Dyfais sy'n defnyddioegni er mwyn cyflawni rhyw weithred ydypeiriant. Defnyddir y gair i ddisgrifio dyfais sy'n cynorthwyo gydag unrhyw fath o waith. Mewn gwyddoniaeth a thechnoleg, mae peiriant yn system ffisegol sy'n defnyddio pŵer i gymhwysogrymoedd a rheolisymudiad i gyflawni gweithred. Mae'r term yn cael ei gymhwyso'n gyffredin i ddyfeisiau artiffisial, megis y rhai sy'n defnyddioinjans neu foduron, a hefyd i facromoleciwlau biolegol naturiol, megis peiriannau moleciwlaidd. Gall peiriannau gael eu gyrru gan anifeiliaid a phobl, gan rymoedd naturiol felgwynt adŵr, a chan bŵer cemegol, thermol neudrydanol, ac maent yn cynnwys system o fecanweithiau sy'n siapio mewnbwn yr ysgogwr (actuator) i gyflawni cymhwysiad penodol o rymoedd allbwn a symudiad. Ymhlith y peiriannau eraill maecyfrifiaduron a synwyryddion sy'n monitro perfformiad ac yn cynllunio symudiad, a elwir yn aml ynsystemau mecanyddol.
Nododdathronwyr naturioly Dadeni chwe pheiriant syml sef dyfeisiau elfennol a oedd yn symud llwyth, a chyfrifo'r gymhareb o rym allbwn i rym mewnbwn, a elwir heddiw ynfantais fecanyddol.[1]
Mae peiriannau modern yn systemau cymhleth sy'n cynnwys elfennau strwythurol, mecanweithiau a chydrannau rheoli ac sy'n cynnwys rhyngwynebau ar gyfer defnydd cyfleus. Mae'r enghreifftiau'n cynnwys:
Gall y gair 'peiriant' gyfeirio at nifer o bethau. Mae'r cofnod ysgrifenedig cyntaf yn cyfeirio at 'beiriant rhyfel', 'Wedi gosod periant wrth y ty, i'w claddu...'https://www.geiriadur.ac.uk/gpc/gpc.html a gall olygu gorchymyn, fel yn y gerdd enwog ynLlyfr Aneirin: 'Tri chant drwy beiriant yn catau...'. Ond yng nghyswllt yr erthygl hon, bonyn y gair yw'r ferf 'peri, paraf', sefgwneud i rywbeth ddigwydd neuachosi i rywbeth ddygwydd.'Ef a bair im orffwys mewn porfa esmwyth' meddMorris Kyffin yn 1595.
Mae llawer o ieithoedd yn defnyddio amrywiad o'r gairLladinmachina, gan gynnwys y Ffrangeg gyda'r Saesneg yn benthyca@r gair o'r Ffrangeg,[2] Tarddiad y Lladin oedd yGroeg (Doricμαχανάmakhana, μηχανήμηχανήmekhane 'dyfeisgarwch', sy'n deillio oμῆχοςmekhos sef 'dyfais', 'mantais'[3]).Daw'r geiriau Cymraegmecanyddol amecaneg o'r un gwraidd Groegaidd yma hefyd.
