sistem purtător Mașina unealtă formează un set de elemente ale sale, prin care forțele care apar între unealtă și piesa de prelucrat în timpul procesului de tăiere sunt închise. Elementele principale ale sistemului de transport al mașinii sunt cadrul și părțile corpului (bare transversale, portbagaj, glisoare, plăci, mese, etriere etc.).

pat 1 (Fig. 3.2) servește pentru montarea pieselor și ansamblurilor mașinii, piesele și ansamblurile mobile sunt orientate și mutate în raport cu aceasta. Patul, precum și alte elemente ale sistemului de transport, trebuie să aibă proprietăți stabile și să asigure posibilitatea de prelucrare a pieselor de prelucrat cu moduri și precizie specificate pe durata de viață a mașinii. Acest lucru este realizat alegerea corecta materialul patului și tehnologia de fabricație a acestuia, rezistența la uzură a ghidajelor.

Pentru fabricarea ramelor se folosesc următoarele materiale de bază: pentru cadre turnate - fontă; pentru sudate - oțel, pentru paturile mașinilor-unelte grele - beton armat (uneori), pentru mașini de înaltă precizie - un material sintetic artificial realizat din firimituri de materiale minerale și rășină și caracterizat prin deformații ușoare de temperatură.

Orez. 3.2. Paturi de mașini:
a - deșurubarea; b - strung cu control program; slefuire in - suprafata; 1 - pat; 2 - ghiduri

Ghiduri 2 furnizați necesarul aranjament reciprocși posibilitatea de mișcare relativă a nodurilor care poartă unealta și piesa de prelucrat. Designul șinei pentru deplasarea ansamblului permite doar un grad de libertate de mișcare.

În funcție de scop și design, există următoarea clasificare a ghidurilor:

• după tipul de mișcare - mișcarea principală și mișcarea de furaj; ghidaje pentru rearanjarea unităților de împerechere și auxiliare care sunt staționare în timpul procesării;
• de-a lungul traiectoriei de mișcare - mișcare rectilinie și circulară;
• în direcția traiectoriei de mișcare a nodului în spațiu - orizontal, vertical și înclinat;
• după forma geometrică - prismatică, plată, cilindrică, conică (numai pentru mișcare circulară) și combinațiile acestora.

Ghidajele de culisare și ghidajele de rulare sunt cele mai utilizate (în acestea din urmă se folosesc bile sau rolele ca corpuri intermediare de rulare).

Pentru fabricarea ghidajelor culisante (Fig. 3.3) (atunci cand ghidajele sunt realizate dintr-o bucata cu cadrul), se foloseste fonta gri. Rezistenta la uzura a ghidajelor este crescuta prin intarirea suprafetei, duritatea HRC 42...56.

Orez. 3.3. Exemple de ghidaje glisante:
un apartament; b - prismatic; în - sub forma unei „coadă de rândunică”

Ghidajele din oțel sunt realizate deasupra capului, de obicei călite, cu o duritate de HRC 58 ... 63. Cel mai adesea, oțelul 40X este utilizat cu călirea HDTV1, oțelurile 15X și 20X sunt urmate de cementare și călire.

Funcționarea fiabilă a ghidajelor depinde de dispozitivele de protecție care protejează suprafețele de lucru de praf, așchii, murdărie de pe ele (Fig. 3.4). Dispozitivele de protecție sunt fabricate din diverse materiale, inclusiv polimeri.

Orez. 3.4. Principalele tipuri de apărătoare de ghidare sunt:
a - scuturi; b - scuturi telescopice; c, d și e - bandă; e - blănuri în formă de armonică

Fusele și suporturile lor

Ax- un fel de arbore - servește la fixarea și rotirea instrumentului de tăiere sau a dispozitivului de fixare care poartă piesa de prelucrat.

Pentru a menține acuratețea prelucrării pe o anumită durată de viață a mașinii, axul asigură stabilitatea poziției axei în timpul mișcării de rotație și translație, rezistența la uzură a suprafețelor de susținere, de așezare și de bază.

Fusele, de regulă, sunt fabricate din oțel (40Kh, 20Kh, 18KhGT, 40KhFA etc.) și supuse tratamentului termic (cementare, nitrurare, călire în vrac sau de suprafață, revenire).

Pentru a asigura o unealtă sau un dispozitiv de fixare, capetele frontale ale arborelor sunt standardizate. Principalele tipuri de capete ale axului mașinii-unelte sunt prezentate în tabel. 3.2.

Tabelul 3.2 Principalele tipuri de capete ale axului mașinii-unelte

La fel de suporturi de ax se folosesc rulmenti de alunecare si de rulare. În fig. 3.5.

