Машин үйлдвэрлийн салбарт
- Эрчим хүчний байгууламж, эрчим хүчний машин (уурын машин, хөдөлгүүр, турбин)
- Үүсгүүр, металлург, үйлдвэрийн байгууламж, дахин боловсруулалт, хаягдал шатаах байгууламж, түүхий эд олборлолт
Машин үйлдвэрлэлийн түүх
Механик инженер нь хамгийн эртний шинжлэх ухаан бөгөөд түүний суурь шинжлэх ухаан нь сонгодог физик (ялангуяа сонгодог механик) юм. XVIII зуунаас эхлэн инженерийн бие даасан мэргэжил болон хөгжсөн. Байгалийн шинжлэх ухааны ололт нээлтүүд нь механик инженерийн салбарт хэрэглээгээ олдог байлаа. Аж үйлдвэрийн хувьсгалын цаг үеэс эхлэн дэлхийг богино хугацаанд асар хурдацтайгаар өөрчилсөн.
МЭӨ машин үйлдвэрлэл
- Ойролцоогоор МЭӨ 700 он: Бабилоны усан тээрэм, механик инженерийн хийц
- Ойролцоогоор МЭӨ 550 он: Эргэх машин, анхны фрезерийн эргэх суурь машин
- Ойролцоогоор МЭӨ 340 он: Аристотелийн тодорхойлолт: Хөшүүрэг, шурагийг машин хэмээн нэрлэж эхэлсэн
- Ойролцоогоор МЭӨ 200 он: Алексдриагийн Герон анхны дулааны хүчний машин
Машин үйлдвэрлэл, инженерийн шинжлэх ухаан
Хамаарал
Механик инженерийн салбарыг инженерүүд, техникчид болон мэргэжсэн ажилчид бүрдүүлдгээрээ онцлог юм. Эдгээр хүмүүс нь тухайн компанийн хэр зэрэг өргөн хүрээтэй үйлдвэрлэл явуулдгаас шалтгаалан машин болон машины эд хэсгийн шинэ санаа, анхны загвар, тооцоо, дизайн, хийц загвар, сайжруулалт, судалгаа болон хөгжүүлэлт, үйлдвэрлэлт болон худалдаа борлуулалтад ажиллана. Энэ бүтээгдэхүүн нь жижиг машины эд хэсгээс эхлээд тоног төхөөрөмж эсвэл маш нарийн хийцтэй үйлдвэрлэлийн шугам бүр цаашлаад бүхэл бүтэн үйлдвэр фабрикийг төлөвлөн, зохион бүтээн, угсрах болон ашиглалтад оруулдаг байж болдог. Өнөө үед техникийн тоног төхөөрөмжийг CAD-программын тусламжтай компьютерт зурж тооцоолж байна. Үүгээр бий болгосон CAD-файлыг ашиглан түүний шинж чанарыг симуляц хийн шалгаад (үүнд ялангуяа төгсгөлөг элементийн арга орно) CNC-Машинаар үйлдвэрлэж байна. Дараагийн бас нэг арга нь урвуулан инженерчлэх (анг. Reverse Engineering) бөгөөд энэхүү инженерчлэл нь тухайн байгаа бодит биетээс комьпютерын моделл үүсгэн үүнээ цааш нь боловсруулах буюу сайжруулах ажлыг хийдэг. Жишээлбэл автомашины гаднах их биеийн чөлөөт хэлбэрийн гадаргуу эсвэл турбин болон шахагч сэнснүүд. Автоматжуулалт нэмэгдэх хэрээр тоног төхөөрөмжийг нарийн хийцтэй хэмжих- болон удирдах- тохируулах техникээр тоноглох болсон бөгөөд энэ тоноглолыг ч мөн механик инженерүүд хийцийг нь гаргадаг.
