Глава 1. Строительные машины и механизмы.

76

Применяемые
в строительстве машины и механизмы
можно классифицировать.

По
назначению,
т.е. технологическому признаку, машины
подразделяются на: транспортные;
транспортирующие; погрузочно-разгрузочные;
грузоподъемные; землеройные; для свайных
работ; для приготовления, транспортирования
укладки и уплотнения бетонных и
растворимых смесей; для уплотнения
грунтов; для ремонта и содержания доры;
для отделочных и кровельных работ;
ручные машины. Каждая из этих групп
машин делятся на подгруппы, например,
в составе машин для земляных работ можно
выделить экскаваторы, бульдозеры,
скреперы, грейдеры и др. В свою очередь,
внутри подгрупп машин отдельные их типы
конструкции узлов или машин в целом
(экскаваторы одноковшовые и многоковшовые,
причем первые могут быть с прямой и
обратной лопатой, грейдером, драглайном,
погрузчиком, свайным молотом, а
многоковшовые – роторными или цветными,
с продольным или поперечным копанием
и т. п.). Каждый тип машины имеет ряд
типоразмеров (моделей или марок), близких
по конструкции, но отличающихся по
отдельным параметрам, например по
вместительности ковша, радиусу и глубине
копания, размерам, массе, мощности,
производительности.

По
режиму работы,
или принципу действия, различают машины
периодического (циклического) и
непрерывного действия. Машины циклического
действия отличаются универсальностью
и приспособленностью к работе в различных
производственных условиях, а машины
непрерывного действия – высокой
производительностью.

По степени
подвижности
машин они делятся на переносимые,
стационарные и передвижные, в том числе
прицепные, полуприцепные и самоходные.

По типу ходового
устройства
машины подразделяются на гусеничном,
пневмоколесном, рельсовом ходу, шагающие
и комбинированные.

По виду силового
оборудования
машины бывают работающие от электрических
и двигателей внутреннего сгорания.
Электрические всегда готовы к работе,
но требуются источники электроэнергии.
Двигатели внутреннего сгорания при
наличии топлива являются полностью
автономными. Многие строительные машины
имеют комбинированный привод:
дизель–электрические, дизель-гидравлические,
дизель- пневматические, электрогидравлические,
электропневматические.

По количеству
двигателей
машины бывают одномоторные, когда все
механизмы машины работают от одного
двигателя, и многомоторные, когда для
механизмов машины может быть предусмотрен
свой двигатель.

По системам
управления
различают машины с ручным, полуавтоматическим
и автоматическим управлением, а по
средствам
управления
с механическим, пневматическим,
электрическим и комбинированным
управлением (например, гидромеханические).

По степени
универсальности
выпускаются машины универсальные, т.е.
многоцелевого назначения (съемное
рабочее оборудование) и одноцелевые
(один вид рабочего оборудования).

По степени
автоматизации
различают машины с механизированным
управлением, с автоматизированным
управлением, с автоматизированным
управлением при помощи микропроцессоров
и мини ЭВМ. Появились строительные
манипуляторы и роботы.

На все выпускаемые
строительные машины имеется единая
система индексации для облегчения
выбора машин. Каждой машине присваивается
свой индекс или марка. Буквенная часть
индекса указывает на вид машин, а цифровая
– на их технические характеристики.
Например, буквенный индекс экскаватор
одноковшовых – ЭО, экскаваторов
траншейных роторных – ЭТР, ценных –
ЭТЦ, землеройно-транспортных машин –
ДЗ, машин для подготовительных работ и
разработки мерзлых грунтов – ДП, кранов
стрелковых – КС, башенных – КБ,
оборудование для погружения свай – СП,
бурильных машин – БМ, для отделочных
работ – СО, лебедок – ТЛ, погрузчиков
многоковшовых – ТМК, одноковшовых –
ТО, подъемников – ТП, конвейеров и
питателей ТК, машин для уборки и очистки
городов – КО, ручных машин электрических
– ИЭ, пневматических – ИП, вибраторов
ИВ и т. д. После цифровой части индекса,
указывающей на техническую характеристику
машин, могут быть такие приведены
дополнительные буквы, обозначающие вид
ее специального исполнения, а также
поряд5ковую модернизацию машины и другие
дополнительные сведения.

Элементы теории механизмов и машин

Элементы теории механизмов и машин

Понятие о механизме

В строительстве применяются различные машины и механизмы, предназначенные для повышения производительности труда и облегчения труда людей. В состав их входит множество тел, часть из которых совершает движения. Закономерность движения определяется связями этих тел друг с другом. Так, подвижная губка слесарных тисков будет двигаться вполне определенно — поступательно при вращении рукоятки.

Механизм — это система тел, связанных между собой и предназначенных для преобразования движения одного или нескольких тел в движения других тел. Тела, образующие механизм, называются звеньями.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Дополнительные материалы по теме:

В каждом механизме обязательно есть неподвижное звено, которое называют стойкой или станиной. Звено, движение которому сообщается извне, называют ведущим, а звено, которому движение передается, — ведомым. В слесарных тисках, например, корпус с неподвижной губкой образуют неподвижное звено, ведущим звеном является рукоятка, а ведомым — подвижная губка.

Кинематические схемы механизмов. На чертежах для указания пути передачи движения от ведущего звена к ведомому, а также для возможности изучения движения звеньев механизма- вместо конструктивного изображения кинематических пар и звеньев механизма вводят их условные изображения в виде схем. Схема, на которой в условных обозначениях показаны звенья и пары, называется кинематической схемой механизма.

Рис. 1.1. Схема механизма двигателя внутреннего сгорания.

На рис. 1.1, а, в качестве примера, представлена конструктивная схема механизма двигателя внутреннего сгорания, а на рис. 1.1,6 — его кинематическая схема. Механизм имеет четыре звена: поршень, неподвижный цилиндр, шатун и кривошип. Поршень внутри цилиндра совершает возвратно-поступательное движение. Кривошип с валом представляют шарнирное соединение стержня с неподвижной опорой.