Orez. 3.5. Lagăre de alunecare reglabile:
a - cu gât cilindric: 1 - gât; 2 - maneca despicata; 3 - corp; b - cu gâtul conic al fusului: 1 - fus; 2 - maneca solida

În rulmenți de alunecare fusurile folosesc lubrifiant sub formă de lichid (în rulmenți hidrostatici și hidrodinamici) sau gaz (în rulmenți aerodinamici și aerostatici).

Există o singură și mai multe pane rulmenți hidrodinamici. Penele simple sunt cele mai simple ca design (manșon), dar nu asigură o poziție stabilă a arborelui la viteze mari de alunecare și sarcini mici. Acest dezavantaj este absent la rulmenții multi-pene, care au mai multe straturi de ulei pentru rulmenți care acoperă uniform gâtul axului din toate părțile (Fig. 3.6).

Orez. 3.6. Suport ax roata de polizare cu rulment hidrodinamic din cinci piese:
1 - garnituri cu auto-aliniere; 2 - ax; 3 - clip; 4 - nuca; 5 - rulmenti; 6 - șuruburi cu capăt de sprijin sferic; 7 - manșete

Rulmenți hidrostatici- lagăre de alunecare, în care stratul de ulei dintre suprafețele de frecare este creat prin alimentarea cu ulei sub presiune de la pompă către acestea, - asigură o precizie ridicată a poziției axei axului în timpul rotației, au rigiditate ridicată și asigură un mod de frecare lichidă la viteze mici de alunecare (Fig. 3.7).

Orez. 3.7. Rulment hidrostatic:
1 - carcasa rulmentului; 2 - gât ax; 3 - un buzunar care creează suprafața portantă a rulmentului (săgețile indică direcția de alimentare cu lubrifiant sub presiune și îndepărtarea acestuia)

Rulmenți lubrifiați cu gaz(aerodinamice și aerostatice) sunt similare ca design cu rulmenții hidraulici, dar oferă pierderi mai mici prin frecare, ceea ce le permite să fie utilizați la rulmenți cu ax de mare viteză.

Rulmenți de rulareîntrucât suporturile de ax sunt utilizate pe scară largă la mașinile-unelte tipuri diferite. Sunt impuse cerințe sporite asupra preciziei de rotație a arborelor, prin urmare, în suporturile lor sunt utilizați rulmenți de clase de precizie ridicate, instalați cu o preîncărcare, ceea ce elimină influenta negativa goluri. Preîncărcarea în rulmenții cu bile și role conice cu contact unghiular este creată atunci când sunt instalați în perechi ca urmare a deplasării axiale a inelelor interioare față de cele exterioare.

Această deplasare se realizează cu ajutorul unor elemente structurale speciale ale ansamblului arborelui: inele distanțiere de o anumită dimensiune; arcuri care asigură constanța forței de preîncărcare; conexiuni filetate. La rulmenții cu role cilindrice, preîncărcarea este creată prin deformarea inelului interior 6 (Fig. 3.8) la strângerea acestuia pe gâtul conic al arborelui 8 cu ajutorul manșonului 5 deplasat de piulițele 1. Rulmenții Rulmenții axului sunt protejați în mod fiabil de contaminarea și scurgerile de lubrifiant prin etanșări cu manșon și labirint 7.

Orez. 3.8. Suport frontal al axului de strung pe rulmenți:
1 - nuci; 2 - piulițe de reglare; 3 - arcuri; 4 - rulmenti axiali; 5 - bucșe; 6 - inel interior rulment cu role; 7 - sigilii; 8 - ax

Rulmenții de rulare 4 sunt folosiți pe scară largă ca rulmenți axiali care fixează poziția axului pe direcția axială și percep sarcinile care apar în această direcție. Preîncărcarea rulmenților axiali cu bile 4 este creată de arcurile 3. Arcurile sunt reglate cu piulițele 2.

Un exemplu de utilizare a rulmenților cu bile cu contact unghiular pentru a absorbi sarcinile axiale este prezentat în fig. 3.6. Presarcina este creată prin reglarea poziției inelelor exterioare ale rulmenților 5 folosind piulița 4.

Mecanisme tipice pentru mișcarea de translație

Mișcarea de translație în mașinile luate în considerare este asigurată de următoarele mecanisme și dispozitive:

• mecanisme care convertesc mișcarea de rotație în translație: o roată dințată sau un melc cu cremalieră, un șurub-piuliță și alte mecanisme;
• dispozitive hidraulice cu o pereche cilindru-piston;
• dispozitive electromagnetice, cum ar fi solenoizi, utilizate în principal în acţionarea sistemelor de control.