Үндсэн мэдлэг
Машин үйлдвэрлэлийн их сургуулиуд заадаг үндсэн мэдлэгт байгалийн шинжлэх ухааны хичээлүүд болох математик, физик, хими, техникийн механик, материал судлал, зохион бүтээх техник, цахилгаан техник, термодинамик, урсгал судлалын механик болон хэмжилт-, удирдлага- болон тохируулгын техник, үйлдвэрлэх техник, үйлдвэрлэлийн технологи, машины эд хэсэг зэрэг орно.
Математик
Математик бол машин үйлдвэрлэлийн шинжлэх ухаанд чухал үүрэгтэй. Математикийн загваруудыг алгебр болон анализ (Ньютон болон Лайбнитзаар эхлээд Гауссын комплекс тоогоор өргөснө), дифференциал тэгшитгэл болон векторын анализ (чухал мэдлэг болох Лаплас, Бернауль, Стокес-ийн хуулиуд) эсвэл тооцоолон бодох аргаар бэлтгэнэ.
Материал судлал
Материал судлалын шинжлэх ухаан нь инженерийн шинжлэх ухааны салбар
бөгөөд материалын бүтэц, шинж чанарын хоорондын хамаарлыг хэрэглээндээ
тохируулах арга технологийг судалдаг юм. Үүний үндсэн дээр тухайн
материалын бүтцийг зорилготойгоор өөрчилдөг жишээлбэл
төмөр-нүүрстөрөгчийн холимог хайлшийг хатаах, хатуулгийг нэмэгдүүлэх
болон нэмэлт хайлш хийн хүссэн ган болон болдыг гаргаж авах. Машин үйлдвэрлэлд хамгийн ихээр хэрэглэдэг хайлшнуудыг гагнах боломжоос эхлэн амархан хэлбэрт орох гэх мэтээр түүний нүүрсний агуулгаар тохируулан гаргаж авна. Мөн цаашлаад зэврэлтийг багасгахын тулд нэмэлтээр хайлш хольж өгдөг. Жин чухал зарим салбарт (ийм салбарт жишээ нь: агаарын болон сансрын тээвэр) төмрийн хайлшны оронд хөнгөн цагааны хайлш болон нийлмэл бодисуудыг сонгон хэрэглэдэг. Материалын чухал үзүүлэлтэд түүний суналтын хязгаар, суналтын бат бэх бол уян налархайн коэффициент Е-модуль орно.
Техникийн термодинамик
Термодинамик, мөн дулаан судлал ч гэж нэрлэдэг, нь сонгодог физикийн нэг салбар хэсэг юм. Энэ салбар нь 19-р зуунд Жэймс Прэскотт Жоуль, Николас Леонард Сади Карнот, Жулиус Роберт фон Майер болон Херманн фон Хелмхолц нарын хийсэн ажлын суурь дээр үндэслэгдэн бий болсон. Түүний судлах зүйл нь энерги болон энергийн хэлбэрээс ажил болон хувиргах чадвар, процессыг судална. Мөн хими, биологи болон техникийн хэрэглээний салбаруудад түүнийг өргөн хүрээтэйгээр ашиглах боломжтой нотлогдсон. Термодинамикийн тусламжтайгаар жишээлбэл зарим нэг химийн урвал хэвийн нөхцөлд явагддаг хэр нь зарим нь яагаад явагддаггүй талаарx тайлбарыг мэдэж болно. Техникийн термодинамик нь тухайн системийн физик шинж чанарын зөвхөн макро төлөв байдлыг л авч үздэг. Тиймээс нь энэ нь маш хэмнэлттэй онол бөгөөд учир нь түүний жижиг хэсгүүд болох атом, молекулын хөдөлгөөнийг тооцолгүйгээр зөвхөн түүний дундаж хэмжээс болох даралт, температурыг авч үздэг.
