| Предыдущая глава |
↓ Содержание ↓
↑ Свернуть ↑
| Следующая глава |
Правда, остававшиеся многочисленные узкие места линии не давали развернуться на полную мощность, поэтому для станка разработали еще несколько пар зажим-протяжка, которыми можно было обрабатывать и другие детали, в которых были прямые поверхности с небольшим объемом снимаемого металла — что и было вотчиной протяжек. Так, мы наконец-то начали разрешать проблему индивидуального транспорта, прежде всего для гражданских — все-таки на своих двоих перемещаться гораздо дольше. А на новом станке мы стали вытачивать ступицы заднего колеса для велосипедов — там ведь много наклонных поверхностей, которые позволяют колесу вращаться в прямом направлении, но тормозят его, когда велосипедист нажимает на педали в обратном направлении, попросту — когда он тормозит. Вот под протачивание этих выступов и был приспособлен новый станок — шесть тысяч втулок в сутки существенно увеличили наше производство велосипедов, тогда как раньше мы их делали штук двести максимум. Правда, к этому времени были разработаны сварочные станки для сварки рам, да и новые станки по производству цепей тоже подошли — в общем, все было одно к одному. Так этот станок и работал — есть заготовки для затворов — переналаживается на них, обрабатывает день-два-три, затем, по исчерпанию запасов, переналаживается на другую деталь и обрабатывает ее.
Правда, новый станок проработал всего два месяца — сварная конструкция из труб оказалась непрочной и ее повело. Но к тому времени мы уже начали применять в каркасе угловой прокат — он прочнее и за счет более длинных полок, и за счет того, что это все-таки прокат, ну а где не хватало жесткости — добавляли дополнительные внешние силовые элементы. В итоге станины наших станков, рассчитанных на автоматическую смену заготовок, стали очень легкими, воздушными — это в обычных станках человеку нужно обеспечить удобный доступ к рабочему пространству станка, из-за чего надо оставлять много свободного пространства вокруг стола — тот же фрезерный, в виде буквы "Г", требует делать массивными обе "палки" "буквы" — и вертикальную, и горизонтальную — чтобы они держали усилия резания. В каркасных же станках эти усилия распределяются равномерно по ребрам, образующим замкнутый силовой контур — тут уже можно не беспокоиться о быстром и удобном доступе такого крупного "механизма", как человек — механику смены заготовки можно делать любого размера — пролезала бы сама заготовка. Конечно, мы не делали сплошную "вязь" из элементов силового каркаса — все-таки доступ внутрь станка был нужен не только механизмам, но и людям — наладчикам, ремонтникам, но за счет сварного каркаса при изготовлении станков мы избавились от такой трудоемкой операции, как литье крупногабаритных конструкций, и вообще следующие лет десять наши станки имели неповторимые внешние черты.