Să dăm exemple ale unora dintre aceste mecanisme (a se vedea tabelul 3.1 pentru simboluri).

Pereche de port-rafturi are o eficiență ridicată, ceea ce îl face potrivit pentru utilizare într-o gamă largă de viteze de rack, inclusiv în unitățile de mișcare principale care transmit putere semnificativă și în unitățile de mișcare auxiliare.

unelte melcate diferă de o pereche de roți dintate - cremalieră a crescut netezimea mișcării. Cu toate acestea, această transmisie este mai dificil de fabricat și are o eficiență mai mică.

Mecanism plumb șurub-piuliță este utilizat pe scară largă în antrenările de avans, mișcări auxiliare și de reglare și asigură: o distanță mică pe care elementul mobil o deplasează într-o singură rotație a antrenamentului; netezime ridicată și precizie a mișcării, determinate în principal de precizia fabricării elementelor perechii; autofrânare (în perechi de șurub-piuliță culisante).

În industria mașinilor-unelte, s-au stabilit șase clase de precizie pentru șuruburi și piulițe culisante: 0 - cea mai precisă; Clasele 1, 2, 3, 4 și 5, cu ajutorul cărora se reglează abaterile admise la parametrul pas, profil, diametre și rugozitate a suprafeței. Designul piulițelor depinde de scopul mecanismului.

Perechile de șurub-piuliță glisantă datorită eficienței scăzute sunt înlocuite cu perechi de șuruburi de rulare (Fig. 3.9). Aceste perechi elimină uzura, reduc pierderile prin frecare și pot elimina golurile prin preîncărcare.

Orez. 3.9. O pereche de șurub-piuliță de rulare:
1, 2 - nucă, constând din două părți; 3 - șurub; 4 - bile (sau role)

Dezavantajele inerente perechilor de șurub-piuliță glisantă și șurub-piuliță de rulare, datorită particularităților funcționării și fabricării lor, sunt excluse în transmisia hidrostatică șurub-piuliță. Această pereche funcționează în frecare cu un lubrifiant; Eficiența transmisiei ajunge la 0,99; uleiul este furnizat în buzunarele realizate pe părțile laterale ale filetului piuliței.

Mecanisme tipice pentru implementarea mișcărilor periodice

În procesul de lucru în unele mașini, este necesară mișcarea periodică (schimbarea poziției) a nodurilor sau elementelor individuale. Mișcările periodice pot fi efectuate prin mecanisme cu clichet și malteză, mecanisme cu came și ambreiaje de depășire, mecanisme electrice, pneumatice și hidraulice.

Clichete(Fig. 3.10) este cel mai des folosit în mecanismele de avans ale mașinilor-unelte, în care mișcarea periodică a piesei de prelucrat, a uneltelor de tăiere (tăietor, roată de șlefuit) sau auxiliară (diamant pentru îmbrăcarea discului de șlefuit) este efectuată în timpul depășirii sau cursa inversă (auxiliară) (la mașini de șlefuit și alte mașini).

Orez. 3.10. Diagrama cu clichet:
1 - clichet; 2 - cățeluș; 3 - scut; 4 - împingere

În cele mai multe cazuri, mecanismele cu clichet sunt utilizate pentru mișcarea rectilinie a unității corespunzătoare (masă, etrier, pană). Cu ajutorul unui angrenaj cu clichet, se efectuează și mișcări periodice circulare.

Cuplaje servesc la conectarea a doi arbori coaxiali. În funcție de scop, există ambreiaje fără decuplare, interblocare și de siguranță.

Ambreiaje fără decuplare(Fig. 3.11, a, b, c) sunt utilizate pentru o conexiune rigidă (surdă) a arborilor, de exemplu, o conexiune folosind un manșon, prin elemente elastice sau printr-un element intermediar care are două proeminențe reciproc perpendiculare pe planurile de capăt și permite compensarea nealinierii arborilor conectați.

