Техника - молодёжи 1969-05, страница 19

СТАРОЕ + СТАРОЕ = НОВОЕ

В 1861 году французский фабрикант Лефевр дал следующую характеристику двигателю Ленуара: «Машина использует поршень, запатентованный Смитом; Она прямого и двойного действия, как машина Лебона; зажигание в ней производится электрической искрой, как в машине Рива. Она заимствует у Сэ-мюэля Броуна водяное охлаждение цилиндра; она может работать на летучих углеводородах, предложенных Эрскин-Азардом; может быть, найдет у Бамбеты остроумную идею кругового распределителя. Но кроме того, она втягивает газ и воздух действием самого поршня, без их предварительного смешивания, всегда опасного и требующего употребления насосов. Вот его, Ленуара, право на патент, вот чего нельзя у него отнять».

Эти слова приводят всегда, когда возникает спор — является ли удачное сочетание уже известных технических решений изобретением или нет? Чаще всего эксперты соглашаются — является. Иначе нельзя признать новинкой ни пароход, ни паровоз, ни самолет. Ведь корабли и паровые машины к моменту постройки первого парохода были известны. Не были открытием Америки паровая машина и тележка на рельсах, планер и бензиновый двигатель.

Изобретений и новых технологических методов, полученных неожиданной комбинацией старых, давно запатентованных, в металлообработке много.

Широко распространена, например, холодная штамповка. Ее преимущество перед горячей в простоте. Но из хрупких материалов или закаленных сталей выбить детали практически невозможно. Как снизить сопротивление металла, не строя нагревательных печей, не портя его структуру?

Группе эстонских изобретателей из Таллина Э. Югансону, Э. Данилину и Ф. Коммелю удалось совместить в одном процессе достоинства и горячей и холодной штамповки. Для этого они подсоединили к матрице и пуансону электроды.

Вот рабочий уложил холодный лист металла под штамп. Включил механизм. Как только пуансон коснулся матрицы, контакт замкнулся и через весь вырубаемый контур проскочил электрический разряд. Мгновенно вспыхнула раскаленная ярко-красная ленточка, обозначая конфигурацию будущей детали. Кр-рак! Готовая деталь легко выдавлена из листа. Почти вся она, кроме краев, осталась холодной, а потребное для штамповки усилие снизилось в несколько раз. Примерно во столько же раз повысилась стойкость штампа.

Прокатные станы и станки для обработки металла ультразвуком давно известны. А что, если их соединить? Эта идея легла в основу оригинального ультразвукового стана (фирма «Вестин-гауз», США). Оказывается, запрятав высокочастотные вибраторы внутрь валков, усилие прокатки можно снизить почти в десять раз. Переоборудовав таким образом существующие «старые» станы, удастся увеличить их производительность, а новые можно будет существенно облегчить. Ультразвуковая вибрация позволит получать более тонкие листы, обрабатывать сплавы, которые сейчас прокатать невозможно, и позволит наносить на поверхность ли

стов (словно на булатный клинок) разнообразные узоры.

Еще далеко не исчерпаны комбинационные возможности старых способов, а к ним все добавляются принципиально новые. Каждый такой новый способ во много раз увеличивает число вероятностных перестановок и сочетаний.

Взять, к примеру, обработку лазером. Точность, достигаемая ею, исключительна, но мощность (средняя!) квантового генератора мала, значит, мала и производительность. Нельзя ли «скрестить» лазер с чем-нибудь попроще?

Инженеры Британской сварочной ассоциации недавно сконструировали комбинированный кислородно-сварочный аппарат, позволяющий использовать достоинства и лазера и газового резака. Ширина реза соответствует диаметру сфокусированного светового пятнышка, а мощность и производительность определяются интенсивным горением раскаленного металла в кислородной струе. Аппарат рассекает листы из легированной или нержавеющей стали толщиной до 3 мм, причем ширина (на редкость аккуратного) реза не превышает 0,2 мм!

