Техника - молодёжи 1956-03, страница 13

жтш (Mi

Г. БАБАТ, доктор технических наук.

Рис. С. НАУМОВА и В. КАЩЕНКО

■1 ва с половиной века тому назад на r^i одной из английских угольных шахт была впервые установлена для откачки воды поршневая паровая машина, которую изобрел и построил кузнец Томас Ньюкомен. К цилиндру этой машины вели трубы с кранами: от парового котла и от бака с холодной водой. Когда открывали паровой кран, то пар из котла поступал в цилиндр и поднимал поршень. Затем паровой кран закрывали и открывали водяной. В цилиндр поступала холодная вода, пар сгущался, давление под поршнем падало, и поршень медленно опускался к своему нижнему положению. Снова закрывали водяной кран, открывали паровой, и поршень начинал также медленно ползти вверх. Чтобы машина работала, при ней должен был стоять человек, который открывал и закрывал краны. Работа была несложная, ее можно было поручить и мальчику.

Есть легенда, будто мальчику Гемфри Поттеру, приставленному к этой машине, наскучила однообразная работа. Он соединил рукоятки кранов и шток машины веревочками. Машина

стала сама открывать краны, пускать в цилиндр то пар, то воду, то-есть стала сама управлять своим движением.

Этот принцип управления был применен затем во всех без исключения поршневых паровых двигателях. И во всех современных двигателях внутреннего сгорания движение клапанов, которые то впускают в цилиндр горючую смесь, то выпускают из цилиндра отработанные газы, производится от движения поршня. Поршень—это выход двигателя, клапаны — его вход. Механизмы парораспределения в паровом двигателе или механизм газораспределения в двигателе внутреннего сгорания, отбирая часть мощности, создаваемой движением поршня, передают ее механизму, управляющему движением клапанов двигателя, то-есть соединяют выход со входом.

Соединение выхода со входом у любого механизма теперь принято называть обратной связью. А тот конкретный механизм, который это соединение производит, называют цепью обратной связи.

Важная область применения обрат

ных связей — это автоматические регуляторы — устройства, которые автоматически поддерживают требуемый режим работы различных машин, аппаратов, установок.

Миллионы автоматических регуляторов работают в современной промышленности и в различных бытовых устройствах: поддерживают постоянство температуры в электрохолодильниках, постоянство напряжения в электрических сетях, управляют различными агрегатами на производстве.

Все такие регуляторы характерны тем, что, произведя свое действие, они получают обратный сигнал о результатах этого действия. Обнаружив отклонение, например, положения, температуры, скорости или другой контролируемой величины от требуемого значения, чувствительный элемент регулятора, например термометр, посылает сигнал (командный импульс) к регулирующему органу — клапану, электродвигателю и т. п. Получив сигнал, регулятор уменьшает или увеличивает приток рабочего агента (электроэнергии, воды, пара и т. д.) или производит другое необхо-

ЖИДКОСТЬ, КОТОРАЯ ЗАСТАВЛЯЕТ ТЕЧЬ МЕТАЛЛ

А. СМИРНЯГИНА

БЕЗ ПУАНСОНА И МАТРИЦЫ

ерно ходит ползун пресса: вниз-вверх, вниз-вверх. После каждого хода в ящик с готовыми деталями падает новая готовая деталь. Еще несколько секунд назад она была частью стального листа. Оказавшись под прессом, лист превратился в предмет сложной выпуклой формы — автомобильную фару, обшивку вагона, часть крыла самолета или другую замысловатую изогнутую деталь.

Так выглядит операция холодной штамповки металла. Чтобы отштамповать деталь, помещают стальной лист-заготовку между двумя половинками штампа. Одна из них — ее называют матрица — неподвижна. Другая — пуансон — закреплена на ползуне пресса и ходит вниз и вверх. Опускаясь на заготовку, пуансон с огромной силой давит на нее, втягивает в матрицу. И стальной лист послушно огибает все причудливые извилины штампа. Каков рельефный рисунок внутренней полости матрицы и пуансона, такой формы и будет изделие. Опытнейшие конструкторы проектируют штампы. Высококвалифицированные рабочие выполняют их, создавая изделия по предельно высокому классу точности, где погрешность в доли миллиметра — уже брак. А это нелегко. Ведь материал, из которого делают штампы, должен быть очень прочным — он должен выдерживать огромные давления. Поэтому штамповка считается дорогой операцией, она окупается только при массовом выпуске продукции.

Специалисты всего мира много думают над тем, как удешевить производство штампов. И вот возникла дерзкая мысль. А что, если совсем отказаться от жесткого пуансона или жесткой матрицы? Пусть постоянной формой будет металлическая матрица. Вместо же обычного жесткого пуансона заготовка в нее будет вжиматься давлением масла. Это значит, что из

<С=>

Насколько проще устроен этот станок с жидким пуансоном, чем обычный пресс! Заготовка (5) вкладывается между прижимной плитой (1) и матрицей (2), после чего насосы подают масло по каналу (3) под заготовку. В это время фиксатор (6) находится в нижнем положении, упираясь в заготовку. Вследствие давления масла заготовка приобретает необходимую форму, приподнимая при этом фиксатор. Уплот-нительное кольцо (4) устраняет потерю масла. Пружины (7), расположенные в гнездах корпуса (8), служат для прижимания плиты (1). Устройства для разъема и крепления штампо-держателя (9) на схеме не показаны.

двух половинок штампа остается лишь одна. Ее не надо будет «подгонять». Точность ее изготовления будет определяться лишь точностью, с какой должно быть сделано изделие, а не самым процессом штамповки. Изготовление ее в этом случае упростится, и она будет обходиться - значительно дешевле. И тогда штамповка сможет найти широчайшее применение там, где сейчас она нерентабельна.

Осуществление этой идеи сможет принести и другие выгоды. Отказавшись от второй половинки штампа, конструктор освобождается от заботы, как вынуть изделие из штампа. Можно будет целиком штамповать такие детали, которые раньше приходилось делать разъемными.

Большие осложнения на производстве вызывает установка половинок штампа на пресс. Это отнимает массу времени. Ведь чтобы совпал рисунок пуансона и матрицы, они должны располагаться по отношению друг к другу весьма точно. Если отказаться от пуансона или от матрицы, эта операция, естественно, тоже упростится.

Когда останется лишь одна половинка штампа, то можно значительно уменьшить штамповое пространство пресса, то-есть делать пресс менее громоздким.

Больше того, во многих случаях можно будет вообще отказаться от громоздкого пресса! Ведь большая часть деталей пресса нужна только для того, чтобы давить на пуансон. Когда же металлический пуансон заменит масло, то давление можно создавать насосом.

Найденная идея обещала много преимуществ и казалась, несомненно, заманчивой. Но легко ли осуществить ее!

Разрешением этой проблемы занялись под руководством инженера Л. Д. Гольмана сотрудники кузнечной лаборатории ЦНИИТМАШа.

МАСЛО В РЕЗИНОВОМ МЕШКЕ

И спользование давления жидкости для пластической обработки металла уже находило применение в технике для последней, чистовой операции при изготовлении самоваров, бидонов, фляг. Но здесь происходит не вытяжка металла — штамповка, а лишь калибровка его. Этой операцией изделию придают окончательную форму за счет утонения металла. Штамповкой же изделию придается новая форма, например из плоской заготовки делают выпуклую деталь. В этом случае металл приобретает форму не столько за счет утонения, сколько за счет перемещения. Разница, с точки зрения инженеров, принципиальная.

Представим себе обычную штамповку цилиндрического колпачка. Стальной лист положили на матрицу, и пуансон начал

9