Orez. 3.11. Cuplaje arborelui:
a - tip bucșă rigidă; b - c elemente elastice; în - mobil încrucișat; g - came; d - multi-disc cu acționare mecanică: 1 - șaibă; 2 - placa de presiune; 3 - bile; 4 - bucșă fixă; 5 - bucșă; 6 - nucă; 7 - arcuri; e - electromagnetic: 1 - manșon cu fante; 2 - bobina electromagnetica; 3 și 4 - discuri conductoare magnetic; 5 - ancora; 6 - maneca

Ambreiaje(Figura 3.11, d, e, f) este folosit pentru compus periodic arbori. Mașinile folosesc ambreiaje cu came interblocate sub formă de discuri cu came dinți de capăt și ambreiaje cu roți dințate. Dezavantajul unor astfel de ambreiaje cuplate este dificultatea includerii lor cu o diferență mare în vitezele unghiulare ale elementelor de antrenare și antrenate. Ambreiajele cu frecare nu prezintă dezavantajul inerent ambreiajelor cu came și permit pornirea acestora cu orice viteză de rotație a elementelor de antrenare și antrenate. Ambreiajele cu frecare sunt conice și disc. În antrenările mișcării principale și al avansului, sunt utilizate pe scară largă ambreiajele cu mai multe plăci, care transmit cupluri semnificative cu dimensiuni de gabarit relativ mici. Comprimarea discurilor conducătoare cu cele antrenate se realizează cu antrenări mecanice, electromagnetice și hidraulice.

Ambreiaje de siguranță(Fig. 3.12) conectați doi arbori în condiții normale de funcționare și rupeți lanțul cinematic atunci când sarcina crește. O rupere a lanțului poate apărea atunci când un element special este distrus, precum și ca urmare a alunecării pieselor de împerechere și frecare (de exemplu, discuri) sau decuplarea camelor a două părți de împerechere ale cuplajului.

Orez. 3.12. Scheme de cuplari de siguranta;
o minge; b - came; 1 - came; 2 - element mobil al ambreiajului; 3 - arcuri; 4 - nuca; 5 - bile

Ca element destructibil, se folosește de obicei un știft, aria secțiunii transversale a cărei secțiune este calculată pentru a transmite un anumit cuplu. Decuplarea elementelor de împerechere ale ambreiajului are loc cu condiția ca forța axială care apare pe dinți, came 1 sau bile 5, în timpul suprasarcinilor, depășește forța creată de arcurile 3 și reglabilă de piulița 4. La deplasare, mobilul elementul 2 al ambreiajului acționează asupra întrerupătorului de limită, rupând motorul de antrenare a circuitului de putere electrică.

Ambreiaje de depășire(Fig. 3.13) sunt concepute pentru a transmite cuplul atunci când verigile lanțului cinematic se rotesc într-o direcție dată și pentru a deconecta verigile atunci când se rotesc în sens opus, precum și pentru a transmite rotații de diferite frecvențe la arbore (de exemplu, lentă - rotatie de lucru si rapid - auxiliar). Ambreiajul de rulare vă permite să transferați o rotație suplimentară (rapidă) fără a opri lanțul principal. La mașinile-unelte, cele mai utilizate sunt ambreiajele tip role, care pot transmite cuplul în două direcții.

Orez. 3.13. Ambreiaj cu role de rulare:
1 - clip; 2 - butuc; 3 - role; 4 - furca de antrenare; 5 - arcuri

Mecanismele cu clichet sunt folosite și ca ambreiaje de depășire.

Întrebări de control

1. Care sunt cerințele pentru paturile și ghidajele mașinilor?
2. Spuneți-ne despre scopul și designul ansamblurilor de arbore și rulmenți.
3. Ce cuplaje sunt folosite la mașinile-unelte?

Când luăm în considerare structura oricărui computer, aceasta este de obicei realizată în detaliu. De regulă, în structura unui computer se disting următoarele unități structurale: dispozitive, noduri, blocuri și elemente.

Nivelul inferior de prelucrare este implementat de elemente. Fiecare element este proiectat pentru a procesa semnale electrice individuale corespunzătoare biților de informații. Nodurile asigură procesarea simultană a unui grup de semnale - cuvinte de informare. Blocuri implementează o anumită secvență în procesarea cuvintelor informaționale - o parte separată funcțional a operațiunilor mașinii (bloc de preluare a instrucțiunilor, bloc de scriere-citire etc.). Dispozitive concepute pentru a efectua operațiuni individuale ale mașinii și secvențele acestora.

În cazul general, orice unitate structurală a unui calculator asigură transformarea informațiilor de intrare X în ieșirea Y (vezi Fig. 2.1).

