Технологии машиностроения

Технологии машиностроения – комплекс технических наук, технологий, используемых в машиностроении. Машиностроение традиционно определяется как отрасль тяжёлой промышленности, изготовляющей машины и оборудование для промышленности, обороны, а также для широкого потребления. Главная задача машиностроения – обеспечить все отрасли промышленности высокоэффективными машинами и оборудованием. Машиностроение является основой индустриализации.

Машиностроение часто понимают как составную часть более широкой производственной группы - машиностроение и металлообработка, - в которую, кроме машиностроения, входит обработка металлов, производство металлических изделий, металлоконструкций, ремонт машин и оборудования.

Машиностроение занимает ведущее место в промышленности России по объёму выпускаемой продукции, стоимости основных производственных фондов и численности рабочих, занятых в производстве. В современном машиностроении большая часть продукции выпускается в серийном производстве, для которого характерен прерывный процесс производства. Большая номенклатура машин и оборудования, их сложность и возможность расчленения на отдельные узлы и детали обусловливают широкую специализацию производства продукции машиностроения.

Производство машин и оборудования в развитых странах высокомонополизировано. Крупнейшие монополии играют ведущую роль в производстве машиностроительной продукции.

Технологии машиностроения широко используются практически во всех отраслях промышленности, в том числе в авиационной, автомобильной, в производстве бытовых приборов и машин, в инструментальной промышленности, приборостроении, радиопромышленности, в сельскохозяйственном машиностроении, станкостроении, судостроении, в тяжёлом машиностроении, в электротехнической промышленности, энергетическом машиностроении и т.д.

↑История машиностроения

Возникновение машиностроения как отрасли промышленности относится к 18 веку, быстрое развитие машиностроение получило в 19 веке, сначала в Великобритании и некоторых других странах Западной Европы, а затем в США. В России первые машиностроительные заводы были построены в начале 18 века. Основы теории и практики машиностроения и приборостроения заложены М.В. Ломоносовым и механиками-изобретателями И.И. Ползуновым, К.Д. и П.К. Фроловыми, И.П. Кулибиным, Е.А. и М.Е. Черепановыми и другими.

Развитие технологий машиностроения тесно связано с именами таких учёных, как М.В. Остроградский, П.Л. Чебышев, И.А. Вышнеградский, Н. Е. Жуковский, С. А. Чаплыгин, А. С. Ершов, В. Л. Кирпичёв, А. П. Гавриленко, Н. П. Петров, И. П. Балашов, Ф. Н. Королев, С. А. Акимов, П. Н. Погорельский, Н. А. Любимов, Н. А. Зернов, П. В. Федоров, Д. К. Советкин, А. М. Михайлов, М. Я. Киттары, И.И. Артоболевский.

↑Машиностроительная наука

В проекте международного стандарта номенклатуры областей науки и техники (Proposed International Standard Nomenclature for Fields of Science and Technology) ЮНЕСКО, к категории, соответствующей машиностроению (Mechanical Engineering and technology), относятся технологические категории и технологии производства машин и оборудования практически для всех отраслей производства, в том числе:

• строительная техника,
• сельскохозяйственная техника,
• горная техника,
• оборудование для нефте- газодобычи и транспортировки,
• энергетические машины и оборудование,
• станки,
• машины и оборудование атомной промышленности,
• оборудование для производства продуктов питания,
• оборудование для лёгкой промышленности,
• двигатели внутреннего сгорания, паровые двигатели, турбины,
• нагревательное оборудование,
• гидравлические машины и оборудование,
• пневматические машины и оборудование,
• промышленные машины и оборудование,
• проектирование и конструирование машин и механизмов,
• инструменты и детали машин,
• типографское, печатное и копировальное оборудование,
• насосы, вентиляторы, компрессоры, подшипники и другие детали машин и механизмов,
• холодильное и криогенное оборудование,
• автоматы розничной торговли и услуг, и т.д.

Актуальная номенклатура специальностей научных работников ВАК[1] включает в себя следующие специальности в группе специальностей машиностроения и машиноведения:

Инженерная геометрия и компьютерная графика

• Инженерная геометрия и компьютерная графика

Машиностроение и машиноведение

• Машиноведение, системы приводов и детали машин
• Трение и износ в машинах
• Роботы, мехатроника и робототехнические системы
• Технология и оборудование механической и физико-технической обработки
• Технология машиностроения
• Технологии и машины обработки давлением
• Сварка, родственные процессы и технологии
• Методы контроля и диагностика в машиностроении
• Машины, агрегаты и процессы (по отраслям)
• Организация производства (по отраслям)
• Стандартизация и управление качеством продукции

В соответствии с классификатором конкурсов Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ), в 2010 г. РФФИ предоставляет гранты на исследования в следующих областях фундаментальных основ инженерных наук:

Машиноведение и инженерная механика:

• Прочность, живучесть и разрушение материалов и конструкций
• Механика технологических процессов
• Трибология
• Движение объектов и аппаратов в различных средах
• Газо­ и гидродинамика технических и природных систем
• Проблемы механики в проектировании новых материалов
• Мехатроника и робототехника

Технические системы и процессы управления:

• Теория, методы проектирования и эффективность функционирования технических систем
• Моделирование технических систем
• Надежность и отказоустойчивость технических систем. Диагностика технического состояния и испытания.
• Проблемы теории управления техническими системами
• Комплексирование и обработка информации в технических системах
• Навигация, наведение и управление подвижными объектами
• Теория человеко - машинных систем управления
• Инженерно­технические и информационные автоматизированные системы мониторинга биоресурсов, биосферы и технических систем
• Автоматизированные комплексы для биологии и медицины

↑Машиностроительное образование

С началом развития машиностроения в России в начале 18 века, была заложена основа отечественного машиностроительного и приборостроительного образования.