File:Palaeolithic Handaxe (FindID 233991).jpg Bwyell law o Bowys, oHen Oes y Cerrig Isaf
Mae'r fwyell law, a wneir trwy naddu fflint i ffurfiolletem (wedge) yn nwylo bod dynol yn trawsnewid grym a symudiad yr offeryn yn rym hollti lletraws a grym symudiad y darn gwaith. Y fwyell law yw'r enghraifft gyntaf oletem, yr hynaf o'r chwe pheiriant syml clasurol, y mae'r rhan fwyaf o beiriannau wedi'u seilio arnynt. Yr ail beiriant syml hynaf oedd yrplân ar oleddf (ramp),[4] sydd wedi cael ei defnyddio ersy cyfnod cynhanesyddol i symud gwrthrychau trwm, gan gynnwys o bosib rai o gerrigCromlech Pentre Ifan aChôr y Cewri.[5][6]
Dyfeisiwyd yrolwyn, ynghyd â mecanwaith yr olwyn a'r echel, ymMesopotamia (Irac modern) yn ystod y 5ed mileniwm CC.[8]
Ymddangosodd y mecanwaithlifer am y tro cyntaf tua 5,000 o flynyddoedd yn ôl ac fe'i defnyddiwyd mewn tafol cydbwyso syml,[9] ac i symud gwrthrychau mawr yn nhechnoleg yr Hen Aifft.[10] Defnyddiwyd y lifer hefyd yn y ddyfais codi dŵr cysgodol, y peiriant craen cyntaf, a ymddangosodd ym Mesopotamia tua 3000 CC,[9] ac yna mewn technoleg hynafol yr Aifft tua 2000 CC.[11]
Mae'r dystiolaeth gynharaf obwlïau yn dyddio'n ôl iFesopotamia yn gynnar yn yr 2il fileniwm CC,[12] a'rAifft hynafol yn ystod y Ddeuddegfed Brenhinllin (991-1802 CC).[13]
Ymddangosodd y sgriw, yr olaf o'r peiriannau syml i'w dyfeisio,[14] gyntaf ymMesopotamia yn ystod y cyfnodNeo-Asyriaidd (911-609) CC.[15] Adeiladwydpyramidau'r Aifft gan ddefnyddio tri o'r chwe pheiriant syml, yr plân, y lletem, a'r lifer.[16]
Ymddangosodd y peiriannau wedi'upweru gan ddŵr, yrolwyn ddŵr a'rfelin ddŵr, am y tro cyntaf ynYmerodraeth Persia, yn yr hyn sydd bellach ynIrac acIran, erbyn dechrau'r4g CC.[17] Ymddangosodd y peiriannaugwynt ymarferol cynharaf, yfelin wynt a'r pwmp gwynt, gyntaf yn ybyd Mwslemaidd yn ystod yrOes Aur Islamaidd, yn yr hyn sydd bellach yn Iran, Affganistan a Phacistan, erbyn y9g OC.[18][19][20] Y peiriantstêm ymarferol cynharaf oedd jac ager (steam jack) a yrrwyd gan dyrbin ager, a ddisgrifiwyd ym 1551 gan Taqi al-Din Muhammad ibn Ma'ruf yn yr Aifft Otomanaidd.[21]
Datblygwyd y peiriannau rhaglenadwy cynharaf hefyd yn y byd Mwslemaidd. Y dilyniannwr cerdd (music sequencer) sefofferyn cerdd y gellid ei raglennu oedd y math cynharaf o beiriant rhaglenadwy. Chwaraewrffliwt otomatig oedd y dilyniannwr cerdd cyntaf, a ddyfeisiwyd gan y brodyr Banu Musa, ac a ddisgrifiwyd yn euLlyfr Dyfeisiau Dyfeisgar, yn y9g.[29][30] Ym 1206, dyfeisiodd Al-Jazari otomata /robotiaid rhaglenadwy. Disgrifiodd bedwar cerddor otomaton, gan gynnwys peiriant drymiau rhaglenadwy, lle gellid eu gorfodi i chwarae gwahanol rythmau a gwahanol batrymau .[31]
Yn ystod yDadeni, dechreuwyd astudio deinameg yPwerau Mecanyddol, fel y gelwid peiriannau syml, o safbwynt faint o waith defnyddiol y gallent ei wneud, gan arwain yn y pen draw at y cysyniad newydd o waith mecanyddol. Ym 1586 cafodd y peiriannydd Ffleminaidd Simon Stevin fantais fecanyddol drwy'r plân ar oleddf. Y gwyddonydd EidalaiddGalileo Galilei yn 1600 a gyfrifodd theori ddeinamig gyflawn peiriannau syml a hynny ynLe Meccaniche ("Ar Fecaneg").[32][33] Ef oedd y cyntaf i ddeall fod peiriannau syml yn trawsnewidynni yn hytrach nag yn ei greu.[32]
Darganfuwyd rheolau clasurolffrithiant llithro mewn peiriannau ganLeonardo da Vinci (1452-1519), ond arhosodd heb ei gyhoeddi yn ei lyfrau nodiadau. Cawsant eu hailddarganfod gan Guillaume Amontons (1699) a chawsant eu datblygu ymhellach gan Charles-Augustin de Coulomb yn 1785.[34] Metalegwr arall hynod weithgar oeddDavid Thomas a ddyfeisiodd broses o'r enw broses ‘chwyth poeth’, a drawsnewidiodd gwaith o wneud haearn, drwy gynhesu aer cyn ei bwmpio i ffwrnais chwyth. David Thomas oedd lywydd cyntaf Cymdeithas Meteleg America.
