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机电设备评估基础 第一章 机器的组成与制造 第一节 机器的组成 一、按功能分析机器的组成 在日常生活和工程中经常见到的缝纫机、洗衣机、汽车、拖拉机、起重机、各种机床、发电机、电动机、机器人等，都称为机器。 各种机器的构造不同，工作对象也不同。 机器的用途不同，因为组成也各不相同。但是，从功能角度分析，大部分机器都包含有外界输入能量的动力部分、履行机器功能的执行部分、介于动力部分和工作部分之间的传动部分及控制部分。 （一）动力部分 动力部分是指原动机及其相应的配套装置。它的作用是将飞机械能转换为机械能并给机器提供动力。 其中，一次动力机是将自然界的一次能源直接转化为机械能，例如水轮机和内燃机等；而二次动力机则是将二次能源转化，例如电能转化为机械能，如电动机等。 常用的动力机有电动机和内燃机。 电动机根据使用电源的不同，分为交流电动机和直流电动机。 交流电动机又分为三相交流异步电动机和同步电动机。 内燃机是指燃料在汽缸内部燃烧，直接将工质所含的热能转化为机械能的装置。内燃机的特点是功率范围宽，操作简便，启动迅速并且便于移动，大多用于野外作业的工程机械、农用机械和船舶、车辆等、 （二）传动部分 传动部分是在动力部分和执行部分之间的中间装置。它的任务就是将原动机提供的机械能以动力和运动的形式传递给工作部分。 （三）工作部分（执行部分） 工作部分是直接完成机器预定功能的部分，如车床的刀架；车辆的车厢；飞机的客舱、货仓等。工作部分是机器直接进行生产的部分，是机器用途、性能综合体现的部分，是机器设备区分和分类的依据。 动力部分、传动部分以及控制部分都应该根据工作部分的功能要求、运动参数和动力参数的合理范围进行设计和选择。它们是为了实现工作部分的技术能力而服务的。 有不少机器其原动机和传动部分大致相同，但由于其工作部分不同，而构成了用途、性能不同的机器。如汽车、拖拉机、推土机等，其原动力均为内燃机，其传动部分也大同小异，但由于其工作部分不同就形成了不同类的机器。 （四）控制部分 控制部分是指为了提高产品产量、质量、减轻人们的劳动强度，节省人力、物力等而设置的那些控制器。 对于结构比较复杂，控制精度和响应速度要求较高的系统，就需要使用控制装置代替人工操作。 控制系统是由控制器和被控对象组成的。不同控制器组成的系统也不一样。如手动操纵代替控制器的手动控制系统；由机械装置作为控制器组成的机械控制系统；由气压、液压装置作为控制器的气动、液动控制系统；由电气装置或计算机作为控制器的电气或计算机控制系统等。随着科学技术的发展，计算机控制系统广泛应用于工业生产中。 综上所述，可以看出，控制器要完成被控制参数的调节，应有四个基本部分： （1）给定值发生器。它输出与被控制量目标值相对应的信号。 （2）比较值。把被控制参数的实际值与给定值比较，产生误差信号送给驱动器。 （3）驱动和执行机构。它把误差信号放大，变成能驱动执行的物理量，参与被控制量的调节。 （4）检测变换原件。对被控参数的实际值进行测量，并把测得的物理量转化成电量。 1.模拟控制与数字控制 控制系统中，连接各环节间的信号分为两种。一种是模拟量，即时间上和数值上都连续变化的物理量，例如温度、压力、流量、电压、电流等；另一类是数字量，即在时间上和数值上不连续变化的物理量，例如数字逻辑电路中的开关信号和计算机中的数。 在一个系统中，如果各环节间所有的信号都是模拟量，这个系统就称为模拟控制系统或模拟控制器；如果各环节间有一个或多个信号为数字信号，则该系统称为数字控制系统或数字控制器。数字控制系统代表了当前自动控制技术的发展方向。 2.闭环控制系统和开环控制系统 （1）闭环控制系统。在这种控制系统中，系统通过测量元件对被控制对象的被控参数（如温度、压力、流量、转速、位移等）进行测量，再将其反馈到输入端，与输入端的给定值进行比较，然后形成误差信号。控制器根据误差信号进行控制调节，使系统逐渐减小误差，从而达到使被控参数趋于乃至等于给定值的目的。 反馈就是将输出量返回馈送，并于输入量进行比较的过程，比较的结果称为偏差。自动控制过程就是测偏和纠偏的过程。这一原理称为反馈控制原理。 在闭环控制系统中，操纵变量作用于被控对象的被控变量，而被控变量的变化又通过自动控制去影响操纵变量。从信息的传递关系来看，构成了一个闭合回路，所以称为闭环控制系统。由于被控变量的信息要送回到自动控制装置，所以也称为反馈控制系统。 (2)开环控制系统。在开环控制系统中，输出量不影响系统的控制作用，即系统的的输出端与输入端之间没有反馈通道。与闭环控制系统不同，它不需要被控对象的反馈信号，控制器直接根据给定值控制被控对象