淺析機(jī)械應(yīng)用與發(fā)展

陸澤寧

摘 要：當(dāng)今社會(huì)，機(jī)械的應(yīng)用已與現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)緊密結(jié)合，使其成為人類(lèi)社會(huì)發(fā)展的一重大推力。而面對(duì)當(dāng)前日新月異的科學(xué)成果以及能源需求，機(jī)械又承擔(dān)起了與新技術(shù)相結(jié)合，生產(chǎn)新能源，協(xié)助人類(lèi)探索未知世界的重任。

關(guān)鍵詞：機(jī)械;應(yīng)用;發(fā)展

機(jī)械是機(jī)器與機(jī)構(gòu)的總稱(chēng)，是以降低工作強(qiáng)度與難度，代替人力為主要目的的工具。小到我們生活中的輪子、筷子、鑷子;大到車(chē)輛、船舶、飛行器，都屬于簡(jiǎn)單機(jī)械的范疇。

一、機(jī)械發(fā)展的歷程

機(jī)械自人類(lèi)文明之初便開(kāi)始推動(dòng)人類(lèi)社會(huì)發(fā)展。石、斧等工具幫助人類(lèi)加工 切割食物，結(jié)合火的使用，推動(dòng)了人類(lèi)進(jìn)化。在古代的機(jī)械發(fā)展中，復(fù)雜的機(jī)械廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活中，大大節(jié)省了人力、物力，如我國(guó)的筒車(chē)、水排等農(nóng)業(yè)機(jī)械。而隨著機(jī)械設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的積累以及蒸汽動(dòng)力的應(yīng)用，西方的機(jī)械技術(shù)逐漸領(lǐng)先世界，從礦工之友的紐可門(mén)蒸汽機(jī)，解決煤礦抽水難題，再到瓦特改良的蒸汽機(jī)利用冷凝原理大大提升了蒸汽機(jī)效率，大量應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，推動(dòng)工業(yè)革命，機(jī)械為人類(lèi)開(kāi)啟了新的時(shí)代。

二、機(jī)械在各領(lǐng)域的應(yīng)用

（一）機(jī)械在交通運(yùn)輸?shù)膽?yīng)用

當(dāng)蒸汽機(jī)大量投入生產(chǎn)中時(shí)，便有人萌發(fā)了將其運(yùn)用于交通方面的想法。于是，便有了史蒂芬孫火車(chē)、輪船乃至后來(lái)卡爾本茨的汽車(chē)，萊特兄弟的飛機(jī)，都體現(xiàn)了機(jī)械在交通運(yùn)輸業(yè)中的巨大作用，而以上的幾項(xiàng)發(fā)明都運(yùn)用一種重要的機(jī)械——曲軸。 蒸汽機(jī)或內(nèi)燃機(jī)實(shí)現(xiàn)了活塞的直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，而通過(guò)曲軸我們可以將直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為圓周運(yùn)動(dòng)，方便了能源的應(yīng)用，并從此改變了世界的面貌。

（二）機(jī)械在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中的應(yīng)用

1774年英國(guó)人約翰——威爾金森發(fā)明了世界上第一臺(tái)機(jī)床，炮筒機(jī)床，它所生產(chǎn)的氣缸大大滿(mǎn)足了瓦塔蒸汽機(jī)的需要。而后來(lái)的19世紀(jì)，由于交通運(yùn)輸、軍火工業(yè)等的蓬勃發(fā)展，人們又對(duì)機(jī)床提出了更多要求，各種各樣的機(jī)床也因此誕生。美國(guó)人惠特尼制成了臥式銑床、外圓磨床、滾齒機(jī)和插齒機(jī)。該世紀(jì)杰出的機(jī)械師惠特沃斯發(fā)明了測(cè)長(zhǎng)機(jī)，與現(xiàn)在的千分尺原理相同，利用分度板的轉(zhuǎn)動(dòng)和螺絲紋夾夾住被測(cè)物件，并讀出分度板度數(shù)，增加了測(cè)量的精確度。而伴隨著機(jī)床的應(yīng)用一起到來(lái)的是工業(yè)生產(chǎn)的統(tǒng)一化、標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)化。

將各種功能的機(jī)床及生產(chǎn)設(shè)備人工整合到一起，便誕生了流水線(xiàn)生產(chǎn)。20世紀(jì)初，美國(guó)汽車(chē)工程師亨利.福特創(chuàng)立了福特汽車(chē)公司，并采用了流水線(xiàn)生產(chǎn)汽車(chē)。這種方式不僅顯著提升了生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，同時(shí)也減少了人力的使用，使福特公司得以順利實(shí)行8小時(shí)工作制。如今，流水線(xiàn)生產(chǎn)已深入人心，并應(yīng)用于各種產(chǎn)品的生產(chǎn)，因其效率大大提高而成本顯著下降，故使許多工業(yè)制成品價(jià)格得以下降，提升了我們的生活水平。