Creodd y meistr haearn o Gaerfyrddin,Philip Vaughan, batent ar y peli metel a elwir yn ‘ball bearings’ yn 1794. Rhoddodd beli haearn rhwng olwyn ac echel cert gan alluogi i olwynion y cert i droelli’n rhwyddach, drwy leihau't ffrithiant rhyngddynt.
PatentioddJames Watt ei gysylltiad mudiant cyfochrog ym 1782, a wnaeth yr injan stêm act-ddwbl yn realaeth.[35] Daeth injan stêm Boulton a Watt ac yn ddiweddarachlocomotifau ager a llongau ager yn boblogaidd.
Barnwr a gwyddonydd a aned ynAbertawe oedd SyrWilliam Robert Grove (1811-1896). Ef, yn 1842, a ddyfeisiodd ygell danwydd. Roedd ei beiriant yn cyfunohydrogen acocsigen i gynhyrchu trydan.David Edward Hughes (1831-1900) o’r Bala a ddyfeisiodd ymicroffon. Mae'n debygol iawn iddo hefyd ddarganfodtonfedd radio ddegawd cynHeinrich Hertz yn 1888. Credai y dylai pobl y byd cyfan fanteisio o'r microffon, ac felly nid aeth ati i gymryd patent arno.
Roedd mab i weithiwr dur o Abertawe, Edward ‘Taffy’ Bowen (1911-1991) yn allweddol yn y gwaith o ddatblyguradar. ei arbenigedd oedd eu gosod mewn awyrennau er mwyn canfod awyrennau eraill a llongau tanfor yn ystod yr Ail Ryfel Byd. Ar ôl y rhyfel arloesodd ym maes astronomeg radio.
Tabl o fecanweithiau syml, oCyclopædia Chambers, 1728.[36] Mae peiriannau syml yn darparu "geirfa" ar gyfer deall peiriannau mwy cymhleth.
Arweiniodd y syniad y gellir dadelfennu peiriant yn elfennau symudolArchimedes at ddiffinio'rlifer, ypwli a'rsgriw fel peiriannau syml. Erbyn cyfnod y Dadeni cynyddodd y rhestr hon i gynnwys yrolwyn a'r echel, ylletem a'r plân ar oleddf. Mae'r dull modern o nodweddu peiriannau yn canolbwyntio ar y cydrannau sy'n caniatáu symudiad, a elwir yn uniadau (joints).
Maesystem fecanyddol yn rheoli pŵer i gyflawni tasg sy'n cynnwys grymoedd a symudiad. Mae peiriannau modern yn systemau sy'n cynnwys (i) ffynhonnell pŵer ac actiwadyddion sy'n cynhyrchu grymoedd a symudiad, (ii)system o fecanweithiau sy'n siapio mewnbwn yr actiwadydd i gyflawni cymhwysiad penodol o rymoedd allbwn a symudiad, (iii) rheolydd gyda synwyryddion sy'n cymharu'r allbwn â nod perfformiad ac yna'n cyfeirio mewnbwn yr actiwadydd, a (iv) rhyngwyneb i weithredwr sy'n cynnwys liferi, switshis, ac arddangosiadau. Mae hyn i'w weld yn injan stêm Watt lle mae'r pŵer yn cael ei ddarparu gan stêm yn ehangu i yrru'r piston. Mae'r trawst cerdded, y cwplwr a'r crank yn trawsnewid symudiad llinellol y piston i gylchdroi'r pwli allbwn. Yn olaf, mae'r cylchdro pwli yn gyrru'r llywodraethwr pêl hedfan sy'n rheoli'r falf ar gyfer y mewnbwn stêm i'r silindr piston.