Классификация машин

Механизмы чаще всего являются составными частями машин. Машина — это устройство, выполняющее механические движения для преобразования энергии или для выполнения полезной работы.

По характеру выполняемых работ машины можно разделить на две основные группы: энергетические и рабочие.

Энергетические машины служат для преобразования любого вида энергии в механическую работу и наоборот, например, двигатель внутреннего сгорания превращает химическую энергию топлива в механическую энергию вращающегося вала, а в электрогенераторе механическая энергия превращается в электрическую.

Энергетические машины, преобразующие все виды энергии в механическую, называются двигателями, а машины, преобразующие механическую энергию в электрическую,— генераторами.

Рабочие машины делятся на технологические и транспортные. Технологические машины выполняют рабочий процесс, связанный с преобразованием материала. К ним, например, относятся машины для земляных работ, камнедробилки и многие другие.

Транспортные машины—автомобили, насосы, транспортеры и др.— используются для перемещения материалов, не изменяя его форму и свойства.

Рабочая машина приводится в движение энергетической машиной. Движение от нее передается рабочему органу, который непосредственно воздействует на обрабатываемый материал. При этом рабочий орган может соединяться непосредственно с двигателем или через передаточный механизм.

Передачи

Механической передачей называется механизм, служащий для преобразования скорости движения и момента двигателя при передаче его рабочему органу машины.

Все механические передачи разделяют на две группы: передачи, осуществляемые силами трения, и передачи, основанные на

использовании зацепления. К первым относятся ременные и фрикционные, ко вторым — цепные, зубчатые, червячные и винтовые.

В каждой передаче различают два вала: ведущий и ведомый. Ведущий вал приводит во вращение ведомый.

Основными характеристиками передачи являются мощность на ведущем и на ведомом валах, быстроходность, определяемая частотой вращения ведущего и ведомого валов.

Передачу характеризуют также такие величины, как передаточное число i и коэффициент полезного действия (кпд).

Рис. 1.2. Схема ременной передачи.

Ременная передача (рис. 1.2) состоит из двух шкивов, жестко закрепленных на валах, и бесконечного ремня, охватывающего шкивы. Движение с ведущего шкива на ведомый передается за счет сил трения, возникающих между шкивами и ремнем. Чтобы имело место трение, ремень надевается на шкив с начальным натяжением.

Рис. 1. 3. Типы ремней:
а — плоский; б — клиновой; в — круглый.

В зависимости от формы поперечного сечения ремня передачи бывают плоскоременные (рис. 1.3, а), клиноременные (рис. 1.3,6) и круглоременные (рис. 1.3, в). В строительных машинах наиболее распространены клиноременные передачи.

Ременные передачи применяются преимущественно для передачи вращения между параллельными валами, расположенными на значительном расстоянии.

Рис. 1.4. Схемы фрикционных передач:
а — с нерегулируемым; б — с регулируемым передаточным числом.

Фрикционная передача представляет собой два катка, жестко посаженных на валах и прижатых друг к другу некоторой силой (рис. 1.4). Передача движения осуществляется силами трения по поверхности прижатых катков.

Передаточное число фрикционной передачи подсчитывается по формуле (1). Передача, показанная на рис. 1.4, б, позволяет изменять передаточное число перемещением верхнего катка по радиусу нижнего горизонтального катка. Такие передачи называют вариаторами.

Зубчатая передача состоит из пары зубчатых колес, жестко соединенных с валами. Зубья одного колеса входят во впадины другого. При вращении ведущего колеса зубья его перекатываются по зубьям ведомого, воздействуют на него и приводят во вращение.

Толщина зуба и ширина впадины, измеренные по дуге окружности, не являются постоянными. У основания зуба его толщина максимальна, а ширина впадины — минимальна, у вершины зубьев — наоборот (рис. 1.5). Окружность, по которой толщина зуба равна ширине впадины, называется начальной. При нарезке зубьев нормального зацепления эту окружность используют для настройки станка.

Зубчатые передачи характеризуются шагом и модулем.

Шагом зубчатого зацепления называют расстояние между одноименными профилями (правым или левым) двух соседних зубьев, измеренное по дуге начальной окружности (рис. 1.5).

Модуль зубчатого зацепления m измеряется в миллиметрах. Значения модулей стандартизованы. Все размеры зубчатого колеса принято выражать в долях модуля.

В зависимости от формы колес зубчатые передачи бывают цилиндрические (рис. 1.6, а, б, в) и конические (рис. 1.6,г), а в зависимости от расположения зубьев— прямозубые (рис. 1.6, а, г),
косозубые.

Рис. 1.5. Схема зубчатой передачи

Червячные передачи применяются для передачи вращения между валами, скрещивающимися в пространстве. Угол скрещивания обычно равен 90° (рис. 1.7). Передачу образуют червяк и червячное колесо. Червяк — это винт с трапецеидальной резьбой. Он бывает однозаходный и многозаходный. Червячное колесо — цилиндрическое колесо, снабженное косыми зубьями, имеющими впадину на середине обода. Движение в червячной передаче осуществляется от червяка к колесу.

Передаточное число червячной передачи определяется как отношение числа зубьев колеса к числу заходов червяка.

Главные достоинства червячной передачи — возможность получения больших передаточных чисел (до 200), плавность в работе и бесшумность. Червячные передачи с небольшим числом заходов червяка обладают свойством самоторможения, т. е. вращение от червячного колеса не может передаваться червяку. Это свойство часто используют в подъемных механизмах небольшой грузоподъемности, например, в червячных талях.

