Зигмунд Перля - О станках и калибрах
Старые инструменты, резцы, изготовленные из закаленной стали, уже не справлялись с этой задачей. Их твердость оказалась недостаточной. И тогда машиностроители, опираясь на новую, далеко шагнувшую вперед технику, вернулись к первобытному инструменту — камню — и создали шлифовальный станок. Инструментом для этого станка служил шлифовальный круг, изготовленный из мелких зерен камня — корунда, твердость которого была немногим ниже твердости алмаза. Шлифовальный круг вращался со скоростью, значительно превышавшей скорости вращения фрез и сверл, и снимал тончайшую, пылевидную стружку с твердых, закаленных поверхностей. Точность изготовления начала подходить к сотым долям миллиметра.
Казалось, трудно было добиться большей точности, трудно было улучшить конструкцию станков. Но техника требовала еще большей производительности и точности. Потребность в лучших станках нарастала.
В конце прошлого столетия в машиностроительной промышленности бурно развивалось серийное и массовое производство. Приближался «век автомобиля». И тогда в станкостроении произошел второй переворот. Электрический двигатель заменил паровую машину. Электрический ток, точно свежая кровь, влился в «артерии» управления механизмами станков. Он сделал их более быстрыми, точными и, наконец, самодействующими.
Глава II. ВТОРОЙ ПЕРЕВОРОТ
Исчезнувший «лес»
Если бы станочник конца прошлого столетия каким-то чудом оказался в цехах современного машиностроительного завода, многое показалось бы ему странным и непонятным. Но среди многих странностей одно явление показалось бы ему особенно необъяснимым, чудесным и невероятным.
Конечно, его поразили бы не новые, незнакомые очертания станков. Станки должны были измениться за шестьдесят лет. Но что, какая сила приводит их в движение? Где валы трансмиссий, где «лес» приводных ремней? Где прячутся могучие руки, влекущие взад и вперед под {42} потолком цеха огромный кран, точно мост, скользящий по рельсам?, И та же невидимая сила катит по крану тележку с крановщиком, который управляет движением этого моста, поднимает немыслимые тяжести и с непонятной легкостью переносит их с места на место. Где же она, эта сила?
На все эти вопросы пришельцу из прошлого столетия пришлось бы ответить подробно.
Мы уже знаем, что во второй половине XVIII столетия появился новый двигатель — паровая машина.
Она стала источником энергии, приводившим в движение все рабочие машины на всех заводах и фабриках. В цехах как будто и не было видно никаких двигателей. Под потолками вдоль цеховых помещений тянулись вращающиеся валы с насаженными на них приводными колесами-шкивами. С них сбегали к станкам ремни, много ремней. Каждый станок имел свои приводные колеса-шкивы. Насаженные на главный вал станка, они образовывали своего рода лестницу с круговыми ступенями. Лента бесконечного ремня надевалась на тот или другой шкив станка (в зависимости от величины скорости, которую хотели получить) и сообщала ему движение.
Станков было много, значит и ремней было много. Получался лес ремней, чуть ли не джунгли, затемнявшие помещение цеха, загромождавшие все пространство цеховых пролетов. Легко можно было быть задетым приводным ремнем и стать жертвой несчастного случая.
Для чего нужен был этот лес ремней? Оказывается, одна мощная паровая машина, скрытая где-то вне цеха, вращала с помощью приводного ремня всю систему валов, их называли трансмиссиями. А трансмиссии, в свою очередь, отдавали полученную энергию, посылая ее к станкам по ветвям таких же приводных ремней.
На длинном извилистом пути от единого источника — паровой машины — до рабочего шпинделя станка терялось много энергии. Очень много передаваемой энергии пропадало зря. Стоило произойти аварии где-нибудь на одном участке трансмиссии, — и вся линия станков выходила из строя. И наоборот, пуск в работу только одного станка требовал вращения всей трансмиссии со всеми ее шкивами. И тут терялось необычайно много драгоценной энергии. {43}
Все же, несмотря на эти недостатки, паровая машина целое столетие безраздельно господствовала в промышленности.
