نقل

تتضمن الآلات أجزاءً ثابتة وأخرى متحركة . وتتميز الأجزاء المتحركة بحركات مضبوطة ومقيدة. ^{[ 1 ] [ 2 ]}

يستثني هذا المصطلح السوائل التي تمر عبر الآلة، مثل الوقود أو سائل التبريد أو السائل الهيدروليكي ، بالإضافة إلى الأجزاء الميكانيكية (مثل الأقفال والمفاتيح والصواميل والمسامير وأغطية الزجاجات) التي يتم تحريكها فقط لإعادة تهيئة الآلة. ويُطلق على النظام الذي لا يحتوي على أجزاء متحركة اسم "الحالة الصلبة".

يُعدّ عدد الأجزاء المتحركة في الآلة عاملاً مؤثراً في كفاءتها الميكانيكية . فكلما زاد عدد الأجزاء المتحركة، زادت كمية الطاقة المفقودة على شكل حرارة نتيجة الاحتكاك بينها. ^{[ 3 ]} فعلى سبيل المثال، في محرك سيارة حديث ، يُفقد ما يقارب 7% من إجمالي الطاقة الناتجة عن احتراق وقود المحرك بسبب الاحتكاك بين أجزائه المتحركة. ^{[ 4 ]}

على النقيض، كلما قل عدد الأجزاء المتحركة، زادت الكفاءة. يمكن أن تكون الآلات التي لا تحتوي على أي أجزاء متحركة ذات كفاءة عالية جدًا. على سبيل المثال، لا يحتوي المحول الكهربائي على أجزاء متحركة، وعادةً ما تتجاوز كفاءته الميكانيكية 90%. (تنتج خسائر الطاقة المتبقية في المحول عن أسباب أخرى، بما في ذلك فقدان الطاقة بسبب المقاومة الكهربائية في ملفات النحاس، وفقدان الطاقة الناتج عن التخلف المغناطيسي ، وفقدان الطاقة الناتج عن التيارات الدوامية في القلب الحديدي). ^{[ 5 ]}

تُستخدم وسيلتان للتغلب على خسائر الكفاءة الناتجة عن الاحتكاك بين الأجزاء المتحركة. أولاً، يتم تزييت الأجزاء المتحركة . ثانياً، تُصمم الأجزاء المتحركة للآلة بحيث يكون احتكاكها ببعضها البعض ضئيلاً. ويتضمن هذا الأخير بدوره نهجين: الأول هو تصغير حجم الآلة، وبالتالي تقليل مساحات الأجزاء المتحركة التي تحتك ببعضها البعض؛ والثاني هو تعديل تصميمات المكونات الفردية، بتغيير أشكالها وبنيتها لتقليل الاحتكاك أو تجنبه تماماً. ^{[ 4 ]}

يُقلل التشحيم أيضًا من التآكل ، وكذلك استخدام المواد المناسبة. ومع تآكل الأجزاء المتحركة، قد يتأثر دقة الآلة. لذا، يتعين على المصممين تصميم الأجزاء المتحركة مع مراعاة هذا العامل، والتأكد من أنه إذا كانت الدقة على مدار عمر الآلة ذات أهمية قصوى، فيجب مراعاة التآكل، وتقليله قدر الإمكان. (مثال بسيط على ذلك هو تصميم عربة يدوية بسيطة ذات عجلة واحدة . فالتصميم الذي يكون فيه المحور مثبتًا على أذرع العربة وتدور العجلة حوله يكون عرضة للتآكل الذي يُسبب اهتزازًا سريعًا، بينما المحور الدوار المتصل بالعجلة والذي يدور على محامل في الأذرع لا يبدأ بالاهتزاز مع تآكل المحور عبر الأذرع.) ^{[ 6 ]}

علم الاحتكاك هو التخصص العلمي والهندسي الذي يتعامل مع تزييت واحتكاك وتآكل الأجزاء المتحركة ^{، وهو} مجال متعدد التخصصات يشمل علم المواد والهندسة الميكانيكية والكيمياء والميكانيكا . [ ⁷ ]

كما ذكرنا، يُعدّ التآكل مصدر قلق للأجزاء المتحركة في الآلة. وتشمل المخاوف الأخرى التي تؤدي إلى الفشل التآكل ، والتآكل الكيميائي ، والإجهاد الحراري وتوليد الحرارة، والاهتزاز ، وحمل الإجهاد ، ^{[ 8 ]} والتجويف .

يرتبط الإجهاد بقوى القصور الذاتي الكبيرة، ويتأثر بنوع حركة الجزء المتحرك. فالجزء المتحرك ذو الحركة الدورانية المنتظمة يكون أقل عرضة للإجهاد من الجزء المتحرك الذي يتذبذب ذهابًا وإيابًا. يؤدي الاهتزاز إلى التلف عندما يصطدم تردد تشغيل الآلة بتردد رنين واحد أو أكثر من الأجزاء المتحركة، مثل الأعمدة الدوارة. يتجنب المصممون هذه المشاكل بحساب الترددات الطبيعية للأجزاء أثناء التصميم، وتعديلها للحد من هذا الرنين أو إزالته تمامًا.

