ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЈА - седми разред
01.04.2020.године (среда,
трећи и четврти час у времену од 11 до 13 часова)
Наставна
јединица:
1. Погонске машине – мотори
(хидраулични, пнеуматски, топлотни).
Напомена: Већина ученика је послала повратну информацију на
Гугл учионицу о прегледаним садржајима на линковима који су вам дати на
претходном часу.
Ту сте имали могућности да се на директан начин
упознате са радом појединих врста машина.
Ваши коментари су били позитивни.
Настављамо са упознавањем погонских машина кроз
моторе са унутрашњим сагоревањем.
1. МОТОРИ СА УНУТРАШЊИМ САГОРЕВАЊЕМ (СУС)
Код мотора
са унутрашњим сагоревањем (мотори СУС) процес сагоревања одвија се у самом
мотору, где се директно створена потенцијална енергија претвара у механички
рад. Користе се за погон аутомобила, авиона, бродова и сл.
Клипни
мотори са унутрашњим сагоревањем
представљају топлотне машине код којих се сагоревање горива, тј.
ослобађање топлотне енергије и њено претварање у механички рад, врши у цилиндру
мотора.
Подела:
Ото – мотори
или бензински (смеша ваздуха и горива
ствара се у карбуратору)
Дизел –
мотори (гориво се убризгава у цилиндар у коме се налази сабијени ваздух).
Оба типа
мотора изводе се као четворотактни и двотактни. Клипни мотори СУС као гориво
користе деривате нафте, и то бензин код Ото–мотора и дизел – уље за дизел–моторе. Због трења
између додирних елемената мотора додирне површине подмазују се уљима и мастима.
Четворотактни
бензински (Ото) мотори
Делови:
уређај за
напајање горивом
уређај за
паљење смеше бензина и ваздуха
систем за
подмазивање
уређај за
стављање мотора у погон (стартовање)
Принцип рада
– тактови:
усисавање
сабијање
(компресија)
сагоревање
(експанзија)
издувавање
Двотактни
бензински (Ото) мотори
Принцип рада
– тактови:
усисавање +
компресија
експанзија +
издувавање
Принцип рада
изгледа овако:
1. такт –
усисавање и савијање: клип се помера и усисава смешу кроз моторно кућиште,
затим затвара усисни отвор и отвор за одвод сагорелих гасова и сабија смешу.
2. такт –
сагоревање и издувавање: при крају сабијања смешу пали електрична варница,
затим она сагорева и шири се до момента када се услед кретања клипа отвори
издувни отвор. То је почетак издувавања, а отварањем улазног канала почиње
улазак смеше. При свом уласку у цилиндар смеша потискује заостале сагореле
гасове и убрзава њихово избацивање (испирање цилиндра). Због тога долази до
губитка горива.
Обавезно је
подмазивање мотора моторним уљем.
Дизел –
мотори
Дизел – мотори
су слични бензинским четворотактним моторима. Разликују се по томе што немају
карбуратор ни уређај за паљење, већ само
пумпу за убризгавање горива под притиском.
Недостатак
свих клипних мотора СУС је клипни механизам за претварање транслаторног кретања
клипа у ротационо кретање коленастог вратила. Због тога се ови мотори израђују
углавном са више цилиндара.
Један од
покушаја да се избегну клипни елементи код мотора СУС је конструисање
Ванкел–мотора, који има ротациони клип. Због своје несавршености и недостатака
овај мотор није у широј примени.
Гасна
турбина
Гасна
турбина спада у моторе са унутрашњим сагоревањем. За обављање механичког рада
користе се гасови, добијени сагоревањем у самој турбини, или горива (петролеум,
парафин, угљена прашина итд. Ове турбине
су једноставне конструкције, нема удара ни хлађења, али троше више горива од
клипних мотора СУС, што им је основни недостатак. Примењују се за погон
бродова, аутомобила, авиона и др.
Млазни пропулзори
Млазни
пропулзори спадају у моторе СУС, а остварују кретање на принципу реакције млаза
сагорелих гасова (отуда млазни), а по конструкцији су у облику шупље цеви,
односно пропулзора . Примењују се за погон авиона и ракета, јер достижу врло
велике брзине (веће и од брзине звука).
Ракетни
пропулзори
Ракетни
пропулзори су млазни пропулзори који кисеоник за сагоревање не узимају из
ваздуха, већ га носе са собом. Принцип ракетних пропулзора је сличан млазним
пропулзорима, при чему се потисна сила ствара услед струјања млаза сагорелих
гасова великом брзином.
Највећи
домети у развоју топлотних мотора постигнути код млазних и ракетних пропулзора,
где се помоћу ракета носача достижу врло велике раздаљине као што су суседне
планете. Пример је амерички васионски
брод Спејс шатл који представља летилицу попут авиона, с тим што се посредством
ракета носача транспортује на велике раздаљине, а маневри и слетање се обавља
самим бродом као код авиона.
Да подсетим:
са врстама кретања и силом имали сте прилике да се упознате на часовима физике.
На другом часу говоримо о роботима .
2. Моделовање погонских машина
и/или школског мини робота.
Да се посетимо шта је то роботика?
Роботика је наука која се бави проучавањем начина
рада, конструисањем и применом робота у различитим подручјима људске делатности.
Шта је робот?
Још у античко доба забележени су покушаји прављења
аутомата.