Teclyn mwyngloddi wedi ei bweru gan ddŵr a ddefnyddir i godi mwynau. Daw'r llun bloc pren hwn oDe re metallica gan Georg Bauer (enw Lladin Georgius Agricola, tua 1555), gwerslyfr mwyngloddio cynnar sy'n cynnwys nifer o luniadau a disgrifiadau o offer mwyngloddio.
Maemecaneiddio'n darparu peiriannau i weithredwyr dynol sy'n eu cynorthwyo gyda'u gwaith neu'n disodli eu gwaith.
Mae dyfeisiau sy'n achosi newidiad mewn cyflymder neu newidiad i cilyddol i fudiant cylchdro, fel arfer yn cael eu hystyried yn beiriannau. Ar ôl trydaneiddio, pan nad oedd y rhan fwyaf o beiriannau bach bellach yn cael eu pweru â llaw, roedd mecaneiddio yn gyfystyr â pheiriannau modur.[37]
Otomatiaeth yw'r defnydd o systemau rheoli athechnolegau gwybodaeth i leihau'r angen am waith dynol (er mwyn lleihau'r costau) wrth gynhyrchu nwyddau a gwasanaethau. O fewn diwydiant, mae otomeiddio yn gam y tu hwnt i fecaneiddio. Tra bod mecaneiddio'n darparu peiriannau i weithredwyr dynol i'w cynorthwyo gyda gofynion cyhyrol gwaith, mae otomeiddio'n lleihau'n sylweddol y defnydd o'r synhwyrau a'r broses feddyliol, dynol hefyd. Mae otomeiddio'n chwarae rhan gynyddol bwysig yn economi'r byd.
Mae Usher yn adrodd bod traethawd Arwr Alecsandria arFecaneg yn canolbwyntio ar yr astudiaeth o godi pwysau trwm. Heddiw maemecaneg yn cyfeirio at ddadansoddiad mathemategol grymoedd a symudiad system fecanyddol, ac mae'n cynnwys astudiaeth o sinemateg a dynameg y systemau hyn.
Mae dadansoddiad deinamig o beiriannau'n dechrau gyda model anhyblyg i bennu adweithiau, ac ar yr adeg honno mae'r effeithiau elastigedd yn cael eu cynnwys. Mae dynameg corff anhyblyg yn astudio symudiad systemau cyrff cydgysylltiedig o dan weithrediad grymoedd allanol. Mae'r rhagdybiaeth bod y cyrff yn anhyblyg, sy'n golygu nad ydynt yn anffurfio o dan weithred grymoedd cymhwysol, yn symleiddio'r dadansoddiad trwy leihau'r paramedrau sy'n disgrifio cyfluniad y system i gyfieithu a chylchdroi fframiau cyfeirio sydd ynghlwm wrth bob corff.[38][39]
Diffinnir deinameg system gorff anhyblyg gan eihafaliadau mudiant, sy'n deillio o ddefnyddio naill aideddfau mudiant Newton neu fecaneg Lagrancian. Mae datrysiad yr hafaliadau mudiant hyn yn diffinio sut mae cyfluniad y system o gyrff anhyblyg yn newid fel swyddogaeth amser. Mae ffurfio a datrysiad deinameg corff anhyblyg yn arf pwysig yn efelychiad cyfrifiadurolsystemau mecanyddol.
Mae dadansoddiad deinamig o beiriant yn gofyn am bennu symudiad, a elwir hefyd yn cinemateg, o'i gydrannau, a elwir yn ddadansoddiad cinematig. Caniateir i leoliad, cyflymder a chyflymiad pob pwynt mewn cydran gael eu pennu o'r priodweddau hyn ar gyfer pwynt cyfeirio, a lleoliadonglog, cyflymder onglog a chyflymiad onglog y gydran.