Цепные передачи состоят из ведущей и ведомой звездочек, охватываемых бесконечной цепью. Они применяются для передачи момента вращения между параллельными валами, находящимися на значительном расстоянии. В отличие от ременных, цепные передачи могут передавать значительно большую мощность.

Рис. 1.6. Типы зубчатых передач: а — цилиндрическая прямозубая; б — цилиндрическая косозубая; в — шевронная; г — коническая прямозубая.

Передаточное число цепной передачи определяется как отношение числа зубьев ведомой звездочки к числу зубьев ведущей звездочки. Звездочки цепных передач по конструкции напоминают зубчатые колеса, но имеют другой профиль зубцов. Цепи бывают втулочные, роликовые и зубчатые. Для нормальной работы передачи цепи должны иметь предварительное натяжение. В процессе эксплуатации они требуют периодической смазки.

Механизмы для преобразования движения

Механические передачи преобразуют скорость и момент вращения, не изменяя его характера. Иногда необходимо преобразовать вращательное движение в возвратно-поступательное или наоборот. В этих случаях применяются механизмы, преобразующие движение. К ним относятся реечный, винтовой, кри- вошипно-ползунный, эксцентриковый и кулачковый.

Реечный механизм образуют цилиндрическое зубчатое колесо и зубчатая рейка (рис. 1.8), зубья которых находятся в зацеплении. Механизм может превращать вращательное движение в поступательное, если ведущим элементом является колесо, и поступательное во вращательное, если ведущей является рейка. Реечный механизм применяется в реечном домкрате, в сверлильном и токарном станках и других устройствах.

Винтовой механизм широко используется в технике. Он применяется для превращения вращательного движения в поступательное и состоит из винта и гайки. Поступательное движение может получать как винт, так и гайка. При вращении в осевом направлении неподвижной гайки поступательно перемещается винт. Если же винт закрепить от осевого перемещения, а гайку лишить возможности вращения, то при вращении винта гайка получит поступательное движение. Наконец, третья схема применения винтового механизма — гайка неподвижно закреплена, а винт вращается и одновременно поступательно перемещается.

Рис. 1.8. Реечный механизм

Рис. 1.9. Кривошипно-ползунный механизм

Кривошипно-ползунный механизм (рис. 1.9) состоит из кривошипа 1, шатуна 2, ползуна 3 и неподвижной стойки 4.

Рис. 1.7. Червячная передача

Если вращать кривошип 1, то ползун получит поступательное перемещение. Механизм в этом случае служит для превращения возникает под действием изгибающих моментов, которые создаются внешними силами и реакциями опор (рис. 2.1, д).

При деформации тела происходит изменение взаимного расположения его мельчайших частиц друг относительно друга. Это приводит к возникновению дополнительных внутренних сил. Они противодействуют внешним силам, стремящимся разрушить тело, изменить его форму.

Для определения величины внутренних сил, возникающих при деформации, в сопротивлении материалов пользуются методом сечений. Сущность этого метода поясним на следующем примере.

Рис. 2.2. К понятию о методе сечений.

Представим себе брус, нагруженный двумя равными и противоположно направленными силами (рис. 2.2). Разделим его мысленно плоскостью тп на две части 1 и II. Силы Р стремятся разъединить обе части, а силы взаимного притяжения, действующие по обе стороны плоскости тп, препятствуют этому. Чтобы части бруса находились в равновесии, равнодействующая внутренних сил N должна равняться внешней силе Р. Равнодействующую сил взаимодействия N называют усилием, передающимся через сечеиие от одной части бруса к другой. Очевидно, что усилие будет определяться величиной внешней силы. В то же время удельное усилие, т. е. усилие, приходящееся на единицу площади, определяется, кроме того, и общей площадью сечения. Усилие, приходящееся на единицу площади, называют напряжением в данном сечении.

Напряжение, действующее перпендикулярно площади сечения, называют нормальным и обозначают буквой «сигма» — а; напряжение, лежащее в плоскости сечения, называют касательным и обозначают буквой «тау»—т.

Для обеспечения нормальной и безопасной работы машины или сооружения детали их конструируют так, чтобы возникающие напряжения не превышали некоторого безопасного, или допускаемого, напряжения, обозначаемого [а], [т]. Величины принимают по справочникам в зависимости от типа деформации и материала детали.

Растяжение и сжатие

Деформации растяжения и сжатия стержня (рис. 2.3) возникают под действием двух равных по величине и противоположно направленных по его продольной оси сил Р.

Рис. 2.3. Схема растяжения (а) и сжатия (б) тел.

Эта зависимость носит название закона Гука. Коэффициент пропорциональности Е называется модулем упругости при растяжении (сжатии). Чем больше Е, тем в меньшей степени деформируется стержень. Физически модуль упругости характеризует сопротивляемость материала деформации.

Это неравенство называют условием прочности. С помощью его можно проводить поверочный расчет, состоящий в отыскании

Сжимающие напряжения возникают не только внутри твердого тела, нагруженного сжимающей силой. На рис. 2.4 показано заклепочное соединение, нагруженное внешней силой Р, под действием которой по поверхностям ab и cd возникают напряжения сжатия. Эти напряжения могут вызвать смятие поверхностей ab и cd. По этой причине их называют напряжениями смятия.

Рис. 2.4. Смятие при сжатии:

Рис. 2.5. Деформация сдвига:

Сдвиг

Пусть к стержню, защемленному одним концом (рис. 2.5) на весьма малом расстоянии от места защемления, приложена перпендикулярно его оси сила Р. Под действием ее произойдет перекашивание на участке стержня, заключенного между местом приложения силы и защемления. Такая деформация называется сдвигом.

Деформацию, при которой в плоскостях сдвига возникают только касательные напряжения, называют чистым сдвигом.

При достаточной величине сдвигающей силы может произойти срез — отделение правой части стержня от защемления по некоторому сечению. Чтобы это исключить, действительные касательные напряжения должны не превышать допускаемых.

