Техника - молодёжи 2009-01, страница 49
Прогноз 2020 Рис. 1 Эволюция строения шатуна от сосредоточенных масс - а; через распределённые и конечные массы - б, в; к неравномерной сеточной структуре - г; по типу костной ткани бедра - д неравномерную структуру, учащенную в местах действия наибольших сил <<р» и разреженную на менее нагруженных участках (рис. 1, г). Она, подобно неравномерной структуре костной ткани бедренной кости, равномерно распределяет напряжения по всему телу шатуна (рис. 1, д). Сам шатун приобрёл очертания бедренной кости, ещё раз подтвердив оптимальность живых конструкций. По телесной модели изготавливается пресс-форма -каркас из высокопрочных волокон, который затем пропитывается расплавом заданного металла. После минимальной обработки отверстий шатун готов. Наиболее сложная в литейном деле операция - изготовление моделей литейных форм, соответствующих конфигурации и размерам отливки. Их делают из дерева опытные мастера-модельщики. Современные компьютерные методы позволяют значительно упростить эту операцию. Спроектированный на компьютере объект в трёхмерном изображении, выращивается в готовую модель на установке с программным управлением. Жидкая полимерная композиция наносится тонкими слоями 0,1 - 0,2 мм последовательно по высоте детали и соответствующего сечения. Затвердевающие слои формируют пластмассовую модель отливки. Процесс занимает час вместо десятка часов ручного метода. После использования модель переплавляют в полимерное сырьё для других объектов, тогда как деревянную модель не превратишь снова в брус или доску. Интеллектуальные технологии производства заготовок превосходят традиционные и наглядно демонстрируют огромные резервы по экономии сырья, энергии и живой силы. Материалоэкономные и высокотехнологичные детали машин. Машиностаз Ещё одна перспективная заготовка - лента. Помимо высокой прочности, она обладает широкой универсальностью. Наиболее подходящими для изготовления из ленты деталями являются тонкостенные тела вращения, цилиндры, корпусы, станины. Особенно перспективны исполнительные механизмы: схваты роботов, отсекателгг, кулачки, заслонки. Полый вал, навитой из ленты, после установки на него зубчатых колёс и подшипников приобретает их высо- Схваты роботов: а и б - шарнирно-рычажные; в - упругодеформируемый; 1 - губки, 2 - вилка, 3 - шток гидроцилиндра В) Рис.2 кую жёсткость (рис. 2). Для его изготовления требуется загрузочно-навивочное приспособление и ножницы, а для сплошного вала - три станка: фрезерно-центро-вальный, токарный и шлифовальный. Трудоёмкость изготовления навитого вала в 15-20 раз меньше, экономия металла составляет 50-60%. Ещё более эффективны по металлоёмкости и трудоёмкости навитые корпусные детали, особенно гггдро- и пневмоцилиндры. Упругие механизмы преобразования движений тоже изготавливаются из ленты. Их отличает предельная простота и минимальная, на несколько порядков меньше подобных устройств, металлоёмкость. Ещё одним замечательным свойством упругих механизмов является отсутствие кинематических пар в поворачиваемых плечах. Традиционные шарнирно-рычажные схваты имеют призматические губки, установленные на осях корпуса руки; шарниры монолитной или рычажной вилки, соединённой со штоком пневмо- или гидроцилиндра (рис. 3 а, б). Упругодеформируемый схват для тех же целей выполнен из пластины толщиной 0,2 мм и, заменяя вышеуказанные детали, способен захватывать предметы в двукратном диапазоне размеров (рис. 3, в). Металлоёмкость по сравнению с шарнирно-рычаж-ным схватом, уменьшилась в 8000 раз, трудоёмкость -на два порядка. Такие фантастические резервы ждут будущее производство не на уровне нанотехнологий, а технологий обычного машиностроения. В будущем появятся и получат большое распространение узлы и механизмы, самоприспосабливающиеся к меняющимся нагрузкам, скоростям, температурам. Подобно тому, как в живом организме существуют системы саморегуляции, поддерживающие его нормальное состояние при переменных внешних и внутренних условиях, так и в адаптирующихся машинах кинематические, механические и конструктивные связи обеспечивают нормальный ритм работы при переменных внешних воздействиях. |
