Техника - молодёжи 1964-06, страница 5

wiET7\7in МЕНЯЕТ Ф0Т*1?ГУ

СТРЕЛЯЮЩАЯ СПИРАЛЬ

Б. ЗУБКОВ, инженер

Рабочий нажал кнопку. Тысячетонная махина громадного пресса величиною с добрый шестиэтажный дом вздрогнула и всей своей неимоверной силой навалилась на пресс-штемпель, и он медленно пополз вниз, вытесняя металл из контейнера. Через фигурное отверстие матрицы, принимая ее форму, начала выползать заготовка. Именно выползать, ибо скорость ее движения не превышает нескольких миллиметров в секунду. Дело в том, что при большей скорости начинают рваться наружные волокна заготовки и на поверхности изделия образуются рванины — «ерши». А кроме того, у пресса просто не хватает мощности: давление прессования доходит до 10 тысяч атмосфер, да трение заготовки о стенки контейнера поглощает по крайней мере половину рабочего усилия. Если прессовать, например, болванку диаметром в полметра, то понадобится мощность пресса в 40 тысяч тонн. Такие машины уникальны, и стоимость их составляет многие миллионы рублей.

Дороговизна и малая производительность мешали широкому распространению прессования. Специалисты даже стали считать этот старый технологический процесс бесперспективным.

«Вторая жизнь» прессования началась с изобретения советского инженера М. С. Курневича. Он предложил заменить стальной штемпель водой. Это сразу устраняло оба недостатка прессования. Во-первых, вместо уникальной громады пресса теперь совершенно достаточно небольшого насоса высокого давления — компрессора. Жидкость давит во все стороны равномерно, поэтому если в тоненькой трубке, соединенной с огромной замкнутой камерой, развить большое давление (для этого потребуется сравнительно небольшое усилие), то такое же давление возникает и в камере.

Во-вторых, прессование водой резко повысило производительность. Как только давление повышалось до заданного предела, раздавался хлопок, подобный выстрелу, и из матрицы, как распрямившаяся пружина, стремительно вылетало готовое изделие. Никаких рванин, «ершей», поверхность его была гладкой, словно отполированной. Объясняется это почти полным отсутствием трения: болванка нигде не касается стенок контейнера, со всех сторон ее окружает жидкость. Жидкость просачивается и в матрицу, образуя на ее поверхности тончайшую пленку, так называемый гидродинамический клин, прекрасно заменяющий смазку. Что касается выстрела, то причина его в сжимаемости воды. Хотя и принято говорить, что жидкости несжимаемы, в действительности это не так: они плохо сжимаемы. Во всяком случае, вода под давлением 10 тысяч атмосфер сжимается на 18 процентов, запасая в себе при этом много энергии.

Способ прессования металлов водой поначалу изучали ученые в лаборатории физики высоких давлений АН СССР под руководством Л. Ф. Верещагина, потом за него взялись производственники.

Инженерам в общем-то понравился оригинальный технологический процесс, если бы не один его существенный недостаток. Как показывали расчеты, прессуемая болванка обязательно должна быть короткой и толстой. В противном случае ей грозил известный всем, кто изучал сопромат, про

дольный изгиб. Подобно слишком длинной и тонкой колонне, она бы изогнулась и сломалась в контейнере, так и не пройдя сквозь матрицу.

Но вот однажды (изобретения даже в наше время часто связаны со случайностью) слесарь по небрежности поместил в контейнер вместо идеально прямого прутка изогнутый, похожий на бумеранг. К удивлению инженеров, которые после сообщения слесаря неоднократно повторяли эксперимент, изгиб заготовки нисколько не мешал прессованию. Проверка показала ошибку в расчетах. Расчетчики применяли формулы, не учитывающие бокового давления жидкости на заготовку.

Инженеры сразу осознали важность неожиданного открытия. Раз продольный изгиб не страшен, значит можно

ИЗ ИСТОРИИ ТЕРМИНОВ

ТЕТИВА-ГРУДЬ-СИНУС...

Д ревние греки и индийцы в вычислениях употребляли половину хорды удвоенной дуги (то есть то, что мы называем синусом). Индийцы обозначали эту величину словом «джива», что буквально означает «тетива». Произведения их дошли до Европы через арабов, которые из санскритского «джива» сделали «джиба». Так как арабы пишут без гласных букв и слово «джиба» в арабском языке ничего не означает, то со временем они переделали «джиба» в «джаиб», которое пишется теми же согласными, что и «джиба», а в переводе означает «грудь». В XII столетии сочинение арабского астронома Аль-Баттани перевел на латинский язык Платон Ти-буртинский, который дословно арабское «джаиб» передал латинским «синус» («грудь» по-латыни). И до наших дней это совершенно не соответствующее геометрическому представлению слово удержалось в математике.

прессовать прутки неограниченного размера.

Теоретически задача была решена, последнее стеснительное ограничение прогрессивного метода было устранено. Но возникала новая проблема. Как быть с контейнером, ведь его придется теперь делать длиною в несколько сот метров?

Изобретатели Л. Д. Гольман, Д. П. Прохоров и А. И. Кагаловский из ВНИИ металлургического машиностроения сноза вспомнили об изгибе. Ведь если можно прессовать гнутый пруток, то почему нельзя его вообще свернуть в спираль, как пружину? Попробовали — получилось. Так родилось новое изобретение (авторское свидетельство 138208), позволяющее прессовать изделия длиною хоть в целый километр. А это имеет грандиозное практическое значение, например, для дальнейшей электрификации нашей страны.

В ходе выполнения Программы КПСС нам предстоит построить миллионы километров линий электропередач. Где взять астрономические количества дефицитной меди, из которой делаются провода? Правда, медь можно заменить алюминием, которого в земной коре сколько угодно. Но электропроводность у него меньше, чем у меди, и для того, чтобы не увеличивать потери энергии, алюминиевые провода должны быть гораздо толще. Одна неприятность влечет за собой другую. Раз толще, значит и тяжелее. К тому же повышаются ветровые нагрузки, зимой увеличивается вес намерзающего на проводах льда. В результате резко возрастают разрывающие усилия, из-за которых приходится делать провода тоньше, пролеты между опорами — меньше, сами опоры — прочнее, массивнее. Все это удорожает строительство. Электрики подсказывают простой выход. Они предлагают применить биметаллический провод: стальной сердечник будет нести нагрузку, а по алюминиевой оболочке потечет ток.

Но то, что просто для электриков, сложно для металлистов: как вы изготовите такой провод? Наденете на стальной пруток алюминиевую трубу и пропустите через волочильный стан? Ничего не получится. Мягкая алюминиевая труба утончится, а пруток останется каким был.

Прессование по методу Гольмана — Прохорова — Кагаловского впервые в мировой практике позволяет, срастив сталь и алюминий, получить биметаллический провод. Для этого в контейнер помещают свернутую в спираль алюминиевую трубу со стальным сердечником и включают насос. Под действием давления и алюминий и сталь выпрессовываются одинаково, образуя одновременно прочное соединение друг с другом.

Самое ценное, что таким способом можно получать провода практически неограниченной длины.

3