Допускаемые напряжения среза принимают в зависимости от допускаемых напряжений на растяжение.

Кручение вызывают вращающие моменты, действующие в плоскостях, перпендикулярных оси стержня. Пара сил Т (рис. 2.6), приложенная к концу защемленного стержня, скручивает его.

В скрученном стержне возникают силы противодействия. Для определения их воспользуемся методом сечений.

Рис. 2.6. Деформации кручения.

Чтобы это соблюдалось, необходимо, очевидно к левому концу свободной части стержня приложить момент М.х, равный моменту пары сил и противоположно направленный. Этот вращающий момент возникает внутри стержня как результат внутренних сил. Он действует по всей длине стержня, в каждом его сечении и вызывает деформацию кручения.

Деформация кручения состоит в том, что каждое поперечное сечение по отношению к соседнему поворачивается на некоторый угол (рис. 2.7). Сечение I — I относительно плоскости защемления поворачивается на угол фь сечение II — II — на угол ф2, а сечение III — III — на угол ср3. Кроме скручивания происходит и сдвиг волокон. Так, волокно ab после закручивания сдвинется на угол у и займет положение ас. Величина сдвига не постоянна. По оси стержня она равна нулю, а на поверхности его — максимальна.

Деформации кручения чаще всего подвержены валы.

Рис. 2.7. Деформации при кручении

Поперечный и продольный изгиб

На изгиб работает большинство деталей машин и сооружений. Изгиб стержня вызывают силы, перпендикулярные его оси, и пары сил, действующие в плоскостях, проходящих через ось стержня.

Стержень, испытывающий деформацию изгиба, называют балкой. Балка (рис. 2.8), нагруженная двумя парами сил, образующими моменты и лежащими в плоскости продольной оси балки, при достаточном по величине моменте изогнется, т. е. возникнет деформация изгиба. При этом материал балки на выпуклой стороне будет растянут, а на вогнутой — сжат. Между зонами растяжения и сжатия находится такой слой, который не испытывает никаких деформаций. Этот слой называют нейтральным.

Рис. 2.8. Баяка, нагруженная двумя парами сил

Рис. 2.9. Балка, нагруженная поперечными силами.

Из опыта известно, что под действием их балка изогнется.

Таким образом, в общем случае изгиба в поперечных сечениях балки действует поперечная сила и изгибающий момент. Под действием поперечной силы возникают касательные напряжения, а изгибающий момент обуславливает появление нормальных напряжений. Как показала практика, главную опасность для прочности балки при поперечном изгибе представляют нормальные напряжения. По ним и ведется расчет балок.

Величина нормальных напряжений по сечению балки непостоянна. На нейтральном слое они равны нулю. Чем дальше от нейтрального слоя, тем больше напряжения.

Рис. 2.11. Случаи расположения балки относительно действующей силы.

Если деформацию изгиба вызывают внешние силы, величина изгибающего момента определяется не только величиной внешних сил, но и их расположением по длине балки, т. е. в балке есть такое сечение, в котором момент максимальный. Оно является опасным, и в нем наиболее вероятно разрушение балки. Для определения опасных сечений строят эпюру изгибающих моментов, которая представляет собой график изменения момента по длине балки. Построение эпюры и отыскание опасных сечений проведем на конкретных примерах.

Рис. 2.12 Балка, защемленная одним кондом.

Рис. 2.13. Балка на двух опорах.

Изгибающий момент, как видно, пропорционален расстоянию от точки приложения силы до рассматриваемого сечения.

Выбрав масштаб для момента, откладываем от осевой линии 00 вычисленные значения моментов. Полученные точки соединяем линией. Построенный таким образом график и представляет собой эпюру изгибающих моментов. В защемленной одним концом балке опасным сечением является место заделки.
Рассмотрим балку на двух опорах (рис. 2.13), нагруженную сосредоточенной силой Р, приложенной на расстоянии а от левой опоры и на расстоянии в — от правой опоры.

Для построения эпюры моментов предварительно необходимо определить реакции опор, являющиеся внешними силами для балки.

Для этого отбрасываются опоры и действия их заменяются силами (рис. 2.13). Величина их исчисляется из рассмотрения равновесия балки.

Откладывая от нулевой линии 00 в масштабе вычисленные моменты и соединяя затем полученные точки линией, получим эпюру изгибающих моментов на участке от левой опоры до точки приложения силы.

Определив момент сопротивления, подбирают по справочнику требуемый профиль.

Продольный изгиб. Рассмотрим достаточно длинный стержень, защемленный одним концом и нагруженный сверху постепенно возрастающей центральной силой Р. При небольшой силе стержень подвергается сжатию и будет сохранять прямолинейную форму. Увеличивая силу, можно достигнуть такого момента, когда стержень изогнется и, потеряв устойчивость, примет криволинейную форму. Деформацию стержня, при которой происходит потеря устойчивости под действием сжимающих сил, называют продольным изгибом.

Джим Коллинз — Видео/Аудио — Механизмы построения движут прогрессом

Это один из тех замечательных вопросов. Это немного похоже на «Итак, как работает гравитация?»

{Смех}

Но позвольте мне немного сократить это, потому что я очень заинтригован вопросом. Вопрос, по сути, как я понимаю, заключается в том, что у нас есть наша миссия и наши ценности, и они будут основой, в которой мы будем действовать. Итак, понятийный аппарат, и философско-духовный каркас. Но как насчет других фреймворков? Конкретные аспекты структуры? Состав? Процессы? Процедуры? Механизмы разных видов? Сколько нужно, а сколько слишком много, и как нам не убить гуся в процессе создания структуры, которая заставит его двигаться? В этом суть вопроса?

[Говорящий мужчина:] Да.