Первая половина XIX века ознаменовалась важнейшим событием: в 1834 году крупнейший русский ученый, академик Б. С. Якоби изобрел первый практически пригодный электрический двигатель. Несколько десятилетии длилось его усовершенствование. В восьмидесятых годах прошлого века рабочие шпиндели станков завертелись от электродвигателя, питаемого электротоком от центральной установки, вырабатывающей электроэнергию, а еще через два десятилетия паровая машина стала терять позицию за позицией, уступая свое место новому двигателю, победно и прочно завоевавшему господство в цехах заводов и фабрик.
Это был второй переворот в промышленности и в то же время начало второго переворота в развитии станкостроения. Но сократился ли от этого путь энергии к станку? Исчезли ли джунгли приводных ремней? Нет, не сократился извилистый путь энергии и ее потери, не исчез лес ремней!
Победа над паровой машиной досталась электродвигателю легко. Новый двигатель оказался не только экономичнее, но и компактнее (занимал меньше места) и требовал гораздо меньшей заботы о себе во время работы. Именно эти неоспоримые достоинства электродвигателя и заставили машиностроителей предпочесть его паровой машине. Но в остальном все осталось по-старому.
Новый двигатель занял место старого, а вся система передачи энергии к станкам не изменилась. Попрежнему от одного мощного мотора через общие трансмиссии приводились в движение линии станков, а в этих линиях выстраивались десятки и даже сотни станков. Попрежнему все промежуточные звенья цепи передачи урывали для себя часть силовой энергии, отпускаемой электродвигателем. Попрежнему лес ремней затемнял цех и грозил опасностью неосторожному рабочему. И бывало, что вся энергия мощного электродвигателя расходовалась на работу одного станка.
А можно ли было устранить недостатки общей передачи энергии? Конечно, можно было! Но машиностроители и конструкторы станков не сразу учли природу электрической энергии и компактность электродвигателя. {44} Первая из этих двух особенностей как бы говорила: «К чему вся эта громоздкая и прожорливая система трансмиссий, все эти шкивы и ремни, если электроэнергию можно передавать на расстояние по проводам?» Вторая особенность продолжала: «... а компактность электродвигателя и простота ухода за ним позволяют рассредоточить энергию единого мощного двигателя на несколько менее мощных и перенести их ближе, чтобы уменьшились потери в цепи передачи, чтобы проще и легче стало управление работой станков».
Вторая особенность была учтена раньше первой.
Единую трансмиссионную передачу разбили на несколько отдельных участков, обслуживающих небольшие группы станков. И каждая из этих групп приводилась в движение отдельным двигателем. Единый мощный электродвигатель «породил» несколько менее сильных двигателей, и эти двигатели «шагнули» в производственные помещения, поближе к станкам. С этого и началось «путешествие» электродвигателя к станку, которое длилось несколько десятилетий и о котором стоит рассказать.
От разделения единой трансмиссии на несколько отдельных участков лес ремней не стал реже. Но именно в этом разделении было заложено начало его исчезновения.
Все меньше и меньше становилось станков, связанных с одним двигателем. Все больше и больше приближался он к станкам. Наконец, пришло время, «когда только один станок обслуживался одним двигателем, его стали называть «индивидуальным» двигателем. Как же теперь передавалась к станку энергия движения? «Лес» ремней не исчез. Пожалуй, он даже не стал реже. Но теперь это уже был карликовый «лес».
Трансмиссия тоже стала «индивидуальной»: невысоко над станком устанавливался небольшой вал со шкивами — контрпривод. От вала двигателя к валу контрпривода взбегал бесконечный ремень привода и вращал шкив, а с другого шкива сбегал вниз другой бесконечный ремень и вращал соответствующий шкив станка. Опять энергия движения на своем пути к станку делала большой крюк, прежде чем приложить свою мощь к вращению шпинделя.
Зачем же нужно было делать этот крюк? Причина скрывалась в устройстве самих станков. {45}
Конструкторы не успели приспособить станки к новому виду двигателя. У них не было «ворот» для непосредственного подвода электрической энергии к рабочим органам станка. Скрытно (под полом) добравшись к станку и «вынырнув» наружу в непосредственной близости от него, электроэнергия все же сворачивала с прямого пути: чтобы попасть в станок, ей приходилось идти по давно проторенной дорожке — через приводной ремень, вал контрпривода и шкив станка.