И работа всех этих автоматизированных станков не была бы возможна без пневматических зажимов. Ведь за одну секунду обратного хода механике необходимо вытащить обработанную заготовку, сориентировать новую по базовым поверхностям и затем ее зажать. Сначала мы попытались сделать все это чисто на механике — с помощью кулачкового командоаппарата, как в станках. Но постоянные переделки, сложность изготовления, износ — все это существенно увеличивало трудоемкость. Тем более что управляющая последовательность работы постоянно менялась. Так, сначала мы выяснили, что быстро сориентировать деталь, установить ее в приемное гнездо и зажать — не получится. Пришлось разделять этапы ориентирования и установки — теперь за это отвечали два разных механизма, к которым вскоре добавился третий — вытаскивания детали — первый механизм подхватывал деталь из виброжелоба, проворачивал ориентируясь на технологические плоскости и затем вдвигал в зажим — к этому времени третий механизм уже забрал обработанную деталь из зажима. И для каждого механизма требовался свой командоаппарат, который к тому же должен был работать синхронно с остальными. Ну, синхронность по идее можно было бы обеспечить общим валом, но это накладывало ограничения на размещение механизмов — места тупо не хватало — станок был слишком маленьким и внутри механизм не помещался. К тому же зажимать деталь надо было с большим усилием, то есть требовалась мощная передача от кулачков, а значит мощный вал, для него — мощный привод и мощный корпус. А мощный — значит массивный — места перестало хватать вообще. А если разместить его снаружи каркаса — потребуются длинные тяги. Длинные и прочные, чтобы передать нужные усилия, особенно по зажиму. То есть снова увеличиваются размеры крепежных гнезд, к тому же возрастает масса перемещаемых деталей, что требует более мощного привода. Конструкторы и вышли из положения, заменив механический зажим пневматическим — кулачок теперь управлял золотником, а уж тот пропускал сжатый воздух к зажиму. Нагрузки на кулачок резко снизились, так как теперь он двигал вал золотника, который оказывал гораздо меньшее сопротивление. Поэтому размеры командоаппарата стали гораздо меньше — он поместился внутри станка. А сам по себе сжатый воздух позволял передавать усилия с помощью гибких шлангов. То есть командоаппарат с его кулачками и золотниками стал компактной структурой, от которой к исполнительным устройствам тянулись шланги — теперь эти устройства можно было размещать где угодно. Ну, с некоторыми ограничениями, но они были гораздо менее строгими по сравнению с чисто механическим приводом. Так и работали механизмы станка — открывали и закрывали заслонки по заданной программе, при этом воздух вырывался из клапанов, создавая четкий шипящий ритм — пш пш-пш, пш пш-пш. Оно дышало.
Мне-то пневматика была известна разве что по отбойным молоткам. Пневматический инструмент имел к этому времени более чем семидесятилетнюю историю — первые пневматические инструменты для разрушения горной породы были разработаны итальянским инженером с французским именем Жермен Сомейе — он разработал этот инструмент для прокладки туннеля под Альпами. Затем подобный инструмент был использован в 1870х годах для прокладки Сент-Готардского туннеля, причем его сначала прокладывали с помощью паровых машин, но дело шло медленно, и даже с человеческими жертвами при взрывах паровых котлов, так что в итоге и там стали применять пневмоинструмент и даже локомотивы на пневматическом ходу — сжатый воздух генерировался плотинами горных рек — их энергию как бы "перенесли" внутрь тоннеля с помощью сжатого воздуха. Перфораторы того времени весили 70-80 килограммов и работали со станины, что было неудобно в узких шахтах, поэтому многие шахтеры просто отказывались его использовать, предпочитая ручной труд — как говорится, "Устал на лопате — отдохни на молотке". В 1897 году был создан отбойный молоток весом всего 20 килограммов — пневматика все прочнее прописывалась в горном деле. Советский Союз пневматические молотки сначала покупал из-за рубежа, а в 1929 году запустили их производство на Ленинградском заводе "Пневматика" — завод был организован американцем Джоном Ленке еще в 1899 году и до революции выпускал сначала пневмоинструмент и запчасти к нему, а с 1915 — компрессоры и кузнечные молоты. И вот с 1929 года пошли отбойные молотки — ОМ-3, ОМ-5 — до этого завод выпускал бурильные и рубильные пневмомолотки, пневматические трамбовки для железобетонных, формовочных и других работ. В 1930м году была попытка создать свой пневматический отбойный молоток местными силами на Луганщине, но не сложилось из-за реорганизаций — заказчик — Лугануголь — был ликвидирован, так и не предоставив нужные чертежи Луганскому патронному заводу, который вроде бы соглашался изготовить партию таких молотков. И помимо пневматических в СССР делали и электроотбойные молотки — в 1934 году Константин Николаевич Шмаргунов — директор Томского индустриального института — спроектировал удачную модель КНШ, которая и стала массово использоваться на шахтах. Больше же всего пневмомолотков в тридцатых было в Германии — в 1933 году там было 64 100 молотков, в Бельгии — 23 000, во Франции — 19 719, в Англии — 12 335, в СССР в 1937 году было около 13 000 молотков.