Хорошо, отлично. Я думаю, что наше исследование проливает свет на это. Наше исследование показало бы следующее: во-первых, я бы посоветовал вам меньше думать об ограничивающих политиках и процедурах, которые, как мы все знаем, имеют тенденцию душить все; но вам по-прежнему нужна структура, и я бы посоветовал вам думать с точки зрения построения механизмов, что на самом деле отличается. Создание каталитических механизмов, которые способствуют прогрессу в соответствии с этими ценностями и миссией.

Позвольте мне привести пример того, что я имею в виду под каталитическим механизмом. Есть компания под названием Graniterock, и часть ее ценностей состоит в том, чтобы предоставлять абсолютно нестандартное обслуживание клиентов — во что она очень, очень глубоко верит, начиная с самых первых дней своего существования. Брюс Вулперт сказал: «Как мы собираемся продолжать добиваться прогресса в соответствии с этой ценностью, таким образом, чтобы в нем действительно было немного творчества и инноваций, а не просто куча херни, которой мы засоряем систему?»

Он начал думать об этом и начал понимать, что по-настоящему мощным является наличие механизмов, которые наделяют информацию силой и позволяют происходить нужным вещам, независимо от того, как система может с этим бороться. Итак, он начал думать об этом. Он сказал: «Знаете, многие вещи более бюрократичны. Например, мы могли бы проводить опросы клиентов». И те делают. «Но, вы знаете, опрос клиентов — это куча информации и данных, и как у нас дела на самом деле?» Правда в том, что начнут расти бюрократии, которые в любом случае захотят игнорировать это, чтобы сохранить свою бюрократию. «Итак, как бы мы разобрались с этим?»

Он придумал этот механизм, каталитический механизм, называемый недоплатой. Внизу каждого счета Graniterock есть небольшое заявление. В нем говорится, что если есть что-то, чем вы не полностью удовлетворены по какой-либо причине, просто обведите пункт, вычтите его из общей суммы и отправьте нам чек для баланса. Вы, как клиент, имеете полную и полную дискреционную власть решать, платить ли и сколько платить, основываясь на вашей субъективной оценке того, насколько вы удовлетворены. Представьте, если бы авиакомпании. . .

{Смех}

Ладно? Теперь я спросил Брюса, что означает укороченный заработок. Он сказал следующее: «Это заставляет нас меняться в соответствии со значением, потому что мы постоянно получаем информацию, и мы можем игнорировать ее или нет, и вся наша система может начать бороться против реальной информации. Но когда вы начинаете получать короткие зарплаты, вы обращаете внимание, и они будут стимулировать изменения, и они будут стимулировать нас».

Позвольте мне привести пример. Однажды они получили небольшую плату от кого-то, кто сказал, что они строят дорогу посреди ночи (они дробят камни и тому подобное), и они обнаружили, что Graniterock не открыт в 2 часа ночи. -оплаченный. Они не были счастливы.

Гранитрок сказал: «Дай мне перерыв. Мы каменоломня. Вы ожидаете, что мы будем открыты в два часа ночи? Сказали, но — да, но все же, это данные; это информация, которую мы не можем игнорировать. Они недоплачивают.

Итак, они использовали этот механизм для стимулирования прогрессивных инноваций. Теперь есть вещь, которая называется Granite Express, это карта. У них есть банкоматы для камней. Если вы строите дорогу в два часа ночи за пределами Уотсонвилля, штат Калифорния, и вам нужна партия камней размера X73, вы идете к банкомату Graniterock. Вы вставляете свою карту Granite Express, получаете кучу камней и идете своей дорогой.

Прелесть этого в том, что у вас есть структура. У вас есть механизм. У вас есть что-то очень, очень конкретное. На данный момент это не просто слова на стене. Это механизм. Но прелесть этого механизма в том, что он стимулирует инновационные способы реализации этих ценностей. Итак, к чему я призываю всех — первый ответ, который я вам дам, — разрушить весь хлам, создав очень конкретные каталитические механизмы.

Карта заболеваний COVID-19, создание вычислительного репозитория механизмов взаимодействия вируса SARS-CoV-2 с хозяином

Карта заболеваний COVID-19, построение вычислительного репозитория механизмов взаимодействия вируса SARS-CoV-2 с хозяином

Скачать PDF

Ваша статья скачана

Слайдер с тремя статьями на слайде. Используйте кнопки «Назад» и «Далее» для перемещения по слайдам или кнопки контроллера слайдов в конце для перемещения по каждому слайду.

Скачать PDF

• Комментарий
• Открытый доступ
• Опубликовано: 05 мая 2020 г.

• Марек Осташевский
  ORCID: orcid.org/0000-0003-1473-370X ¹ ,
• Александр Мазейн
  ORCID: orcid.org/0000-0001-7137-4171 ^1,2 ,
• Марк Э. Гиллеспи
  ORCID: orcid.org/0000-0002-5766-1702 ^3,4 ,
• Куперштейн Инна ⁵ ,
• Ниаракис Анна
  ORCID: orcid. org/0000-0002-9687-7426 ⁶ ,
• Хеннинг Хермякоб
  ORCID: orcid.org/0000-0001-8479-0262 ⁷ ,
• Александр Р. Пико ⁸ ,
• Эгон Л. Виллигхаген
  ORCID: orcid.org/0000-0001-7542-0286 ⁹ ,
• Крис Т. Эвело ^9,10 ,
• Ян Хазенауэр ^11,12,13 ,
• Фальк Шрайбер ^14,15 ,
• Андреас Дрэгер
  ORCID: orcid.org/0000-0002-1240-5553 ^16,17,18 ,
• Emek Demir ¹⁹ ,
• Olaf Wolkenhauer ^20,21 ,
• Laura I. Furlong ²² ,
• Эммануэль Барильо
  ORCID: orcid.org/0000-0003-2724-2002 ⁵ ,
• Хоакин Допазо
  ORCID: orcid.org/0000-0003-3318-120X ^23,24,25,26 ,
• Аурелио Орта-Ресендис
  ORCID: orcid.org/0000-0002-6632-883X ^27,28 ,
• Франческо Мессина
  ORCID: orcid. org/0000-0001-8076-7217 ^29,30 ,
• Альфонсо Валенсия ^31,32 ,
• Акира Фунахаси
  ORCID: orcid.org/0000-0003-0605-239X ³³ ,
• Хироаки Китано ^34,35,36 ,
• Чарльз Офре
  ORCID: orcid.org/0000-0003-2226-7411 ² ,
• Руди Боллинг ¹ и
• …
• Рейнхард Шнайдер
  ORCID: orcid.org/0000-0002-8278-1618 ¹  