Toate computerele moderne sunt construite pe sisteme de circuite integrate (IC). Un microcircuit electronic se numește integrat dacă componentele sale și conexiunile dintre ele sunt realizate într-un singur ciclu tehnologic, pe o singură bază și au o protecție comună împotriva influențelor mecanice. Fiecare microcircuit este un circuit electronic miniatural format în straturi într-un cristal semiconductor: siliciu, germaniu etc. Seturile cu microprocesor includ Tipuri variate microcircuite, dar toate trebuie să aibă un singur tip de conexiuni intermodulare bazate pe standardizarea parametrilor semnalelor de interacțiune (amplitudine, polaritate, durata impulsului etc.). Baza setului este de obicei alcătuită din LSI mari și chiar circuite integrate ultra-mari. Următorul pas este să ne așteptăm la apariția circuitelor integrate ultra-mari (UBIS). În plus față de acestea, se folosesc de obicei microcircuite cu un grad mic și mediu de integrare (SIS). Din punct de vedere funcțional, microcircuitele pot corespunde unui dispozitiv, nod sau bloc, dar fiecare dintre ele constă dintr-o combinație a celor mai simple elemente logice care implementează funcțiile de generare, conversie, stocare a semnalelor etc.

Elementele computerului pot fi clasificate după diverse criterii. Cel mai adesea, astfel de semne sunt: ​​tipul semnalelor, scopul elementelor, tehnologia fabricării lor etc.

Două metode de reprezentare fizică a semnalelor sunt utilizate pe scară largă în calculatoare: puls și potențial. Cu metoda pulsului de reprezentare a semnalelor, prezența unui impuls (curent sau tensiune) este asociată cu o singură valoare a unei variabile binare, iar absența unui impuls este asociată cu o valoare zero (Fig. 3.1, A). Durata semnalului de impuls nu depășește un ciclu de impulsuri de ceas.

Cu o reprezentare potențială sau statică a semnalelor, valoarea unei variabile binare este afișată ca un singur nivel de tensiune ridicată, iar o valoare zero este afișată ca un nivel scăzut (Fig. 3.1, b).

Orez. 3.1.A - semnale de impuls; b - semnale potențiale

Indiferent de tipul de semnale, se disting coduri seriale și paralele pentru transmiterea și prezentarea informațiilor într-un computer.

Cu un cod de reprezentare a datelor în serie, se folosesc magistrale singulare sau linii de transmisie, în care semnalele corespunzătoare biților de date individuali sunt separate în timp. Prelucrarea acestor informații se realizează secvenţial bit cu bit. Acest tip de reprezentare și transmitere a datelor necesită scheme de procesare a datelor foarte economice din punct de vedere al costurilor hardware. Timpul de procesare este determinat de numărul de semnale (cifre) procesate.

Un cod paralel pentru afișarea și transmiterea informațiilor implică fixarea paralelă și simultană a tuturor biților de date pe diferite magistrale, de ex. codul de date paralel este desfășurat în spațiu. Acest lucru face posibilă accelerarea procesării în timp, dar costurile hardware cresc proporțional cu numărul de biți procesați.

În toate calculatoarele, se folosesc și coduri paralel-seriale pentru reprezentarea informațiilor. În acest caz, informațiile sunt afișate în părți. Părțile sunt procesate secvenţial, iar fiecare parte a datelor este reprezentată printr-un cod paralel.

După scopul lor, elementele sunt împărțite în formative, logice și de memorie.

LA elemente de formare includ diverse modele, amplificatoare, amplificatoare de modelare etc. Aceste elemente servesc la generarea anumitor semnale electrice, restabilirea parametrilor acestora (amplitudine, polaritate, putere, durată).

Fiecare calculator are blocuri speciale care generează semnale de ceas, o serie de semnale de sincronizare și control care coordonează funcționarea tuturor circuitelor computerului. Intervalul de timp dintre impulsurile frecvenței fundamentale se numește ciclu de ceas. Durata ciclului este o caracteristică importantă a computerului, care determină performanța potențială a acestuia. Timpul de execuție al oricărei operațiuni pe calculator este asociat cu un anumit număr de cicluri.

Protozoare elemente logice transforma semnalele de intrare in conformitate cu functiile logice elementare discutate in paragraful 2.4. La rândul lor, semnalele primite pot forma următorul nivel de semnale și așa mai departe.Transformările complexe în conformitate cu dependențele logice necesare pot duce la construirea de circuite pe mai multe niveluri. Fiecare astfel de circuit este o compoziție a celor mai simple circuite logice.

element de memorie se numește un element care este capabil să primească și să stocheze codul unei cifre binare (una sau zero). Elementele de memorie pot aminti și stoca valorile originale ale unor cantități, valori intermediare prelucrarea și rezultatele finale ale calculelor. Numai elementele de memorie din circuitele computerului fac posibilă prelucrarea informațiilor ținând cont de dezvoltarea acesteia.