В соответствии с Общероссийским классификатором специальностей по образованию (ОКСО), определяющим государственный стандарт на высшее и среднее профессиональное образование, машиностроительное образование входит в укрупнённую группу специальностей МЕТАЛЛУРГИЯ, МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАТЕРИАЛООБРАБОТКА. В группу специальностей машиностроения и металлообработки входят:

Машиностроительные технологии и оборудование

Машины и технология обработки металлов давлением

• Оборудование и технология сварочного производства
• Сварочное производство
• Машины и технология литейного производства
• Оборудование и технология повышения износостойкости и восстановление деталей машин и аппаратов
• Машины и технология высокоэффективных процессов обработки материалов
• Реновация средств и объектов материального производства в машиностроении

Прикладная механика

• Динамика и прочность машин
• Триботехника

Технологические машины и оборудование

• Проектирование технических и технологических комплексов
• Горные машины и оборудование
• Технологические машины и оборудование для разработки торфяных месторождений
• Металлургические машины и оборудование
• Машины и оборудование лесного комплекса
• Машины и аппараты текстильной и легкой промышленности
• Полиграфические машины и автоматизированные комплексы
• Бытовые машины и приборы
• Специальные машины и устройства
• Производство изделий на автоматических роторных и роторно-конвейерных линиях
• Монтаж и техническая эксплуатация промышленного оборудования (по отраслям)
• Техническая эксплуатация оборудования для производства электронной техники
• Техническая эксплуатация оборудования в торговле и общественном питании
• Монтаж и техническая эксплуатация холодильно-компрессорных машин и установок

Материаловедение, технология материалов и покрытий

• Материаловедение в машиностроении
• Конструирование и производство изделий из композиционных материалов

Материаловедение и технология новых материалов

• Материаловедение и технология новых материалов

Физическое материаловедение

• Физико-химия процессов и материалов
• Физика металлов

Гидравлическая, вакуумная и компрессорная техника

• Вакуумная и компрессорная техника физических установок
• Гидравлические машины, гидроприводы и гидропневмоавтоматика
• Техническая эксплуатация гидравлических машин, гидроприводов и гидропневмоавтоматики

Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств

Конструкторско-технологическое обеспечение автоматизированных машиностроительных производств

• Технология машиностроения
• Металлообрабатывающие станки и комплексы
• Инструментальные системы машиностроительных производств

↑Рекомендуемая литература

1. Артоболевский И.И. Механизмы в современной технике, в 7 томах. Справочное пособие для инженеров, конструкторов и изобретателей. Издание второе, переоаботанное. М., «Наука», 1979.

2. Л.В.Ассур. Исследование плоских стержневых механизмов с низшими парами с точки зрения их структуры и классификации. Редакция, статья и примечания академика И.И.Артоболевского. Издательство Академии Наук СССР, 1952.

3. Краснов А.А. Теория механизмов и машин. Кинематический анализ плоских механизмов с низшими кинематическими парами. Учебное пособие. Иваново-2005.

4. П.Хилл. Наука и искусство проектирования. Методы проектирования, научное обоснование решений. Перевод с английского Е.Г.Коваленко. Под редакцией канд. техн. наук В.Ф.Венды, Издательство «Мир» Москва 1973.

5. Я. Дитрих. Проектирование и конструирование. Системный подход. Перевод с польского канд. техн. наук Л.В.Левицкого, канд. экон. наук Ю.А.Иванова под редакцией д-ра техн. наук, проф. В.М.Бродянского. Изд. «МИР», 1981.

6. Тимошенко С. П., История науки о сопротивлении материалов с краткими сведениями из истории теории упругости и теории сооружений, М., 1957.

7. Работнов Ю. Н., Сопротивление материалов, М., 1962.

8. Феодосьев В. И., Сопротивление материалов, М., 1974.

9. Теория машин и механизмов, в. 1—108, М., 1947—65.

10. И. И. Артоболевский, Н. И. Левитский. Механика машин, в. 1-36, М., 1966-1972.

11. Детали машин. Атлас конструкций, под ред. Д. Н. Решетова, 3 изд., М., 1968.

12. Детали машин. Справочник, т. 1-3, М., 1968-69.

13. Ильюшин А. А., Пластичность, Основы общей математической теории, М., 1963.

14. Качанов Л. М., Основы теории пластичности, М., 1956.

15. Надаи А., Пластичность и разрушение твёрдых тел, пер. с англ., М., 1954.

16. Прагер В., Ходж Ф. Г., Теория идеально пластических тел, пер. с англ., М., 1956.

17. Ляв А., Математическая теория упругости, пер. с англ., М. - Л., 1935.

18. Лейбензон Л. С., Курс теории упругости, 2 изд., М. - Л., 1947.

19. Снеддон И. Н., Берри Д. С., Классическая теория упругости, пер. с англ., М., 1961.

20. Тимошенко С. П., Гудьер Дж. Н., Теория упругости, пер. с англ., М., 1975.