Научные данные
том 7 , Номер статьи: 136 (2020)
Процитировать эту статью

• 24 тыс. обращений

• 73 Цитаты

• 240 Альтметрический

• Сведения о показателях

Темы

• Сети биохимических реакций
• Сети клеточной сигнализации
• Вычислительные модели
• Сети регуляции генов

Исследователи всего мира объединяют усилия, чтобы реконструировать молекулярные процессы взаимодействия вируса и хозяина, чтобы бороться с причиной продолжающейся пандемии.

Мы объявляем о Карте болезни COVID-19 (https://doi.org/10.17881/covid19-disease-map), стремящейся создать всеобъемлющее стандартизированное хранилище знаний о механизмах взаимодействия вируса SARS-CoV-2 с хозяином, управляемое при участии экспертов в предметной области и на основе опубликованных работ. Эти знания, доступные в огромном объеме существующей литературы ^1,2 и быстрорастущее число новых публикаций по SARS-CoV-2 требует тщательной и эффективной организации как в человеко-, так и в машиночитаемом форматах.

Это начинание представляет собой открытое сотрудничество между клиническими исследователями, учеными-биологами, кураторами программ, вычислительными биологами и учеными, занимающимися данными. В настоящее время в проекте участвуют 162 участника из 25 стран мира, в том числе партнеры из Reactome ³ , WikiPathways ⁴ , IMEx Consortium 9.0058 5 , Pathway Commons ⁶ , DisGeNET ⁷ , ELIXIR ⁸ и сообщество карт заболеваний ⁹ . Этими усилиями мы стремимся к долгосрочной разработке на уровне сообщества высококачественных моделей и баз знаний, связанных с хранилищами данных.

Карта заболеваний COVID-19 станет платформой для визуального изучения и вычислительного анализа молекулярных процессов, связанных с проникновением, репликацией и взаимодействием между хозяином и патогеном SARS-CoV-2, а также иммунного ответа, механизмов восстановления и восстановления клеток-хозяев. . Карта поддержит исследовательское сообщество и улучшит наше понимание этого заболевания, чтобы облегчить разработку эффективных методов диагностики и лечения. На рис. 1 показаны первоначальный объем и макет карты, а также ее жизненный цикл.

Рис. 1

Обзор проекта «Карта заболеваний COVID-19». Карта фокусируется на цикле репликации SARS-CoV-2, его взаимодействии с хозяином, реакции иммунной системы и механизмах восстановления. Курируемый и просматриваемый контент будет постоянно интегрироваться и связываться с базами данных и знаний для поддержки визуальных и вычислительных исследований, а также усилий по моделированию заболеваний. Полученные результаты принесут пользу исследовательскому сообществу и обеспечат обратную связь для уточнения объема кураторской деятельности.

Изображение в натуральную величину

На момент публикации этого комментария Карта заболеваний COVID-19 содержит пути (i) цикла репликации вируса и его механизмов транскрипции; (ii) влияние SARS-CoV-2 на регулируемое ACE2 легочное кровяное давление, апоптоз, Cul2-опосредованное убиквитинирование, катаболизм гема, передачу сигналов интерферона 2 и PAMP и стресс эндоплазматического ретикулума; (iii) белки SARS-CoV-2 Nsp4, Nsp6, Nsp14 и Orf3a. Кроме того, карта включает коллекцию диаграмм WikiPathway о COVID-19 9.0058 10 и предварительно опубликованную метаболическую модель альвеолярных макрофагов человека с SARS-CoV-2 ¹¹ в масштабе генома. На все эти предоставленные ресурсы с открытым доступом можно ссылаться по адресу https://fairdomhub.org/projects/190#models.

Комбинируя схематическое представление механизмов COVID-19 с лежащими в их основе моделями, карта выполняет двойную роль. Во-первых, это графическое интерактивное представление связанных с заболеванием молекулярных механизмов, связывающих различные базы знаний. Во-вторых, это вычислительный ресурс проверенного контента для графического анализа ¹² и моделирование заболеваний ¹³ . Таким образом, он предоставляет платформу экспертам в предметной области, таким как клиницисты, вирусологи и иммунологи, для совместной работы с учеными-данными и вычислительными биологами для тщательного построения модели, точной интерпретации данных и изменения положения лекарств. Он предлагает общую ментальную карту для понимания пола, возраста и других особенностей восприимчивости хозяина, прогрессирования заболевания, защитных механизмов и реакции на лечение. Наконец, его можно использовать вместе с картами других заболеваний человека для изучения сопутствующих заболеваний.

При построении карты заболеваний COVID-19 мы полагаемся на несколько инструментов для курирования и проверки добавленного контента в распределенном режиме «на лету». Самое главное, что уже на этом раннем этапе мы привлекаем практикующих врачей и клинических исследователей для улучшения охвата и качества карты. Руководствуясь нашим опытом курирования и количеством участников, внесших свой вклад в создание карты, мы предлагаем и регулярно пересматриваем общие принципы курирования и следуем общепринятым стандартам обмена. Более того, учитывая многоклеточную и полиорганную природу COVID-19инфекция и сложность лежащих в ее основе молекулярных механизмов, мы рассматриваем карту как иерархическую структуру взаимосвязанных функциональных модулей. Мы ожидаем, что структура карты будет меняться по мере появления новых знаний о болезни.

