Usine de machines simples

Types de machines simples d'usines

Les machines simples sont des dispositifs fondamentaux qui aident à faciliter le travail en modifiant la direction ou l'amplitude d'une force. Elles constituent les éléments constitutifs de machines plus complexes et comprennent les six dispositifs suivants : le levier, la poulie, la roue et l'axe, le plan incliné, la vis et le coin. On les trouve souvent dans les usines de machines simples qui produisent divers équipements essentiels pour un usage quotidien.

Les usines de machines simples peuvent produire ce qui suit :

• Leviers industriels : On les trouve et on les utilise dans toute industrie qui nécessite le déplacement, le levage ou l'inclinaison d'un objet lourd. Les leviers industriels ont des bras plus longs pour un meilleur avantage mécanique.
• Poulies complexes : Certaines usines peuvent produire des systèmes de poulies complexes avec plusieurs cordes pour soulever des objets extrêmement lourds avec plus de facilité. Les poulies complexes utilisent souvent des blocs pour réduire la friction et rendre le processus de levage plus fluide.
• Tracteurs à roue et à axe : Les usines de machines simples peuvent produire des tracteurs qui utilisent le principe de la roue et de l'axe. Les tracteurs utilisent de grandes roues, qui sont des articulations reliées à un axe, et sont des exemples de machines simples qui réduisent la friction pour déplacer des objets lourds. Cependant, ils diffèrent en ce qu'ils utilisent de grandes roues. Les tracteurs utilisent également des engrenages pour modifier le sens du mouvement et la vitesse.
• Plans inclinés lourds (rampes) : Un plan incliné ou une rampe est généralement produit en version robuste dans les milieux industriels ou les usines pour faciliter le déplacement vertical d'objets lourds. Ces rampes peuvent être des installations permanentes pour aider à déplacer de grandes marchandises d'un point à un autre. Comme le plan incliné, les montagnes russes sont un exemple physique d'une utilisation d'usine de plans inclinés, qui utilise la force de gravité pour déplacer des objets le long de ses rails.
• Vis d'Archimède : Cette machine simple, nommée d'après le célèbre scientifique grec Archimède, se trouve dans les usines pour aider à soulever de l'eau d'un point bas vers des zones élevées, en particulier dans les milieux agricoles. La vis d'Archimède est utilisée pour l'irrigation des cultures. Elle se compose d'une vis cylindrique enroulée dans un plan incliné, ce qui permet de soulever l'eau d'un point à un autre et de la transporter par des pipelines.
• Fendeurs à coin : Un coin est connu pour fendre des objets, ce qu'il fait en descendant en forme de V. Un fendeur à coin est généralement en métal et est souvent utilisé pour fendre du bois. Dans certaines usines, des coins hydrauliques peuvent être utilisés pour fendre des bûches en morceaux plus petits et plus faciles à manipuler.

Les machines simples sont souvent combinées à des moteurs et des engrenages pour créer des machines plus complexes qui facilitent le travail et fonctionnent plus efficacement. Parmi les machines utilisant des machines simples, on peut citer :

• Convoyeur automatisé : Un système construit selon le principe du plan incliné, qui permet aux objets de se déplacer en douceur d'un endroit à un autre. Les convoyeurs doivent parfois être soulevés d'un point à un autre, auquel cas des plans inclinés ou des rampes peuvent être inclus pour assurer une transition en douceur.
• Presse hydraulique : Une machine qui utilise le principe du levier et le système hydraulique pour comprimer et appliquer une force sur divers objets afin de les décomposer en morceaux plus petits.
• Machine à coudre : Elle nécessite généralement l'utilisation de roues et d'axes pour déplacer le tissu et la puissance, et l'énergie peut être tirée des poulies. Une machine à coudre permet de coudre du tissu pour confectionner divers articles, notamment des vêtements.

Spécifications et maintenance des usines de machines simples

Voici quelques types de base de machines simples et leurs spécifications :

• Poulie simple

  Une poulie simple se compose d'un ensemble roue et axe. Elle change la direction de la force d'effort appliquée pour soulever la charge. En outre, elle peut fournir un avantage mécanique en fonction de la configuration. La poulie peut être fixe, mobile ou combinée, ce qui lui confère différents avantages mécaniques.

• Levier

  Un levier se compose d'une barre rigide qui pivote autour d'un point fixe appelé point d'appui. Comme les poulies, les leviers modifient la direction de la force appliquée. En fonction de la position de la charge, de la force appliquée et du point d'appui, les leviers sont divisés en trois classes. Chaque type présente un avantage mécanique différent.