Техникийн механик
Техникийн механик нь инженерийн шинжлэх ухааны нэг салбар хэсэг юм. Түүний байгалийн шинжлэх ухааны үндэс нь сонгодог механик юм. Сонгодог механик нь өөрөө физикийн нэг салбар хэсэг юм. Техникийн механикийн судлах зүйлийн жишээнд статик, бат бөхийн онол, кинематик, хэв гажилтын механик болон машины динамикийн ачааллын талаар судалдаг. Техникийн механикийн гүйцэтгэх үндсэн үүрэгт хүчний үйлчлэл, тэдгээрийн момент болон бусад ачааллын (жишээ нь материалын шинжлэх ухаан болон барилга, механик инженерийн салбарт хэрэглэх материалын ачаалал) тооцооны онол болон гаргалгааны арга ухааныг бэлтгэж өгөх. Ингэж тооцоолсны дараа тухайн хийцийн эд материал хэмжээг сонгох боломжийг олгодог учир техникийн механик нь хэрэглээнд их ойр туслах шинжлэх ухаан юм.
Зохион бүтээх техник
Зохион бүтээх онол буюу -техник нь зохион бүтээцийн үндсийг агуулах ба үүнд анализ-, синтез-, үнэлгээ- болон сонгон шалгаруулах ажлыг шаардах бөгөөд тодорхой техникийн даалгаврыг тодорхой цаг хугацаанд хамгийн зөв шийдэл гаргах арга юм.[1]
Зохион бүтээх арга барилын хүрээнд ялангуяа системтэйгээр шинэ санаа олох, нэгдсэн шийдэл болон хувилбарын үнэлэмж гаргах аргуудыг сурч авдаг. Жишээ нь: Зохион бүтээх хөгжлийн процесс, бүтээгдэхүүний амьдралын тойргийн менежмент (анг. Product-Lifecycle-Management) эсвэл компьютерын тусламжтай инженерчлэл (анг. Computer-aided-engineering = CAE). Эдгээр нь хамгийн оновчтой олон төрлийн шийдлийн сонголт олоход тусалдаг.
Эдгээр шийдлээс зөв зүйтэйг сонгохын тулд зохион бүтээгч инженерт байх ёстой үндсэн мэдлэгт болох механик хийц өөрөөр хэлбэл машины эд хэсэг, түүний хэмжилт угсралт суурилуулалт мөн үйлдвэрлэх үйлдвэрлэлийн талаарх мэдлэг чадвар зайлшгүй чухал. Үүнээс гадна энэ хийцийн шийдлээ зөв зохистой баримтжуулах явдал нь дараа дараагийн шийдэл гаргах ажлыг ихэд хөнгөвчлөх сайн талтай. Баримтжуулалтад мөн техникийн зураг зүй орох бөгөөд түүнд зориулсан олон олон техникийн стандартууд байдгийг мөн л зохион бүтээх техникийн хүрээнд буюу түүний нэг хэсэг болох дүрслэх геометрээр (туслах багаж хэрэгсэл нь CAD) олж авдаг.
Үйлдвэрлэх техник
Үйлдвэрлэх техник нь механик инженерийн чухал хэсэг бөгөөд энд эд ангийн үйлдвэрлэх арга техникийн талаар судлах ба ялангуяа эд хэсгийн хүлцлийг яаж тэнцвэртэйгээр үйлдвэрлэх түүнийг үйлдвэрлэх процессыг яаж хямд төсөр сонгох талаар судална. Үйлдвэрлэлийн технологийг германд DIN 8580 (герм. Deutsche Industrie Normung, монг. германы аж үйлдвэрлэлтийн стандарт) стандартаар стандартчилсан байдаг. Үүнд:
- Анхны хэлбэржүүлэлт
- Хэлбэрт оруулах
- Салгах
- Нийлүүлэх
- Бүрхэлт
- Бүрхэлт
Цахилгаан техник
Цахилгаан техникийг системтэйгээр техник хэрэглэх, мөн гүйдэл болон хүчдэлийн учир шалтгаан түүний нөлөө нөлөөлөл, дан ялангуяа техникт түүний хэрэглээ. Галвани, Волта болон Ампер нар цахилгаан гүйдэл, хүчдэлийн талаар онолыг нээсний дараа Ом тэдгээрийн хоорондын чухал пропорциональ холбогдлыг нээн, Омын хуулиар тэрхүү холбогдлыг харуулдаг. Үүний дараах нээлт, жишээ нь соронзон орон болон богино долгион нь гэр ахуйн цахилгаан хэрэгсэлд ихээр хэрэглэн, өдөр тутмын амьдралыг энэ төрлийн багаж хэрэгсэлгүйгээр төсөөлөхөд бэрх болсон.