Maedylunio peiriant yn cyfeirio at y gweithdrefnau a'r technegau a ddefnyddir i fynd i'r afael â thri cham yng nghylch bywyd peiriant:
dyfeisio, sy'n cynnwys nodi angen, datblygu gofynion, cynhyrchu cysyniadau, datblygu prototeip, gweithgynhyrchu, a phrofi'r broses o ddilysu;
maepeirianneg perfformiad yn cynnwys gwella effeithlonrwydd gweithgynhyrchu, lleihau gofynion gwasanaeth a chynnal a chadw, ychwanegu nodweddion a gwella effeithiolrwydd, a phrofion dilysu;
ailgylchu yw'r cam datgomisiynu a gwaredu ac mae'n cynnwys adfer ac ailddefnyddio deunyddiau a chydrannau.
Oberg, Erik; Franklin D. Jones; Holbrook L. Horton; Henry H. Ryffel (2000). Christopher J. McCauley; Riccardo Heald; Muhammed Iqbal Hussain (gol.).Machinery's Handbook (arg. 26th). New York: Industrial Press Inc.ISBN978-0-8311-2635-3.
Reuleaux, Franz (1876).The Kinematics of Machinery. Trans. and annotated by A. B. W. Kennedy. New York: reprinted by Dover (1963).
Oberg, Erik; Franklin D. Jones; Holbrook L. Horton; Henry H. Ryffel (2000). Christopher J. McCauley; Riccardo Heald; Muhammed Iqbal Hussain (gol.).Machinery's Handbook (arg. 30th). New York: Industrial Press Inc.ISBN9780831130992.
↑Dutch, Steven (1999)."Pre-Greek Accomplishments".Legacy of the Ancient World. Prof. Steve Dutch's page, Univ. of Wisconsin at Green Bay. Archifwyd o'rgwreiddiol ar August 21, 2016. CyrchwydMarch 13, 2012.
↑Moorey, Peter Roger Stuart (1999).Ancient Mesopotamian Materials and Industries: The Archaeological Evidence.Eisenbrauns.ISBN9781575060422.
↑D.T. Potts (2012).A Companion to the Archaeology of the Ancient Near East. t. 285.
↑9.09.1Paipetis, S. A.; Ceccarelli, Marco (2010).The Genius of Archimedes -- 23 Centuries of Influence on Mathematics, Science and Engineering: Proceedings of an International Conference held at Syracuse, Italy, June 8-10, 2010.Springer Science & Business Media. t. 416.ISBN9789048190911.
↑Shepherd, William (2011).Electricity Generation Using Wind Power (arg. 1). Singapore: World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd. t. 4.ISBN978-981-4304-13-9.
↑Ahmad Y. Hassan (1976),Taqi al-Din and Arabic Mechanical Engineering, p. 34-35, Institute for the History of Arabic Science,University of Aleppo
↑Georges Ifrah (2001).The Universal History of Computing: From the Abacus to the Quatum Computer, p. 171, Trans. E.F. Harding, John Wiley & Sons, Inc. (See )
↑Pennock, G. R., James Watt (1736-1819),Distinguished Figures in Mechanism and Machine Science, ed. M. Ceccarelli, Springer, 2007,ISBN978-1-4020-6365-7 (Print) 978-1-4020-6366-4 (Online).
↑Chambers, Ephraim (1728), "Table of Mechanicks", Cyclopaedia, A Useful Dictionary of Arts and Sciences (London, England) 2: 528, Plate 11.
↑Jerome (1934) gives the industry classification of machine tools as being "other than hand power". Beginning with the 1900 U.S. census, power use was part of the definition of a factory, distinguishing it from a workshop.
↑B. Paul, Kinematics and Dynamics of Planar Machinery, Prentice-Hall, NJ, 1979
↑L. W. Tsai, Robot Analysis: The mechanics of serial and parallel manipulators, John-Wiley, NY, 1999.