• Plan incliné

  Un plan incliné se compose d'une surface plane inclinée selon un angle. Il nécessite moins de force pour déplacer l'objet vers le haut. La force nécessaire pour soulever l'objet est égale à son poids par Sin(θ), où θ est l'angle du plan incliné. Dans certaines usines, l'angle peut être réduit en utilisant un coin pour augmenter l'avantage mécanique.

• Roue et axe

  Une roue et un axe se composent d'une roue rigidement fixée à un axe central. Les deux tournent ensemble lorsqu'une force les applique ensemble. Elle offre un avantage mécanique similaire à celui du plan incliné. Dans les usines de machines simples, elle est utilisée dans les poulies et les engrenages.

• Engrenage

  Un engrenage se compose d'une roue rotative munie de dents. Les engrenages sont utilisés pour la transmission du couple entre les organes moteurs et les organes entraînés. Ils peuvent servir à augmenter ou à réduire la vitesse. Le rapport d'engrenage indique s'il fonctionne pour augmenter ou réduire la vitesse.

• Vis

  Une vis se compose d'un arbre cylindrique muni d'un filetage hélicoïdal. Elle est utilisée pour convertir un mouvement de rotation en un mouvement linéaire. Ou, elle peut servir à assembler des objets, comme dans un serre-joint. Dans une usine de machines, les vis sont généralement jointes à un plan incliné pour créer un mécanisme de levage.

Maintenance

Les dispositifs mécaniques nécessitent une maintenance pour garantir un fonctionnement correct et fluide et éviter les pannes. Connaître les exigences des machines simples permet de savoir quelle maintenance elles nécessitent.

• Lubrification :

  Les dispositifs mécaniques, tels que les engrenages, nécessitent une lubrification constante pour garantir un bon fonctionnement. La lubrification réduit l'usure des pièces due à la friction. Le graissage ou l'huilage régulier des pièces est utile.

• Nettoyage :

  La maintenance des machines simples comprend également le nettoyage. La lubrification réduit l'usure des machines simples par friction, ce qui provoque l'accumulation de saleté et de crasse au fil du temps. La pollution et les particules de poussière dans l'air peuvent également se déposer sur la surface des machines simples. Le nettoyage des surfaces permet d'éliminer la saleté et la crasse, ce qui améliore les performances.

• Inspection :

  L'usine de machines simples permet l'inspection pour vérifier les signes d'usure. Cela comprend la vérification du jeu dans la courroie ou du filetage coupé dans la poulie. Une maintenance proactive permet de réduire les coûts de dommages et de réparation.

Applications des usines de machines simples

Les machines simples constituent le fondement des usines d'ingénierie modernes. Elles remplissent diverses fonctions pour aider, soulever, positionner et déplacer des charges lourdes. Les machines simples idéales pour une utilisation en usine comprennent les leviers, les poulies, les coins, les roues et les axes, les vis et les plans inclinés. Voici une ventilation de certaines machines conçues pour une utilisation en milieu industriel.

• Levier :

  Les leviers sont largement utilisés dans les presses d'usine. Ils permettent de soulever et de déplacer des charges lourdes avec facilité. Un levier se compose d'un bâton ou d'une poutre pivotant autour d'un point fixe appelé point d'appui. Les leviers sont classés en trois classes en fonction de la position de la charge, de l'effort et du point d'appui. Les leviers de première classe ont le point d'appui situé entre la charge et l'effort. Les leviers de deuxième classe ont la charge située entre le point d'appui et l'effort. Les leviers de troisième classe ont l'effort situé entre la charge et le point d'appui.

• Poulies :

  Une poulie facilite le levage de poids lourds en modifiant la direction de l'effort nécessaire pour soulever une charge. Les poulies utilisées dans les usines peuvent être une seule roue fixe utilisée au-dessus d'une charge ou un système de poulies composé appelé palan. Les poulies peuvent être combinées à des cordes, des courroies et des arbres pour soulever des poids très lourds. Cette machine simple est souvent utilisée en conjonction avec des grues pour soulever et déplacer des matériaux de construction lourds.

• Coin :

  Un coin est constitué de deux plans inclinés qui forment une forme triangulaire. Cette machine simple sépare deux objets ou fait monter un objet. Un coin est couramment utilisé comme frein dans les machines pour arrêter les pièces mobiles. Il peut également fendre des objets lourds comme des bûches et des pierres.

• Roue et axe :

  Une roue et un axe se composent d'une roue reliée à une tige circulaire (axe). Lorsque la roue tourne, l'axe tourne et crée un mouvement. Cette machine simple permet de déplacer et de transporter des charges très lourdes. On la retrouve dans les chariots, les camions et les grues. Dans les usines, les roues et les axes se trouvent dans les engrenages et les courroies des machines d'assemblage.