Componentele fizice și circuitele care alcătuiesc MP și MPS sunt hardware-ul lor. Echipamentul este capabil să efectueze doar un set limitat de operații elementare. Toate celelalte functionale. oportunitățile sunt realizate prin software, adică prin organizarea adecvată a unui anumit set și secvență de operații elementare ale mașinii.

Deși în MP hardware-ul este subordonat software-ului, ambele sunt la dispoziția deplină a dezvoltatorului. Prin urmare, este necesar să știți bine ce oportunități oferă.

Hardware-ul MP ​​și MPS este un set de noduri logice tipice repetitive, care, la rândul lor, sunt circuite de elemente logice tipice.

Nodurile logice tipice includ flip-flops, registre, contoare, sumatoare, decodore, multiplexoare, sisteme de magistrală, dispozitive de stocare etc.

Din punct de vedere al metodelor de transformare a informațiilor, unele dintre aceste noduri pot fi clasificate ca circuite combinaționale, cu ajutorul cărora se efectuează operații aritmetice și logice pe două cuvinte multibiți.

Circuitele combinate sunt circuite fără memorie.

Cealaltă parte sunt circuite secvențiale care efectuează operațiunile de stocare, deplasare, numărare și transmitere a informațiilor. Circuitele secvenţiale conţin elemente de memorie (SE).

Funcționalitatea MP este determinată în principal de partea sa combinată, care formează baza ALU.

Din cauza limitărilor din domeniul de aplicare al manualului, vor fi discutate mai jos doar autobuzele și tipurile de dispozitive de stocare vor fi descrise pe scurt.

Principiul trunking-ului oferă modalitatea principală de reducere a numărului de conexiuni în sisteme - aceasta este utilizarea autobuzelor. Numărul de conexiuni posibile la un anumit bloc este limitat de restricțiile de aspect ale circuitelor integrate sau plăcilor de circuite imprimate. Mai mult, este, în general, de dorit să se mențină numărul de conexiuni la minim, deoarece acestea constituie o parte majoră a costului dispozitivului.

Autobuzele sunt canale de informare obișnuite, adică canale utilizate de multe dispozitive dintr-un sistem. În cazul general, informațiile despre magistrale sunt transmise sub formă de cuvinte, care sunt un grup de biți. Biți individuali ai unui cuvânt pot fi transmiși pe linii separate pe magistrală sau pot fi transmiși pe o singură linie secvenţial în timp. În primul caz, autobuzele sunt numite paralele, iar în al doilea - seriale.

Astfel, o magistrală este o linie sau un set de linii care conectează dispozitive logice separate și care permit unui dispozitiv să trimită date către unul sau mai multe alte dispozitive.

Busul poate fi unidirecțional - în acest caz, unele dispozitive acționează întotdeauna ca emițători, în timp ce altele acționează întotdeauna ca receptori, magistrala poate fi bidirecțională - în acest caz, fiecare dispozitiv conectat la magistrală poate la un moment dat să trimită semnale către alte dispozitive.

Din punct de vedere tehnic, metoda schimbului de informații prin magistrală se reduce la crearea de cascade tampon bidirecționale cu trei stări stabile și implementarea multiplexării în timp a canalelor de schimb.

Exemple de implementare fizică a autobuzelor sunt: ​​o magistrală de proiectare specială, constând din fire flexibile, și o magistrală realizată sub forma unui circuit imprimat. În orice moment, cunoscând starea logică a magistralei, puteți determina pe deplin calea pe care o iau datele în sistem de la un punct la altul.

Pentru sistemele cu microprocesor, cea mai comună arhitectură este cu trei magistrale: adresă, date și control. Autobuzul de adrese este întotdeauna unidirecțional (în ceea ce privește IP-ul).

Când se utilizează o organizare de magistrală atât în ​​interiorul cristalului, cât și atunci când se conectează mai multe LSI-uri la o magistrală externă, apar dificultăți din cauza modalităților în care mai multe elemente sunt conectate la o linie de magistrală comună.

Posibilitatea de a conecta mai multe intrări ale elementelor logice la magistrală este limitată doar de capacitatea de încărcare a circuitelor la ieșirea cărora este conectată această magistrală. Când se utilizează circuite tampon puternice, capacitatea de încărcare este suficientă pentru majoritatea cazurilor practice de organizare a magistralei.

Este mai dificil să organizați conexiunea ieșirilor mai multor elemente la o singură magistrală. Există trei moduri de a rezolva această problemă: uniunea logică; combinarea folosind circuite open-collector („logica de cablare”); asociere folosind circuite cu trei stări.