Сургалт ба их сургууль
Их, дээд сургууль
Их дээд сургуулиудад (мөн техникийн их дээд сургууль) ирээдүйн инженер болохын тулд машин үйлдвэрлэлээр сурах нь гурван сонгодог инженерийн сургалтын нэг (нөгөө хоёр нь цахилгааны инженер болон барилгын инженер) юм.
Машин, түүний эд анги болон материалын тухай нарийвчлан сурахаас гадна тэдгээрийн хоорондын хамаарал болон асуудлыг шийдэх арга замыг олох аргачлалыг суралцана. Ирээдүйн инженерүүдэд системээр нь бодож тунгаах, энэ системийг таньж мэдэх түүнээ задлан ойлгож сурах арга барилыг чухалчлан заадаг. Ингэснээр нарийн төвөгтэй систем болох цахилгаан станц, автомашин, эсвэл онгоцыг түүний задрах бүх жижиг хэсэгт нь задлан, түүндээ оновчтой шийдэл олсны дараа түүнээ буцаан бүтэн систем болгон үйлдвэрлэх ур чадварт суралцдаг. Суралцаж дуусаад Bachelor of Science / Master of Science эсвэл Bachelor of Engineering / Master of Engineering (монг. Бакалавр инженер / Магистр инженер) инженерийн диплом авах ба үүний дараа академийн Bachelor / Master of Science (B.Sc. / M.Sc.) эсвэл Bachelor / Master of Engineering (B.Eng. / M.Eng.) цолыг нэрийнхээ өмнө цоллуулах эрхийг албан ёсоор хүлээж авна.
Техникийн дунд сургууль
Герман хэлтэй улс оронд их дээд сургуулийн инженерийн сургалтаас гадна механик инженерийн техникчдийг бэлтгэх мэргэжлийн сургуулиуд нь эртний уламжлалт сургалтын хэлбэрүүдийн нэг юм. Энэ төрлийн сургалтад хоёр жил зөвхөн мэргэжлийн хичээл үзэх бөгөөд төгсөхдөө улсаас шалгагдсан техникч болох бөгөөд хүсвэл их дээд сургуульд инженерийн мэргэжлээр сурах эрхтэй болдог. Австри болон Швейцарт ч мөн ийм төрлийн мэргэжлийн сургалтууд байдаг.
Ном зүй
- Karl-Heinrich Grote, Jörg Feldhusen: Dubbel - Taschenbuch für den Maschinenbau. 23. Auflage. Springer, Berlin 2012, ISBN 978-3642173059. (Standardwerk)
- Alfred Böge: Handbuch Maschinenbau: Grundlagen und Anwendungen der Maschinenbau-Technik. 19., überarb. und. erw. Auflage. Vieweg, Braunschweig 2009, ISBN 978-3-8348-0487-7.
- Ekbert Hering, Karl-Heinz Modler: Grundwissen des Ingenieurs. 14., aktualisierte, Auflage. Fachbuchverlag Leipzig, Leipzig 2007, ISBN 978-3-446-22814-6.
- Horst Czichos, Manfred Hennecke: Hütte. Das Ingenieurswissen. 33. Auflage. Springer, Berlin 2007, ISBN 978-3-540-20325-4.
Эх сурвалж
- Rudolf Koller, Konstruktionslehre für den Maschinenbau 3. Springer-Verlag Berlin 1994. ISBN 3-540-57928-1 Хуудас XVIII
