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Arbeitsmaschinen

Der Begriff Arbeitsmaschine deckt ein weites Feld ab, denn Arbeitsmaschinen werden durch ihre Hauptfunktion definiert: Sie sind stoffumsetzende Maschinen. Stoffe werden von ihnen mit Hilfe von Energie auf drei Arten gehandhabt, sie werden: in eine andere Form gebracht (Stoffumformung, z. B. Presse oder Drehmaschine) in einen anderen Energiezustand versetzt (Stoffzustandsänderung, zum Beispiel beim Härten von Stahl in einem Glühofen) von A nach B transportiert (Stofftransport, z. B. Förderbänder und Pumpen) Der Begriff Arbeitsmaschine stellt also eine Art Oberbegriff dar der sich auf viele Maschinen anwenden lässt.

Arbeitseinheiten

Als Arbeitseinheit bezeichnet man den Teil einer Maschine, der die eigentliche Hauptaufgabe der Maschine erfüllt. Bei einer CNC-Maschine ist diese Hauptaufgabe beispielsweise die spanende Bearbeitung von Werkstücken, und die Arbeitseinheit besteht daher aus der Arbeitsspindel mit der Spanneinrichtung für das Werkstück, auch Spannfutter genannt, sowie dem Magazin mit den Werkzeugen, die zur Bearbeitung des Werkstücks dienen (Revolver) und von der Maschine je nach Programm zum Einsatz gebracht werden.

Arbeit, elektrische

Elektrische Arbeit ist als Produkt aus Leistung P und Zeitspanne t definiert. P ergibt sich bei elektrischer Arbeit aus dem Produkt von Spannung (U) und Strom (I) sowie je nach Anwendungsfall weiterer Faktoren. Bei induktiven und kapazitiven Lasten geht beispielsweise noch der Leistungs­faktor (siehe dort) mit ein, der die Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung beschreibt. Auch hier ist die Einheit der Arbeit das Joule, wobei 1 Joule gleich 1 Wattsekunde ist. Da diese Energiemenge sehr gering ist, hat sich für elektrische Zähler als Abrechnungseinheit die Kilowattstunde eingebürgert, die 3 600 000 Wattsekunden entspricht.

Arbeit, Definition

Als Arbeit im physikalischen Sinne, mit dem Formelzeichen W versehen, wird bei Bewegungsvorgängen das Produkt aus der Kraft F und der Wegstrecke s bezeichnet. Ihre Maßeinheit ist die SI-Einheit Joule (J). Zur Verdeutlichung und Abgrenzung wird oft auch von mechanischer Arbeit gesprochen. Durch den engen Bezug zu den SI-Einheiten Newton (Kraft) und Watt (Leistung) ergibt sich, dass Arbeit oft in Newtonmeter oder Wattsekunden ausgedrückt wird, da Arbeit und Leistung äquivalent sind. Die Arbeit von 1 Joule wird verrichtet, wenn eine Kraft von 1 Newton auf der Strecke von 1 Meter wirkt. Wird beispielsweise ein Gewicht von einem Kilogramm gegen die Erdanziehungskraft um einen Meter in die Höhe gehoben, so wird hierbei eine Arbeit von 9,81N auf einen Meter erbracht, somit ist die Arbeit W gleich 9,81 Newtonmeter bzw. Joule. Dabei wird die Hubarbeit im Gewicht als potenzielle Energie (siehe Energie) gespeichert und kann durch Herablassen des Gewichtes wieder in andere Energieformen, zum Beispiel kinetische Energie, umgewandelt werden.