Но вообще пневматика долгое время рассматривалась как новое слово в технике — в 19м веке даже строились пневматические железные дороги и линии метро. Так ,в Англии в 30х-40х годах 19го века было построено несколько железных дорог с пневматическим приводом. Для этого вдоль полотна прокладывалась труба, в нее подавался сжатый воздух, который толкал поршень внутри трубы, и этот поршень через разрез в верхней части трубы толкал вагоны. Несмотря на проблемы с надежной изоляцией этого разреза, эксплуатировались дороги длиной длиной от двух до тридцати двух километров с одной и боле насосными станциями. Причем скорости передвижения были достаточно высокими — так, пятитонная тележка разгонялась до 72 километров в час — паровозам тогда такое и не снилось. На другой дороге — в Ирландии — состав массой 30 тонн двигался со скоростью 64 километра в час, причем в этой системе воздух не нагнетался за поршнем, а наоборот откачивался перед ним — привет Илону Маску с его Гиперлупом ! Американец Альфред Элай Бич — изобретатель и владелец журнала "Scientific American", даже построил прототип пневматического метро — линию длиной 95 метров, в которой вагоны передвигались силой сжатого воздуха, причем воздух как накачивался сзади вагона, так и откачивался спереди, как в пневмопочте — Бич строил в Нью-Йорке и системы пневмопочты, так что опыт был. За год на необычной новинке прокатилось четыреста тысяч человек, а для развития было собрано денег по подписке, почти достигнуты договоренности с городом о продолжении финансирования, но дальнейшему строительству помешал сначала биржевой крах 1873 года, а затем развитие электромоторов. В 1861 году свой "духоход" построил в России Степан Барановский — отец Владимира Барановского, разработчика артиллерийских скорострельных систем. Сжатый воздух для духохода хранился в 34 баллонах на прицепном вагоне и обеспечивал движение в течение двух-трех часов, причем сам двигатель был довольно компактным — всего два поршня диаметром 150 миллиметров и ходом 300 миллиметров. Помимо железных дорог сжатый воздух также пытались применять и для автомобилей, и для подводных лодок, и даже для самолетов — и везде он проиграл электричеству и ДВС, оставшись конкурентоспособным в системах пневмопочты — так, в 1934 году в Париже протяженность сети пневмопочты была 437 километров.
Конкурентоспособными пневматика оказалась и во всяческих приводах разнообразных устройств — помимо упоминавшихся отбойных молотков — в тормозах, турбобурах и много где еще. Применялась она и в промышленности. И этому было много причин. Пневмопривод был прост в изготовлении — ему не требовались цветные металлы как электродвигателям, сложные системы герметизации, как для гидропривода — утечки если и были, то существенно не влияли на работоспособность. Ресурс пневматических устройств также был выше гидравлических в два-четыре раза, а электрических — в десять-двадцать раз. Низкая масса исполнительных устройств обеспечивала самые высокие скорости среди всех видов привода — 15 и более метров в секунду для поступательного движения и до 100 000 оборотов в минуту для вращательного, ну а про массовую отдачу я писал ранее, когда рассказывал про ракеты — для электропивода она составляет 2-4 килограмма на киловатт мощности, для пневмопривода — 0,3-0,4 килограмма — в десять раз меньше, то есть они весят в десять раз меньше при той же мощности. Сжатый воздух можно было передавать на десятки километров при сравнительно небольших потерях. Так, в 1888 году в Париже была построена городская компрессорная станция мощностью насосов в 1500 кВт, а к 1891 году ее мощность составила уже 18 500 кВт — она передавала фабрикам и заводам энергию сжатого воздуха давлением шесть атмосфер по городской сети протяженностью 48 километров.