Этот распределенный, мультиинструментальный, многогрупповой подход продиктован актуальностью продолжающейся пандемии, большим объемом новых публикаций, связанных с COVID-19, и впечатляющим откликом исследовательского сообщества. В этой сложной ситуации крайне важно, чтобы подходы на основе сообщества использовались для разработки высококачественных моделей и данных. Чтобы обеспечить прозрачное представление участников и ресурсов сообщества, мы полагаемся на поддержку FAIRDOMHub 9.0058 14 . Все данные и рекомендации по курированию, связанные с Картой заболеваний COVID-19, доступны по адресу https://fairdomhub.org/projects/190.

Приглашаем кураторов присоединиться к проекту и внести свой вклад в создание прочного фундамента молекулярных и клеточных механизмов COVID-19 с использованием стандартов системной биологии ^15,16,17 . Кроме того, мы запрашиваем поддержку у экспертов в предметной области, чтобы дать рекомендации по содержанию и просмотреть карту, повысив ее качество и применимость, а также экспертов по моделированию, чтобы ускорить разработку эффективных методов диагностики, лечения и вакцин в ответ на продолжающуюся пандемию.

История изменений

• 16 февраля 2021 г.

  Была опубликована коррекция в эту статью: https://doi.org/10.1038/S41597-020-00589-w

598. TS & Liu, DX. Коронавирус человека: взаимодействие хозяина и патогена. год. Преподобный Микробиолог. 73 , 529–557 (2019).

Артикул
КАС
пабмед

Google Scholar

Ссылки на скачивание

Благодарности

Мы хотели бы выразить признательность членам сообщества карт заболеваний COVID-19. Их поддержка, вклад и участие делают этот проект возможным. Всех членов сообщества карт заболеваний COVID-19 можно найти по адресу https://fairdomhub.org/projects/190. Мы также хотели бы поблагодарить участников проекта FAIRDOMHub, в частности Мартина Голебевски, Кэрол Гобл, Стюарта Оуэна и Сяомин Ху, за их поддержку COVID-19.Проект Карты болезней на платформе FAIRDOMHub (https://fairdomhub.org/). Команда ответственных и воспроизводимых исследований (R3) Люксембургского центра системной биомедицины получила признание за поддержку проекта и продвижение воспроизводимых исследований.

Информация об авторе

Авторы и организации

1. Люксембургский центр системной биомедицины, Люксембургский университет, Бельво, Люксембург

   Марек Осташевский, Александр Мазейн, Руди Шнехард Баллинг и Рейн

2. Европейский институт системной биологии и медицины (EISBM), Вурль, Франция

   Александр Мазейн и Шарль Оффрэ

3. Институт исследования рака Онтарио, Торонто, Канада

   Marc E. Gillespie

03 3 Фармация и медицинские науки, Университет Св. Иоанна, Квинс, Нью-Йорк, США

Marc E. Gillespie

4. Институт Кюри, Исследовательский университет PSL, Mines Paris Tech, Inserm, Париж, Франция

   Инна Куперштейн и Эммануэль Барийо

5. Факультет биологии Университета им. Évry, University of Paris-Saclay, Genopole, 91025, Évry, France

   Anna Niarakis

6. Европейская лаборатория молекулярной биологии, Европейский институт биоинформатики (EMBL-EBI), Hinxton, UK

   Henning

   Hermjakob Institute of

   8 Наука о данных и биотехнология, Gladstone Institutes, Сан-Франциско, США

   Александр Р. Пико

7. Кафедра биоинформатики-BiGCaT, NUTRIM, Маастрихтский университет, Маастрихт, Нидерланды

   Эгон Л. Виллигхаген и Крис Т. Эвело

8. Маастрихтский центр системной биологии, Маастрихтский университет 9002, Маастрихтский университет T. Evelo

9. Helmholtz Zentrum München, Институт вычислительной биологии, Нойхерберг, Германия

   Jan Hasenauer

10. Центр математики Мюнхенского технического университета, Гархинг, Германия

    Ян Хазенауэр

11. Факультет математики и естественных наук Боннского университета, Бонн, Германия

    Ян Хазенауэр

12. Констанцский университет, кафедра компьютерных и информационных наук, Констанц 3 090 Шхем 8 090 Фальк, Германия

    3

    3

13. Университет Монаша, Факультет информационных технологий, Мельбурн, Австралия

    Falk Schreiber

14. Вычислительная системная биология инфекций и устойчивых к противомикробным препаратам патогенов, Институт биоинформатики и медицинской информатики (IBMI), Университет Тюбингена, 72076, Тюбинген, Германия

    Андреас Дрэгер

15. Факультет компьютерных наук Тюбингенского университета, 72076, Тюбинген, Германия

    Андреас Дрэгер

16. Немецкий центр инфекционных исследований (DZIF), сайт-партнер, Андреас 902 Dräger03 900, Германия 90

17. Кафедра молекулярной и медицинской генетики, Медицинский факультет Орегонского университета здравоохранения и науки, Портленд, США

    Emek Demir

18. Кафедра системной биологии и биоинформатики, Ростокский университет, Росток, Германия

    Олаф Волькенхауэр

19. Стелленбосский институт перспективных исследований (STIAS), Валленбергский исследовательский центр Стелленбосского университета, 7602, Стелленбош, Южная Африка , Кафедра экспериментальных и медицинских наук, Университет Помпеу Фабра, Барселона, Испания

    Laura I. Furlong

20. Область клинической биоинформатики, Fundación Progreso y Salud. Хосп. Вирхен-дель-Росио, Севилья, Испания

    Хоакин Допазо

21. Биоинформатика при редких заболеваниях. Centro de Investigacion Biomédica en Red de Enfermedades Raras, Fundación Progreso y Salud, Hosp. Вирхен-дель-Росио, Севилья, Испания

    Хоакин Допазо

22. INB-ELIXIR-es, FPS, Больница Вирхен-дель-Росио, Севилья, 42013, Испания

    Хоакин Допазо

9 Институт биомедицины Севилья Больница Вирхен-дель-Росио, 41013, Севилья, Испания

Хоакин Допазо

23. ВИЧ, подразделение воспаления и стойкости, отдел вирологии, институт Пастера, Париж, Франция

    Aurelio Orta-Resendiz

24. Bio Sorbonne Paris Cité, Université de Paris, France

    Aurelio Oor-Resendiz

    .