Analiza caracteristicilor diferite căi organizarea autobuzelor comune în MP și MPS ne permite să tragem concluzii care sunt confirmate de evoluțiile practice: la organizarea autobuzelor interne ale MP, de regulă, se folosesc combinații logice și combinații care folosesc circuite open-collector; la organizarea autostrăzilor externe MP, de regulă, se folosește logica cu trei stări.

Elementele și nodurile computerului.

Un element de computer este cea mai mică parte structurală și funcțională a unui computer care este utilizată în proiectarea sa logică și implementarea tehnologică. În funcție de scopul lor, ele sunt împărțite în logice, memorie și auxiliare.

Elementele logice implementează operații logice și sunt utilizate atât pentru a construi circuite logice complexe (noduri), cât și pentru a controla funcționarea blocurilor individuale și a dispozitivelor informatice.

Elementele de memorie sunt concepute pentru a stoca și emite informații binare.

Elementele auxiliare sunt cel mai adesea utilizate pentru alimentarea cu energie și coordonarea funcționării diferitelor unități de calculator.

Luați în considerare principiul construcției și funcționării elementelor și nodurilor utilizate pe scară largă în calculatoare.

Trigger - un automat digital elementar cu două stări stabile. Starea 0 la ieșirea Q corespunde stării oprite, iar Q=1 - activată. Declanșatoarele stochează informații și rămân în starea specificată după terminarea semnalelor de comutare. Ele sunt utilizate pe scară largă utilizate pe scară largă în procesarea informațiilor digitale.
Declanșatorii RS, T, D, JK se disting prin metoda de organizare a conexiunilor logice care determină caracteristicile funcționării. Dintre acestea, declanșatorul JK este numit universal, deoarece toate celelalte tipuri de declanșatoare pot fi obținute de la acesta.

Principiul de funcționare a declanșatorului JK este bine explicat în graficul de tranziție.

Scheme de comutare a declanșării JK:

Declanșator T asincron - un declanșator de numărare, fiecare două semnale la intrarea T formează un semnal la ieșire.

Declanșator T sincron - un declanșator de numărare, fiecare două semnale la intrarea C formează un semnal la ieșire, dacă există un 1 logic la intrarea T.

Declanșare sincronă D - implementează funcția de întârziere. Funcționează conform următorului tabel de salt.

Un flip-flop RS asincron este un automat digital elementar cu două stări stabile și două intrări R și S, funcționând în conformitate cu următorul tabel de tranziție.

Bistabilul RS sincron diferă de basculul RS asincron prin faptul că, în plus față de intrările de informații, are o intrare de sincronizare C. Când C=0, flip-flop-ul se află în modul de stocare a informațiilor. Cu C=1, flip-flop-ul sincron funcționează ca un flip-flop RS asincron.

Registrele - acestea sunt noduri de computer care servesc la stocarea de informații sub formă de cuvinte mașină sau părți ale acesteia, precum și la efectuarea unor transformări logice asupra cuvintelor. Sunt aparate digitale Mile realizate pe declanșatoare.
Registrele sunt capabile să efectueze următoarele operațiuni:
- setarea registrului la starea 0 sau 1 (la toate iesirile);
- receptie si stocare in registrul n cuvinte biti;
- deplasarea stocată în registrul codului binar al cuvântului la dreapta sau la stânga cu o valoare dată de biți;
- conversia codului cuvântului stocat într-unul serial, și invers, la primirea sau emiterea de date binare;
- operații logice pe biți.

Mai jos este o denumire grafică condiționată a registrului universal și scopul concluziilor sale:

Contoare - noduri de computer care numără și stochează codul pentru numărul de semnale numărate. Sunt automate digitale Moore, în care noua stare a contorului este determinată de starea anterioară și de starea variabilei logice la intrare.
starea interioara contoarele este caracterizată de factorul de conversie K, care determină numărul stărilor sale stabile. Parametrii principali sunt rezoluția (timpul minim între două semnale care sunt fixate în mod fiabil) sau performanța maximă și capacitatea de informare. Denumirea și scopul ieșirilor contorului reversibil sunt prezentate în figura de mai jos.

decodor, sau schema electorala, - acesta este un nod de computer în care fiecare combinație de semnale de intrare corespunde prezenței unui semnal pe o magistrală bine definită la ieșire (dispozitiv de combinație). Decodoarele sunt utilizate pe scară largă pentru a converti codurile binare în semnale de control pentru diferite dispozitive de calculator.

codificator, sau codificator, - acesta este un nod de computer care convertește un cod unitar într-un cod pozițional. Dacă codul de ieșire este binar pozițional, atunci codificatorul se numește binar. Cu ajutorul codificatoarelor, este posibilă convertirea cifrelor zecimale în reprezentare binară folosind orice alt cod binar-zecimal.

