Техника - молодёжи 2000-09, страница 52

ПРЕЗЕНТАЦИЯ

Ровно год назад, в «ТМ», № 9 за 1999 г., была опубликована статья профессора Ю.М.Ермакова «Вперед, к природе!». В ней показывались огромные резервы механизмов и деталей машин по трудоемкости и металлоемкости и пути их сокращения при одновременном улучшении тех-

рациональную форму, в третьих — неточностью расчетов. В старой технической литературе

КОГДА УСТУПЧИВОСТЬ

СИЛЬНЕЕ

нических характеристик. Каждый из нас, если подумает, найдет такие резервы в предметах своей области знаний, своей профессиональной деятельности: и в сельском хозяйстве, и на транспорте, и в энергетике, и в коммунальном хозяйстве, в добыче полезных ископаемых, в использовании вторичного сырья, в машиностроении, медицине...

Это означает, что человечество без дополнительных затрат, а наоборот, с высвобождением материалов, сырья, энергии может наращивать производство товаров народного потребления. Для этого требуется в развитии производительных сил переместить центр тяжести на технологии, то есть на способы и процессы, с помощью которых производятся все окружающие нас предметы и продукты питания.

По многочисленным просьбам читателей мы решили продолжить своего рода презентацию, публикацию выдержек из книги Ю.М. Ермакова «От древних ремесел к технологиям будущего» (подготовленной, но, увы, еще не изданной) — на эту тему из области машиностроения, как наиболее затратной по всем слагаемым технологических процессов: сырью, энергии, трудоемкости, транспорту, надежности, долговечности.

Красной нитью в них проходит мысль, что конструкция и технология взаимосвязаны. Хорошая конструкция технологична, и наоборот, «некрасивая машина не полетит». Технологичность — своеобразный комплексный индикатор качества изделия в целом. В конечном же счете, все — взаимосвязано: человек, природа, машина, удовлетворение жизненных потребностей... И если последние предполагают рыбалку, купание в первозданной речке, грибы и лесной бор на окраине города, белок и дятлов даже на центральных улицах, то и цены на эти «услуги» должны быть заложены в технологиях, по туристскому прейскуранту. Именно тогда мы станем не туристами, а хозяевами у себя на родине, да и на всей планете.

Гармония не только красота, но и единство конструкции и технологии

Сравнение астрономических размеров гигантского молота и крошечных ручных часов невольно заставляет задуматься о существовании рационального начала в машиностроении, об общности законов механики при столь разительной несхожести механизмов (рис. 1) Все они, гиганты и малютки, нуждаются в запасе прочности, в надежности работы. В одних случаях это объясняется желанием повысить прочность, в других — придать

(70-летней давности) коэффициент запаса назывался коэффициентом незнания. Однако как бы его не именовали, он действует во-■ ■ ^Р^еки житейской поговорке «запас не тянет», и часто приводит к перерасходу металла и энергии, дополнительным затратам труда. Уменьшение массы требует времени, изящество конструкции — еще больших затрат времени и... риска: если машина сломается, спросят с конструктора. Но лишняя, ради запаса, масса конструкции крайне вредна. В тяжелом машиностроении она приводит к провисанию траверс

и балок, прогибу и потере устойчивости колонн и стоек под действием собственной силы тяжести; появляются трещины в корпусных деталях, «ползут» и безвозвратно деформируются точные узлы и блоки.

Не лучше обстоит дело и в легком ма

шиностроении, в приборостроении, в полупроводниковом и электровакуумном машиностроении. Сколько, к примеру, весит пустая колба обычной электрической лампы? А ножка (основание на цоколе лампы для крепления электродов) или штенгель (стеклянная трубка для откачки воздуха из колбы и крепления держателей накаливания)? Соответственно 15, 5 и 3 г — майский жук и тот тяжелее, но, заметим, летает сам; а деталь-пушинку подает на сборку железная рука с клещами, которая в тысячи раз превосходит по массе пустую колбу.

Другой пример. В откачных и заварочных машинах для электрических ламп червячное колесо карусели имеет зубья высотой 5 мм. Таким образом, для поворота карусели с силой 30...50 Н колесо имеет тысячекратный запас прочности. А сделать зубья поменьше как-то несолидно: реду-кторчик получится малюсенький, и если по нему подгонять остальные механизмы, то машина выйдет несоизме

римо малой по отношению к человеку. Работать на ней — все равно, что взрослому сидеть за партой первоклассника. Вот и конструируют узлы по антропометрическим требованиям — по размерам человека (рис. 2). При таких запасах на прочность опытные конструкторы предпочитают совсем не рассчитывать узлы: иначе расчеты спровоцируют автора на диспропорции машины.

В среднем машиностроении дела обстоят получше, но только с наиболее нагруженными и тихоходными узлами, а во вспомогательных механизмах и в быстроходных передачах скрываются немалые излишки материалов, резервы трудоемкости изготовления.

Строительство, с точки зрения экономии материалов, развивается более эффективно, чем машиностроение. На смену громоздким виадукам римлян пришли ажурные и невесомые вантовые мосты. Устойчивые иглы телебашен в десятки раз превзошли по высоте массивные, но все же падающие Невь-янскую. Бухарскую, Пизанскую башни. Высота Останкинской телебашни 536 м. Ее вершина раскачивается на 14 м. Если бы телебашню спроектировать по нормам общего машиностроения, то ее пропорции соответствовали бы Вавилонской, которая рухнула недостроенной, по-видимому, не из-за смешения языков, а под действием собственной силы тяжести

В условиях возрастающего дефицита материалов, истощения сырьевых ресурсов требуются научные рекомендации по прин

ципиально новым конструкциям как легких и малонагруженных узлов, так и чрезвычайно тяжелых, перегруженных собственной массой. Перед машиностроителями и технологами открываются необозримые возможности в совершенствовании конструкций, включая и опыт по предварительно напряженным деталям, материалоэкономным, оболочковым сооружениям. Гармония механизма — это не только красота, но и единство технологии и конструкции, в котором нет места излишествам

Используя память металла

Память присуща и неживой природе (рис. 3). Перегните плавно под прямым углом полоску фольги или плотной бумаги — получите тонкостенный угольник. Сожмите поперек любой

ТЕХНИКА-МОЛОД ЕЖИ 9 2 0 0 0

50