Конечно же, пневматика не была лишена недостатков. Так, для создания сжатого воздуха требовались компрессоры с фильтрами и охладителями воздуха, по цехам приходилось разводить трубы для передачи сжатого воздуха, применять устройства для сбора и отвода конденсата. Да и КПД исполнительных механизмов был не на высоте — если в ударном инструменте пневматика и электрика шли вровень, имея КПД порядка 30-40%, то во вращательном электрика вырывалась вперед — у нее было 60-70%, тогда как у пневматики — не более 35%.
Тем не менее, пневматика активно использовалась на предприятиях — в то время электродвигатели были сравнительно дефицитным изделием, поэтому пневмопривод использовался достаточно широко, тем более что он позволял экономить медь не только на электродвигателях, но и на проводке. Да и с электроэнергией дело обстояло не везде хорошо, а энергия сжатого воздуха образовывалась из механической энергии без электрогенераторов — снова экономия. Так, в нашем распоряжении было несколько десятков пневматических токарных и фрезерных станков — с приводом именно от пневматического, а не электрического двигателя ! А также многочисленные приспособления, работавшие от пневматики — прежде всего зажимы — токарные патроны и прочие. Многие, даже некрупные, предприятия имели свои компрессоры и сети сжатого воздуха. Поэтому неудивительно, что наши конструкторы постарались приспособить для своих нужд уже готовую инфраструктуру и конструкции пнемвопривода.
ГЛАВА 15.
Причем сама инфраструктура оказалась не такой уж сложной — для технических устройств требуется давление всего от трех до восьми атмосфер. А сами компрессоры — достаточно компактные устройства. Например, компрессор с диаметром цилиндров 240 миллиметров и ходом поршня 160 миллиметров при 650 оборотах сжимает 6,5 кубометров воздуха в минуту до давления в 8 атмосфер, и для его привода достаточно двигательной установки мощностью 60 киловатт — 80 лошадиных сил. А уж что это будет за установка — неважно — это может быть и электродвигатель, и ДВС, и паровик — в этой "всеядности" и была подкупающая привлекательность этого источника энергии для станков.
Мы использовали разные варианты — где что найдут. Причем те компрессорные мощности, что стояли на местных предприятиях, мы существенно нарастили за счет неожиданного источника — отработавших свое двигателей танков, грузовиков и самолетов. Убрать топливную систему, систему зажигания — и пользуйся на здоровье. Скажем, если объем цилиндров танкового В-2 почти 40 литров, да если его еще немного расточить, то при ну пусть даже на двухста оборотах он сожмет 8 кубометров воздуха в минуту с давлением более десяти атмосфер. Нам-то столько не надо, поэтому мы еще больше растачивали цилиндры — им ведь теперь не требовалось выдерживать высокие давления, поставили другие кольца, под крышку поставили подкладку, чтобы нарастить внутренний объем цилиндров, увеличили просветы входных и выходных клапанов — в итоге объем двигателя, теперь уже компрессора, вырос на треть, а давление снизилось до приемлемых шести атмосфер, которые можно было безбоязненно выпускать в сети предприятий. И теперь на двухста оборотах он выдавал 16 кубометров воздуха в минуту, а если было нужно, то увеличением оборотов получали еще больше сжатого воздуха. Само собой, мы использовали двигатели, которые уж совсем не подходили для установки на технику — заваривали пробоины из расчета на более низкие давления в цилиндрах, а если для компрессоров использовались авиадвигатели, то там вообще могли отсутствовать какие-то цилиндры — все-равно остальные еще могли работать на сжатии воздуха. Так, у нас скопилось более сотни двигателей М-15 с бомбардировщиков ТБ-3, почти две сотни DB-601 с немецких бомбардировщиков и истребителей — а ведь советские двигатели изначально имели объем под пятьдесят литров, а немецкие — тридцать три литра, и мы его дополнительно увеличивали и таким образом получали компрессоры.
| Предыдущая глава |
↓ Содержание ↓
↑ Свернуть ↑
| Следующая глава |