• Vis :

  Une vis est un plan incliné enroulé autour d'un cylindre. Cette machine simple transforme la force de rotation en mouvement linéaire. Les vis sont utilisées pour fixer solidement les pièces lourdes. En conjonction avec un plan incliné, les vis sont utilisées pour fabriquer des grues et des ascenseurs qui soulèvent des poids lourds.

• Plan incliné :

  Il faut moins d'effort pour soulever un poids lorsqu'il est placé sur une surface inclinée ou un plan incliné. Le levage de poids lourds sur des plans inclinés tend à exercer plus d'efforts que le levage direct. Les usines utilisent des plans inclinés sur les rampes ou les escaliers pour déplacer des objets lourds. Les fabricants d'équipements de levage utilisent des plans inclinés sur les convoyeurs pour transporter des matériaux et des produits.

Comment choisir une usine de machines simples

Lorsqu'il s'agit de décider quelles machines simples acheter pour l'usine, il est essentiel de tenir compte de quelques éléments. Tout d'abord, il faut réfléchir au type de chaîne de production. Quel type de produits l'usine fabrique-t-elle ? S'agit-il d'objets lourds et complexes qui nécessitent des machines de pointe ? Des machines simples comme les leviers et les poulies peuvent suffire pour une usine dotée d'une chaîne de production simple. Cependant, des installations plus complexes peuvent nécessiter des moulins à vent, des roues hydrauliques ou des engrenages.

La quantité de travail effectuée par chaque machine simple est un autre facteur important à prendre en compte lors du choix des machines à acheter. Certaines machines simples effectuent de nombreuses tâches quotidiennement, comme de grands leviers qui soulèvent des poids lourds ou des poulies qui soulèvent des objets fréquemment. Par exemple, une usine qui déplace de nombreux caisses tous les jours pourrait avoir intérêt à investir dans des machines complexes comme des engrenages qui déplacent des charges plus importantes avec peu d'efforts. En revanche, un petit atelier avec seulement quelques travailleurs et peu d'espace et d'argent pourrait se contenter de machines simples qui effectuent moins de travail.

Le budget est le dernier élément à prendre en compte lors de la sélection de machines simples pour une usine. Certaines machines plus avancées, comme les systèmes d'engrenages qui permettent une plus grande productivité, peuvent ne pas sembler être des options pratiques pour les petits budgets. L'achat de nombreuses machines simples qui effectuent chacune leur tâche est plus judicieux pour les petites usines aux fonds limités. Par exemple, au lieu d'acheter un système d'engrenages complexe pour aider à déplacer des planches de bois de la coupe des arbres, des outils simples comme des leviers, des cordes et des poulies pourraient les déplacer pour un traitement ultérieur. La prise en compte des coûts et la connaissance de la chaîne de production permettront de déterminer le choix le plus économique parmi toutes les machines simples disponibles pour aider à mettre en place une usine rentable.

Usine de machines simples : questions-réponses

Q : Quelle est la différence fondamentale entre les machines simples et les machines complexes ?

R : Les machines simples ont moins de pièces mobiles que les machines complexes. En outre, une unité individuelle effectue généralement des tâches simples de manière simple. En revanche, les machines complexes sont des assemblages de diverses machines simples pour accomplir des tâches complexes. De plus, les machines complexes nécessitent plus de maintenance et présentent un risque accru de dysfonctionnement.

Q : Comment fonctionnent les machines simples chimiques ?

R : Les machines chimiques s'appuient sur des principes spécifiques de la chimie. Par exemple, elles peuvent réagir, se mélanger, changer d'état, etc. pour obtenir des résultats souhaités tels que des processus de production comme la synthèse, la filtration, la cristallisation, etc.

Q : Quelles sont les méthodes pour améliorer l'efficacité des machines simples d'usine ?

R : Parmi les méthodes, on peut citer la maintenance régulière, la formation des opérateurs, la modernisation et la mise à niveau, la rationalisation des processus, etc. Les opérateurs doivent recevoir une formation adéquate pour améliorer la productivité et la sécurité.

Q : Comment les machines simples aident-elles les usines à atteindre leurs objectifs de durabilité ?

R : Les machines simples d'usine améliorent la productivité et l'efficacité. Elles contribuent à réduire les déchets, les émissions et la consommation d'énergie. Certaines machines recyclent et purifient l'eau. Les usines peuvent utiliser certaines machines simples pour transformer les déchets en énergie ou en matériaux réutilisables.