    Aurelio Oor-Resendiz

    Aurelio Orsendiz

    Aurelio Orsendiz

    Aurelio Oor-Resendiz

    .

25. Дипартименто ди Эпидемиология Ricerca Pre-Clinica e Diagnostica Avanzata, Национальный институт инфекционных заболеваний «Лаззаро Спалланцани» I. R.C.C.S., Рим, Италия

    Francesco Messina

26. Исследовательская группа INMI Network Medicine for IDs COVID 19, Национальный институт инфекционных заболеваний им. Лаццаро ​​Спалланцани, I.R.C.C.S., Рим, Италия

    Francesco Messina

27. Barcelona Valcia Supercomputing Center (BSC), Барселона, 3 09enfon, Испания

    Al so

28. Institucio Catalana de Recerca I Estudis Avançats (ICREA), Барселона, Испания

    Alfonso Valencia

29. Факультет биологических наук и информатики, Университет Кейо, Иокогама, Канагава, Япония

    Akira Funahashi

30. Институт системной биологии, Шинагава, Токио, Япония

    Хироаки Китано

31. Институт науки и технического университета. Science Laboratories, Inc., Токио, Япония

    Хироаки Китано

Авторы

1. Марек Осташевски

   Посмотреть публикации авторов

   Вы также можете искать этого автора в
   PubMed Google Scholar

2. Александр Мазеин

   Посмотреть публикации автора

   Вы также можете искать этого автора в
   PubMed Google Scholar

3. Marc E. Gillespie

   Просмотреть публикации автора

   Вы также можете искать этого автора в
   PubMed Google Scholar

4. Инна Куперштейн

   Посмотреть публикации автора

   Вы также можете искать этого автора в
   PubMed Google Академия

5. Анна Ниаракис

   Посмотреть публикации автора

   Вы также можете искать этого автора в
   PubMed Google Scholar

6. Henning Hermjakob

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в
   PubMed Google Scholar

7. Александр Р. Пико

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в
   PubMed Google Scholar

8. Egon L. Willighagen

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в
   PubMed Google Scholar

9. Chris T. Evelo

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в
   PubMed Google Scholar

10. Jan Hasenauer

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в
    PubMed Google Scholar

11. Falk Schreiber

    Посмотреть публикации автора

    Вы также можете искать этого автора в
    PubMed Google Scholar

12. Andreas Dräger

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в
    PubMed Google Scholar

13. Emek Demir

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в
    PubMed Google Scholar

14. Олаф Волькенхауэр

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в
    PubMed Google Scholar

15. Laura I. Furlong

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в
    PubMed Google Scholar

16. Emmanuel Barillot

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в
    PubMed Google Scholar

17. Хоакин Допазо

    Посмотреть публикации автора

    Вы также можете искать этого автора в
    PubMed Google Scholar

18. Aurelio Orta-Resendiz

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в
    PubMed Google Scholar

19. Francesco Messina

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в
    PubMed Google Scholar

20. Alfonso Valencia

    Посмотреть публикации автора

    Вы также можете искать этого автора в
    PubMed Google Scholar

21. Akira Funahashi

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в
    PubMed Google Scholar

22. Hiroaki Kitano

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в
    PubMed Google Scholar

23. Charles Auffray

    Посмотреть публикации авторов

    Вы также можете искать этого автора в
    PubMed Google Scholar

24. Rudi Balling

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в
    PubMed Google Scholar

25. Reinhard Schneider

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в
    PubMed Google Scholar

Contributions

Все авторы написали и отредактировали рукопись.

Автор, ответственный за переписку

Переписка с
Рейнхард Шнайдер.

Декларация этики

Конкурирующие интересы

РБ является учредителем и акционером MEGENO S.A., а также акционером ITTM S.A. RS является учредителем и акционером MEGENO S.A. и ITTM S.A. Остальные авторы не заявляют о конкурирующих интересах.

Дополнительная информация

Примечание издателя Springer Nature остается нейтральной в отношении юрисдикционных претензий в опубликованных картах и ​​институциональной принадлежности.

Права и разрешения

Открытый доступ Эта статья находится под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International License, которая разрешает использование, совместное использование, адаптацию, распространение и воспроизведение на любом носителе или в любом формате, при условии, что вы указываете соответствующие права на оригинальный автор(ы) и источник, предоставьте ссылку на лицензию Creative Commons и укажите, были ли внесены изменения. Изображения или другие сторонние материалы в этой статье включены в лицензию Creative Commons для статьи, если иное не указано в кредитной строке материала. Если материал не включен в лицензию Creative Commons статьи, а ваше предполагаемое использование не разрешено законом или выходит за рамки разрешенного использования, вам необходимо получить разрешение непосредственно от правообладателя. Чтобы просмотреть копию этой лицензии, посетите http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

Перепечатка и разрешения

Об этой статье

Эта статья цитируется

• Изучение бифуркаций аттракторов в булевых сетях

  • Никола Бенеш
  • Любош Брим
  • Давид Шафранек

  Биоинформатика BMC (2022)

• Создание цифровых двойников иммунной системы человека: на пути к дорожной карте

  • R.