовальной бумаги хорошего качества. Отличается высокой плотностью, однородной структурой, иногда имеет незначительный желтоватый оттенок. Используется для выполнения ответственных чертежей, архитектурных разработок, схем и эскизов, для рисования и т. п.

   ВАТТМÉТР, прибор для измерения активной электрической мощности (в ваттах). Ваттметры имеют две электрические цепи: тока (включается в цепь нагрузки последовательно) и напряжения (включается параллельно с нагрузкой). Шкала ваттметра градуируется в ваттах. Применяются электродинамические, электронные ваттметры (для измерений на постоянном и переменном токе) и ферродинамические ваттметры для измерений на переменном токе. Наиболее распространены электродинамические ваттметры (см. рис.), механизм которых состоит из неподвижной катушки 1, включённой последовательно с нагрузкой Н (цепь тока), и подвижной катушки 2, включённой через большое добавочное сопротивление R параллельно нагрузке (цепь напряжения). Работа ваттметра такого типа основана на взаимодействии магнитных полей подвижной и неподвижной катушек при прохождении по ним электрического тока. При этом вращающий момент, вызывающий отклонение подвижной части прибора и соединённой с ней стрелки (указателя), при постоянном токе пропорционален произведению силы тока на напряжение, а при переменном токе – ещё косинусу угла сдвига фаз между током и напряжением. Расширение пределов измерений достигается с помощью трансформаторов тока и добавочных резисторов, а в цепях высокого напряжения – с помощью трансформаторов тока и напряжения.
   Схема устройства и включения электродинамического ваттметра

   ВЕЗДЕХÓД, автомобиль высокой проходимости, пригодный для эксплуатации на любых дорогах и по бездорожью. Массовое производство вездеходов, используемых как артиллерийские тягачи и шасси для броневиков, началось в нач. 20 в. В кон. 1930-х гг. в США и СССР практически одновременно были разработаны и созданы лёгкие армейские многоцелевые вездеходы: американский джип и советский ГАЗ-64, затем – ГАЗ-67. В 1950-е гг. в таких странах, как Канада, СССР и США, имеющих большую территорию, развернулись работы по созданию джипов, многоцелевых и тяжёлых вездеходов, предназначенных, напр., для экспедиций, ведущих разведку полезных ископаемых. Типы и размеры современных вездеходов занимают практически весь диапазон транспортных средств – от небольших спортивных и прогулочных до тяжёлых многоосных машин. Вездеходы снабжены гусеничным, реже колёсным со специальными шинами движителем.
   В силовую передачу вводят дополнительные механизмы, позволяющие увеличивать тяговое усилие. Многие вездеходы являются амфибиями.
   Вездеход ГАЗ-3937, по прозвищу «Водник»

   ВЕЛОСИПÉД. История создания велосипеда носит весьма разноречивый характер. Не случайно фраза «Изобрести велосипед…» стала нарицательной. Среди изобретателей велосипеда числятся и российский крепостной крестьянин Артамонов, и русский изобретатель Л. Л. Шамшуренков, построивший и продемонстрировавший комиссии Сената «самобеглую коляску», о чём свидетельствует официальный протокол от 2 ноября 1752 г. Но общепризнанным изобретателем велосипеда считается немецкий инженер К. фон Дрейс. Велосипед, построенный им в 1817 г., представлял собой двухколёсную машину, приводимую в движение отталкиванием ног от земли. В 1858 г. к переднему колесу добавили педали, а в 1871 г. – цепной привод на заднее колесо. Наконец, 1889 г. можно считать годом рождения современного велосипеда.
   Деревянный велосипед-«бегунок»