Convertoare de coduri - acestea sunt noduri de computer concepute pentru a codifica numerele. Numărul de convertoare de cod include: convertoare BCD, convertoare de afișare digitală, convertoare ale codului direct al numerelor binare în cod invers sau suplimentar etc.

Multiplexoarele - acestea sunt noduri care convertesc coduri digitale paralele în coduri seriale. În acest dispozitiv, ieșirea este conectată la una dintre intrări, în funcție de valoarea intrărilor de adresă. Multiplexoarele sunt utilizate pe scară largă pentru sinteza dispozitivelor combinaționale, deoarece aceasta contribuie la o reducere semnificativă a numărului de microcircuite utilizate.

Demultiplexoare - acestea sunt noduri care convertesc informațiile din forma serială în forma paralelă. Intrarea de informații D este conectată la una dintre ieșirile Qi determinate de semnalele de adresă A0 și A1.

Sumator - acesta este nodul în care se realizează operaţia aritmetică de însumare a codurilor digitale a două numere binare.

Folosind sumatoare pe un singur biți, puteți construi sumatoare pe mai mulți biți.

În ciuda designului și scopului diferit al mașinilor, piesele și ansamblurile din ele sunt practic aceleași (tipic, normal și standard). Unitățile de asamblare și piesele pot fi împărțite în elemente general scop (șuruburi, piulițe, roți dințate, arbori etc.) și elemente special scopuri care sunt utilizate în tipuri speciale de mașini (melc, piston, cilindru etc.) - Luați în considerare clasificarea elementelor de uz general.

Primul grup de elemente - conexiuni- este cea mai comună. Conexiunile (piesele de conectare) sunt concepute pentru a fixa poziția relativă a pieselor și a le combina în unități de asamblare și ansambluri. Acestea includ conexiuni sudate, nituite, filetate, arbore-butuc etc.

Al doilea grup de elemente - transmitere. Ei efectuează transferul de energie de la motor la organul executiv. Acest grup include:

elemente, transmiterea mișcării de rotație. Ele sunt împărțite în transmisii logodnă- cilindric, conic, planetar, ondulat, vierme și lanț; transmitere frecare - cureaua, frecarea, precum și arborii și cuplajele care le conectează. Părțile lor principale sunt roți dințate și melcate, melcuri, scripete, pinioane, curele, lanțuri;

elemente, mișcare transformatoare. Acestea sunt angrenaje cu pârghie, came, șurub-piuliță. Părțile lor sunt pârghii, tije, came, copiatoare, șuruburi, piulițe.

Al treilea grup de elemente include rulment și bazăing elemente:

arbori și osii care susțin piesele rotative (în plus, arborii transmit cuplul);

rulmenți - rulmenți de arbori și osii rotativi, bazați pe părți ale corpului;

ghidaje care susțin piesele în mișcare progresivă;

corp și părți ale rulmenților - părțile principale ale cutiei de viteze care percep sarcini (alte părți și ansambluri sunt montate și pe baza lor).

Grupurile separate sunt:

dispozitive de protecție a nodurilor împotriva poluării (etanșări, carcase, capace);

sisteme de lubrifiere (duze, fitinguri, jeturi, conducte);

elemente elastice (arcuri, arcuri, amortizoare).

Un grup special include elemente pentru scopuri speciale, de exemplu, aeronavele sunt caracterizate prin elice, tren de aterizare, elerone, rame, lănți etc.

Un exemplu de mecanism care conține majoritatea elementelor scop general este reductorul. Cutii de viteze  mecanisme utilizate pentru reducerea vitezelor unghiulare și creșterea cuplului, realizate sub forma unei unități separate. Conform clasificării, cutia de viteze are următoarele elemente: carcasă 1, Angrenaj 2, arborele 3 , ținând 4 și ambreiajul 5 .

clasificarea elementelor obiectelor tehnicemărfuri pentru producție caracteristici tehnologice:

Piese metalice fabricate prin prelucrare, turnare, sudare, ștanțare, forjare etc.;

Piese nemetalice obtinute prin presare, turnare, lipire.

Metoda de fabricație determină aspectul piesei și caracteristicile de rezistență ale acesteia.

Un grup special include elemente ale sistemului de control, inclusiv dispozitive electrice și electronice, pe care nu le vom lua în considerare.

După natura încărcăturii piesele pot fi împărțite în perceperea sarcinii statice sau dinamice sau a impactului.