Водене оргуље Херона Александријског
Познати су делимично аутоматизована позоришта и
музичке машине из 15. века од Леонарда да Винчија.
Модел робота направљеног на основу скица Леонарда да
Винчија
Исак Асимов ја амерички писц научне фантастике који је
поставио прве законе роботике:
I закон - Робот не сме повредити људско биће нити
устезањем од деловања дозволити да оно буде повређено.
II закон - Робот се мора повиновати наређењима које
добија од људских бића изузев када су она у супротности са I законом.
III закон - Робот мора штитити своју сопствену
егзистенцију изузев у случају када је та заштита у супротности са I и II
законом.
Не постоји прецизна дефиниција робота, али најближа је
да је робот машина која се може програмирати да ради уместо човека и имитира
понашање или изглед интелигентог створења, обичног човека. Упрошћено објашњење
је:
Робот је аутомат с људским ликом;
Робот је машина управљана рачунаром који обавља
различите, често врло сложене операције;
Робот је машина израђена по узору на човека;
Индустријски робот је репрограмабилни вишефункционални
систем пројектован за покретање материјала, делова алата или специјалних
уређаја дуж променљивих програмских кретања који при том обавља различите
задатке.
Реч робот настала је од чешке речи роботик
(роб-радник). Први пут се појавила 1921.год. у представи Карола Чепека РУР
(Рсумови универзални роботи).
Први индустријски роботи примењени су у Фордовим
фабрика у САД (1954) који је омогућио програмирани пренос делова (изум: G.
Devol). У другој половини XX века роботи
су се развијали у индустијски развијеним земљама света, а посебно у Јапану,
Америци и Великој Британији, тако да данас у свету постоји више од милиона робота.
Роботи замењују човека првенствено на опасним,
монотоним и тешким пословима. Тако доприносе повећању производње и хуманизацији
рада.
Постоје два разлога зашто је примена робота оправдана:
Постоји потреба да се на опасним, неприступачним
местима замени човек, или су процеси врло сложени па их човек не може извести
(код нуклеарних реактора у простору зрачења, у великим дубинама у води, при
истраживању у свемиру, у близини испарљивих гасова, непожељног зрачења и
температуре.
Роботи могу реализовати врло сложене задатке поуздано,
без грешки, без замора и онолико дуго колико је то потребно а може се извршити
промена задатка (променити програм).
Врсте робота
хуманоидни робот - имају облик људског тела. Уколико
опонашају кретање и покрета људи ради се
о андроидима.
Киборг - људско биће са машинским апликацијама. То је
напредак биомедицинског инжињеринга (вештачки удови, пејсмекер, синтетичке
телесне и органске протезе).
Индустријски робот - је уређај великих могућности
кретања, опремљен механичком руком (манипулатор ) и засебним управљачким
системом реализованим на електронском рачунару.
Комуникациони роботи - Јапанци најављују нову врсту
робота са силиконском кожом која ће бити осетљива на додир.
Да би смо лакше користили роботе и аутомате, и да би
смо га могли сами израдити, треба познавати следеће о роботу:
механику (која се кретања и како извршавају),
конструкцију,
погон и
управљање.
Робот се састоји од елемената (делова) који су чврсто
спојени, или се међу собом могу померати. Два међусобно померљива елемента
робота чине кинематски пар.
Најчешће примењивани кинематски парови код робота су
цилиндрични зглоб који омогућује једну ротацију и клизно лежиште које дозвољава
једну транслацију. Најмањи број параметара којим се описује кретање зове се
степен слободе кретања.
Простор у коме се креће хватач представља радни
простор робота. Више повезаних кинематичких парова чини кинематски ланац.
Да би се решило одређено кретање робота морају се
формирати дијаграми кретања по сваком степену слободе, тзв. циклограми кретања.
За остваривање кретања и преношење одређеног
оптерећења робота користе се разни елементи и преносни механизми: полуге,
зупчасти и ланчасти преносници. Примењују се и специфични уређаји као што су
сензори на притисак, сензори на светлост, електропрекидачки сензори, сензори за
контролу положаја (потенциметри, бројачи и сл.) и др.
Погон робота
Погон робота је најчешће електрични: електромоторима и
ређе електромагнетима. Понекад се примењује и хидраулични, или пнеуматски погон
робота, када се користе хидраулични цилиндри, или хидраулични мотори.
Управљање роботима
Постоје два начина управљања:
по отвореној и
затвореној
спрези.
По отвореној спрези елементима робота се задаје
кретање и региструје стање само кад је кретање извршено за настављање циклуса.
Тада се ради о манипулатору.
По затвореној спрези елементу робота се задаје кретање
и одмах се добија податак о извршењу, врши упоређење са задатим кретањем и врши
аутоматска корекција кретања.
Најједноставнији начин реализације управљања роботом
се изводи коришћењем рачунара. Тада се постављени задатак лако реализује
коришћењем одређеног програма и укључењем/искључењем управљачког релејног
система преко интерфејса у реалном жељеном времену.
На линку испод упознати се са роботиком и
роботима.
Рад на часу:
прочитати дати текст и погледати садржаје на линку.
Најављујем
наставну јединице за следећи час:
Проналажење информација, стварање идеје и дефинисање
задатка.
Домаћи задатак:
Текст са часа преписати у свеску.
Одгледати садржаје линка и
нацртати скицу робота.
Сликати рад и послати
наставнику.