   Велосипеды по назначению и конструкции делятся на детские, подростковые, дорожные, горные, спортивные и специальные. К последним относятся трёх – и четырёхколёсные грузовые велосипеды, цирковые, трюковые и т. п. Наиболее распространены дорожные велосипеды. Чаще всего они одноместные, реже многоместные, тандемы. Большое распространение получили также складные велосипеды, удобные для перевозки на транспорте. Устройство велосипедов в основном одинаковое. Рама – стальная, алюминиевая или карбоновая. Колесо состоит из обода, втулки, спиц и покрышки. То, что у автомобиля называется трансмиссией, на велосипеде – система, состоящая из двух или трёх зубчатых колёс – звёзд, соединённых с педалями, цепной передачи и набора малых зубчатых колёс (звёздочек), укреплённых на втулке заднего колеса. Цепь передаёт усилие от ведущих звёзд на ведомые звёзды. Перекидыванием цепи на разные комбинации звёзд при помощи переключателей меняется передаточное число привода. Тормоза имеют раздельный привод на переднее и заднее колёса. Конструкции велосипедов продолжают непрерывно совершенствоваться в направлении снижения веса, повышения безопасности и удобства езды, применения новейших материалов.
   Современный спортивный велосипед

   ВЕЛЬБÓТ, четырёх – или восьмивёсельная мореходная шлюпка с заострёнными образованиями оконечностей, снабжённая мачтой с парусом. Бывают разъездные и спасательные. В 17–19 вв. использовались для охоты на морских зверей.

   ВÉНТИЛЬ, 1) трубопроводный – запорное устройство в трубопроводах для перекрытия и регулирования потоков жидкости, пара или газа. Широко применяется в промышленных трубопроводах и в санитарно-технических устройствах. К трубам, насосам и другому оборудованию присоединяется посредством фланцев или резьбового соединения.
   2) В электротехнике – электрический прибор, проводимость которого в значительной степени зависит от направления электрического тока (в прямом направлении она существенно выше, чем в обратном). В электрическом вентиле используется эффект односторонней проводимости тока на границе металл – полупроводник или между двумя полупроводниками с различными примесями (полупроводниковые вентили), металл – вакуум (электронные или электровакуумные вентили), металл – газ (газоразрядные вентили), металл – электролит (электролитические вентили). В качестве вентилей применяют полупроводниковые, электровакуумные или газоразрядные диоды (в электро – и радиоаппаратуре – гл. обр. для выпрямления электрического тока), тиристоры (напр., в силовых устройствах преобразовательной техники и в системах автоматического управления в качестве переключающих приборов), тиратроны (напр., для создания коротких и мощных электрических импульсов в радиолокационных станциях) и др.

   ВЕНТИЛЯ́ТОР БЫТОВÓЙ, прибор для создания потока воздуха при проветривании помещений. Вентиляторы бывают настольные, настенные, потолочные, торшерные, ручные, оконные, автомобильные и др., мощность от нескольких десятков до нескольких сотен ватт. Вентиляторы выпускаются с резиновой или пластмассовой крыльчаткой с защитной сеткой, имеют электродвигатель и стойку с основанием. Некоторые вентиляторы могут автоматически изменять направление создаваемого воздушного потока за счёт периодического разворота корпуса в пределах порядка 120°. Крыльчатки имеют 3 или 4 лопасти.
   Вентилятор бытовой

   ВЕНТИЛЯ́ЦИЯ, регулируемый воздухообмен в помещениях. Человек в зависимости от рода деятельности выделяет в окружающий воздух тепло (100 ккал/ч и больше), углекислоту (23–45 л/ч), водяные пары (40–70 г/ч); выбросами тепла, водяных паров, газов и пыли сопровождаются производственные процессы. В результате воздух в непроветриваемых помещениях со временем становится по своим гигиеническим качествам неблагоприятным для здоровья человека. Целью вентиляции является обеспечение необходимой чистоты, температуры и влажности воздуха. Вентиляция может быть естественной и принудительной, приточной, вытяжной, приточно-вытяжной и механической (осуществляется вентиляторами). При естественной вентиляции воздухообмен происходит вследствие разности температур или под воздействием ветра. Приточная вентиляция обеспечивает только подачу воздуха в помещения; вытяжная вентиляция обеспечивает удаление загрязнённого воздуха, создавая тем самым разрежения, за счёт которых в это помещение поступает воздух снаружи или из соседних помещений. Если параметры воздуха в помещении должны постоянно отвечать строго определённым условиям (кондициям), применяют кондиционирование воздуха.


скачать книгу бесплатно


Поделиться ссылкой на выделенное