Сейчас уже никого не удивишь тем, что лазер освоил специальность сверловщика. Но прежде чем погаснуть, световое копье успевает испортить свою же работу — на краях отверстий оно оставляет наплывы, неровности, складки. Как же тогда изготовить фильтры, форсунки, жиклеры карбюраторов, фильеры для протяжки проволоки и нитей из искусственного волокна? С величайшими муками приходится сверлить отверстия в особо прочных и трудно обрабатываемых материалах. Лазеру же любой материал нипочем, но нечистая работа сводила его преимущества на нет.

Изобретатели Московского авиацион-но-технологического института придумали довольно много вариантов прошивки металлов. Но самый эффективный из них довольно прост: лазерный луч объединили с воздушной струйкой.

Изобретатели закрепили деталь на выходном патрубке баллона со сжатым воздухом и полоснули по ней лучом. Раздался щелчок^ и через отверстие ударил воздух. Деталь сняли и положили под микроскоп. Оплавленные кромки были идеально ровными и гладкими, как стекло. Почему так получилось —■ трудно объяснить; вот пример, когда эксперимент обгоняет теорию. Но изобретателей это отнюдь не смущало. Они уже построили лазерный

полуавтомат, который получил на ВДНХ несколько медалей. Полуавтомат прожигает за одну минуту в любых материалах толщиной до 1 мм 60 отверстий диаметром от 0,01 до 0,5 мм.

Штамповка взрывом — источник давления — расширяющиеся газы, и электрогидравлическая штамповка — давление создается ударными волнами в воде — давно известны. «Скрестив» оба способа, японские изобретатели М. Сукэо и С. Такэо получили новый метод, удостоенный патента.

Между электродами они поместили небольшую капсулу, наполненную взрывчатой смесью газов, с воспламеняющими элементами внутри — проволокой, металлической сеткой или фольгой. При электрическом разряде капсула взрывается, и суммарная от взрыва и разряда ударная волна формирует заготовку, которая уложена на матрицу, погруженную в резервуар с водой.

Интересную, и тоже комбинированную, штамповку предложил японский изобретатель М. Микио. Он подметил, что если электроды сделать из амальгамы серебра (сейчас эти сплавы серебра со ртутью используются в основном для изготовления зеркал и зубных пломб), то сила ударной волны при электрическом разряде в воде заметно возрастает. Суть в том, что давления раскаленной плазмы и паров ртути складываются. Это обстоятельство позволяет чуть ли не вдвое уменьшить емкость конденсаторной батареи, необходимой для электрогидравлической штамповки.

Еще один пример изобретения, основанного на остроумной комбинации, «электрический туман». (Авторское свидетельство выдано преподавателю Ивановского текстильного института В. Под-горкову.)

Для охлаждения резцов на многих заводах используют мелко распыленные жидкости. Кто-то подметил, что если экранировать распыливающее сопло, капельки эмульсии сами собой электризуются. Так, металлический шарик, помещенный в струйку воздушно-водя-ной смеси, заряжается до 600 вольт! И эта электризация, как установил изобретатель, более чем вдвое снижает износ резцов, повышает качество обработанной поверхности. Мало того, частички тумана энергично захватывают пылинки, витающие в воздухе, и осаждают их, очищая атмосферу цеха.

„КОЛЬ ПИРОГИ НАЧНЕТ ПЕЧИ САПОЖНИК...¹¹

Каждый должен работать по своей специальности. Справедливость такого утверждения очевидна: человек лучше всего выполняет ту работу, которой его обучили.

Но, как ни странно, не только люди, но и машины зачастую «способнее», чем это кажется на первый взгляд. Так, реактивные авиадвигатели, помимо всех своих запланированных достоинств, оказались отличными пожарниками, землекопами, сушилками, вентиляторами, снегоуборщиками и т. д.; динамо-машина, у которой на Венской выставке 1873 г. рабочий перепутал провода, превратилась в электродвигатель; а деревенские «остромыслы» заставили обыкновенный грузовик пилить дрова.

14