وتشمل العوامل الأخرى التي يمكن أن تؤدي إلى تعطل الأجزاء المتحركة أعطال أنظمة التبريد والتشحيم في الآلة. ^{[ 8 ]}

أحد العوامل الأخيرة والمحددة المرتبطة بتعطل الأجزاء المتحركة هو الطاقة الحركية. يؤدي التحرر المفاجئ للطاقة الحركية للأجزاء المتحركة في الآلة إلى أعطال ناتجة عن الإجهاد الزائد إذا أعاق جسم غريب حركة أحد هذه الأجزاء. على سبيل المثال، تخيل حجراً عالقاً بين شفرات مروحة أو دافعة، أو حتى ما يُعرف بـ" المفتاح الذي يعيق العمل". ^{[ 8 ]} (انظر قسم أضرار الأجسام الغريبة لمزيد من التفاصيل).

الطاقة الحركية للآلة هي مجموع الطاقات الحركية لأجزائها المتحركة. ويمكن، رياضياً، اعتبار الآلة ذات الأجزاء المتحركة نظاماً متصلاً من الأجسام، حيث تُجمع طاقاتها الحركية ببساطة. وتُحدد الطاقات الحركية الفردية من الطاقات الحركية لانتقالات الأجزاء المتحركة ودورانها حول محاورها . ^{[ 9 ]}

يمكن تحديد الطاقة الحركية الدورانية للأجزاء المتحركة من خلال ملاحظة أن كل نظام من هذه الأجزاء المتحركة يمكن اختزاله إلى مجموعة من الأجسام المتصلة التي تدور حول محور لحظي، والتي تشكل إما حلقة أو جزءًا من حلقة مثالية، نصف قطرها${\displaystyle a}$يدور عند${\displaystyle n}$عدد الدورات في الثانية . تُعرف هذه الحلقة المثالية باسم دولاب الموازنة المكافئ ، ونصف قطرها هو نصف قطر الدوران . تكامل مربعات أنصاف أقطار جميع أجزاء الحلقة بالنسبة لكتلتها${\displaystyle \int a^{2}dm}$ويمكن التعبير عن ذلك أيضًا إذا تم نمذجة الحلقة كمجموعة من الجسيمات المنفصلة كمجموع حاصل ضرب كتلها ومربعات أنصاف أقطارها.${\displaystyle \sum _{k=0}^{n}m_{k}\times a_{k}^{2}}$عزم القصور الذاتي للحلقة ، ويرمز له بـ${\displaystyle I}$الطاقة الحركية الدورانية للنظام بأكمله من الأجزاء المتحركة هي${\displaystyle {\frac {1}{2}}آي\أوميغا ^{2}}$، أين${\displaystyle \omega }$ هي السرعة الزاوية للأجزاء المتحركة حول نفس محور عزم القصور الذاتي. ^{[ 9 ] [ 10 ]}

الطاقة الحركية لانتقال الأجزاء المتحركة هي${\displaystyle {\frac {1}{2}}mv^{2}}$، أين${\displaystyle m}$الكتلة الكلية و${\displaystyle v}$يمثل مقدار السرعة . وهذا يعطينا صيغة الطاقة الحركية الكلية للأجزاء المتحركة في الآلة كما يلي :${\displaystyle {\frac {1}{2}}أنا\أوميغا ^{2}+{\frac {1}{2}}mv^{2}}$[ ^{9 ] [ 10 ]​}

في الرسم الهندسي ، تُحدد الأجزاء المتحركة، اصطلاحًا، برسم الخطوط الخارجية الصلبة للجزء في موضعه الأساسي أو الابتدائي، مع إضافة خطوط خارجية أخرى للجزء في موضع ثانوي متحرك، مرسومة بخط وهمي (خط يتكون من سلسلة من النقاط والشرطات، كل منها عبارة عن قطعتين قصيرتين وقطعة طويلة). ^{[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]} هذه الاصطلاحات مُضمنة في العديد من المعايير الصادرة عن المعهد الوطني الأمريكي للمعايير والجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين ، بما في ذلك معيار ASME Y14.2M المنشور عام 1979. ^{[ 14 ]}

في العقود الأخيرة، أصبح استخدام الرسوم المتحركة أكثر عملية وانتشارًا في المخططات الفنية والهندسية لتوضيح حركات الأجزاء المتحركة. تُجسّد الرسوم المتحركة الأجزاء المتحركة بشكل أوضح، وتُمكّن من تصورها وحركاتها بسهولة أكبر. ^{[ 15 ]} علاوة على ذلك، تسمح أدوات التصميم بمساعدة الحاسوب بمحاكاة حركات الأجزاء المتحركة، مما يُمكّن مصممي الآلات من تحديد، على سبيل المثال، ما إذا كانت الأجزاء المتحركة في تصميم معين ستعيق حركة بعضها البعض أو تتصادم، وذلك بمجرد فحص النموذج الحاسوبي (المتحرك) بصريًا، بدلًا من إجراء المصمم تحليلًا عدديًا مباشرًا. ^{[ 16 ] [ 17 ]}

• الفن الحركي - منحوتات تحتوي على أجزاء متحركة
• الحركة (الميكانيكية) - الاسم المحدد للأجزاء المتحركة في الساعة أو ساعة اليد

• "اتفاقيات الخطوط والكتابة". نيويورك: المعهد الوطني الأمريكي للمعايير . 1979. ANSI/ASME Y14.2M.{{cite journal}}يتطلب الاستشهاد بالمجلة ( مساعدة )|journal=
• "طريقة رسم المخططات لأنظمة التحكم في السوائل ذات الأجزاء المتحركة". الرابطة الوطنية لقوة السوائل والمعهد الوطني الأمريكي للمعايير . 1976. ANSI/NFPA T3.28.9-1976.{{cite journal}}يتطلب الاستشهاد بالمجلة ( مساعدة )|journal=