現(xiàn)在，隨著智能化時(shí)代的到來(lái)，機(jī)械自動(dòng)化又迎來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇。大量的工業(yè)機(jī)器人被應(yīng)用于流水線(xiàn)生產(chǎn)中，工業(yè)機(jī)器人是多關(guān)節(jié)、多自由度的工業(yè)機(jī)械，它們可依據(jù)程序自動(dòng)執(zhí)行任務(wù)，也可以在人類(lèi)的操控之下進(jìn)行加工制造，還能依據(jù)人工智能技術(shù)的綱領(lǐng)規(guī)劃行動(dòng)?，F(xiàn)如今，工業(yè)機(jī)器人可用于加工制造及其精密復(fù)雜的產(chǎn)品，甚至能夠在雞蛋殼上作畫(huà)，又將加工的精確度提升到新的高度。而我們需要做的只是操控電腦，給他們提供能量，便能完成這看似不可能的任務(wù)。

（三）機(jī)械在能源產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用

人類(lèi)現(xiàn)在已能掌握并利用核能，但我們依然要直面這樣的現(xiàn)實(shí)——在人類(lèi)的科學(xué)還無(wú)法深入到弄清能量的本質(zhì)時(shí)，諸如核能等巨大的能源仍只能通過(guò)機(jī)械來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化并利用。想要高效率地使用核能比用核能來(lái)制作武器還要難。歸根結(jié)底，人類(lèi)利用能源的主要方式一直都是“燒水”，只是“燃料”會(huì)發(fā)生改變而已?；Y源燃燒所放出的熱或核裂變所放出的熱量都用來(lái)加熱水并產(chǎn)生蒸汽，以此推動(dòng)蒸汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生電能。蒸汽輪機(jī)這一看似原理簡(jiǎn)單的機(jī)械，實(shí)則為我們的生活提供了充足的電力保障。

（四） 機(jī)械在現(xiàn)在兵器中的應(yīng)用

垂直起降的F-35，超音速巡航的F-22，精確的巡航導(dǎo)彈，一分鐘幾千發(fā)射速的加特林式機(jī)槍?zhuān)@些高精尖武器的背后，是機(jī)械的功勞。

陀螺儀，早在古代便被發(fā)明，可它真正大顯身手則是在導(dǎo)彈、火箭大規(guī)模應(yīng)用的時(shí)代。陀螺儀與光纖相結(jié)合，每當(dāng)導(dǎo)彈的飛行狀況發(fā)生變化，我們就可以通過(guò)激光傳導(dǎo)的變化精確的測(cè)出導(dǎo)彈的飛行速度、飛行姿態(tài)，并以此通過(guò)與GPS的結(jié)合，引導(dǎo)導(dǎo)彈準(zhǔn)確打擊目標(biāo)，使其誤差在極其微小范圍內(nèi)，精確打擊更是改變了現(xiàn)代作戰(zhàn)的觀念。

F-22之所以能成為世界公認(rèn)的最強(qiáng)戰(zhàn)機(jī)，其強(qiáng)大的發(fā)動(dòng)機(jī)功不可沒(méi)。兩臺(tái)F119渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，每臺(tái)10.9的推動(dòng)比，使其超音速巡航得到了保障，并可應(yīng)用推力矢量引擎，大大提高了近戰(zhàn)時(shí)的機(jī)動(dòng)性。而正是渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用，不僅減少了油耗，而且大大提高性能。但與渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)相比，其機(jī)械機(jī)構(gòu)更為復(fù)雜，并對(duì)風(fēng)扇葉片材料提出了嚴(yán)苛要求。所以，先進(jìn)的機(jī)械結(jié)構(gòu)是強(qiáng)大發(fā)動(dòng)機(jī)的保證。

三、機(jī)械發(fā)展方向

未來(lái)的機(jī)械發(fā)展，勢(shì)必朝著智能化、環(huán)保化方向邁進(jìn)。近幾十年來(lái)，與電子信息技術(shù)相結(jié)合的機(jī)械在工業(yè)生產(chǎn)等諸多方面發(fā)揮了不可替代的作用，對(duì)前人所發(fā)明的機(jī)械進(jìn)行重新開(kāi)發(fā)與利用，并與新動(dòng)力相結(jié)合，將為機(jī)械發(fā)展提供新的方向。與此同時(shí)，在日益嚴(yán)峻的環(huán)保形勢(shì)下，機(jī)械發(fā)展也應(yīng)注重環(huán)保，并致力于節(jié)能減排以及生產(chǎn)過(guò)程的污染物減少。人機(jī)工程的發(fā)展，使機(jī)械與人的關(guān)系更和諧，讓人在操作機(jī)械時(shí)更便捷更舒適。

四、結(jié)語(yǔ)

伴隨著新能源的使用以及新技術(shù)的發(fā)展，時(shí)至今日，機(jī)械與能源技術(shù)的有機(jī)結(jié)合締造了現(xiàn)代社會(huì)。

參考文獻(xiàn)

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