О станках и калибрах - Страница 11

Для чего нужен был этот лес ремней? Оказывается, одна мощная паровая машина, скрытая где-то вне цеха, вращала с помощью приводного ремня всю систему валов, их называли трансмиссиями. А трансмиссии, в свою очередь, отдавали полученную энергию, посылая ее к станкам по ветвям таких же приводных ремней.

На длинном извилистом пути от единого источника — паровой машины — до рабочего шпинделя станка терялось много энергии. Очень много передаваемой энергии пропадало зря. Стоило произойти аварии где-нибудь на одном участке трансмиссии, — и вся линия станков выходила из строя. И наоборот, пуск в работу только одного станка требовал вращения всей трансмиссии со всеми ее шкивами. И тут терялось необычайно много драгоценной энергии.

Все же, несмотря на эти недостатки, паровая машина целое столетие безраздельно господствовала в промышленности.

Первая половина XIX века ознаменовалась важнейшим событием: в 1834 году крупнейший русский ученый, академик Б. С. Якоби изобрел первый практически пригодный электрический двигатель. Несколько десятилетии длилось его усовершенствование. В восьмидесятых годах прошлого века рабочие шпиндели станков завертелись от электродвигателя, питаемого электротоком от центральной установки, вырабатывающей электроэнергию, а еще через два десятилетия паровая машина стала терять позицию за позицией, уступая свое место новому двигателю, победно и прочно завоевавшему господство в цехах заводов и фабрик.

Это был второй переворот в промышленности и в то же время начало второго переворота в развитии станкостроения. Но сократился ли от этого путь энергии к станку? Исчезли ли джунгли приводных ремней? Нет, не сократился извилистый путь энергии и ее потери, не исчез лес ремней!

Победа над паровой машиной досталась электродвигателю легко. Новый двигатель оказался не только экономичнее, но и компактнее (занимал меньше места) и требовал гораздо меньшей заботы о себе во время работы. Именно эти неоспоримые достоинства электродвигателя и заставили машиностроителей предпочесть его паровой машине. Но в остальном все осталось по-старому.

Новый двигатель занял место старого, а вся система передачи энергии к станкам не изменилась. Попрежнему от одного мощного мотора через общие трансмиссии приводились в движение линии станков, а в этих линиях выстраивались десятки и даже сотни станков. Попрежнему все промежуточные звенья цепи передачи урывали для себя часть силовой энергии, отпускаемой электродвигателем. Попрежнему лес ремней затемнял цех и грозил опасностью неосторожному рабочему. И бывало, что вся энергия мощного электродвигателя расходовалась на работу одного станка.

А можно ли было устранить недостатки общей передачи энергии? Конечно, можно было! Но машиностроители и конструкторы станков не сразу учли природу электрической энергии и компактность электродвигателя. Первая из этих двух особенностей как бы говорила: «К чему вся эта громоздкая и прожорливая система трансмиссий, все эти шкивы и ремни, если электроэнергию можно передавать на расстояние по проводам?» Вторая особенность продолжала: «... а компактность электродвигателя и простота ухода за ним позволяют рассредоточить энергию единого мощного двигателя на несколько менее мощных и перенести их ближе, чтобы уменьшились потери в цепи передачи, чтобы проще и легче стало управление работой станков».

Вторая особенность была учтена раньше первой.

Единую трансмиссионную передачу разбили на несколько отдельных участков, обслуживающих небольшие группы станков. И каждая из этих групп приводилась в движение отдельным двигателем. Единый мощный электродвигатель «породил» несколько менее сильных двигателей, и эти двигатели «шагнули» в производственные помещения, поближе к станкам. С этого и началось «путешествие» электродвигателя к станку, которое длилось несколько десятилетий и о котором стоит рассказать.

От разделения единой трансмиссии на несколько отдельных участков лес ремней не стал реже. Но именно в этом разделении было заложено начало его исчезновения.

Все меньше и меньше становилось станков, связанных с одним двигателем. Все больше и больше приближался он к станкам. Наконец, пришло время, «когда только один станок обслуживался одним двигателем, его стали называть «индивидуальным» двигателем. Как же теперь передавалась к станку энергия движения? «Лес» ремней не исчез. Пожалуй, он даже не стал реже. Но теперь это уже был карликовый «лес».

Трансмиссия тоже стала «индивидуальной»: невысоко над станком устанавливался небольшой вал со шкивами — контрпривод. От вала двигателя к валу контрпривода взбегал бесконечный ремень привода и вращал шкив, а с другого шкива сбегал вниз другой бесконечный ремень и вращал соответствующий шкив станка. Опять энергия движения на своем пути к станку делала большой крюк, прежде чем приложить свою мощь к вращению шпинделя.

Зачем же нужно было делать этот крюк? Причина скрывалась в устройстве самих станков.

Конструкторы не успели приспособить станки к новому виду двигателя. У них не было «ворот» для непосредственного подвода электрической энергии к рабочим органам станка. Скрытно (под полом) добравшись к станку и «вынырнув» наружу в непосредственной близости от него, электроэнергия все же сворачивала с прямого пути: чтобы попасть в станок, ей приходилось идти по давно проторенной дорожке — через приводной ремень, вал контрпривода и шкив станка.

Но вскоре станкостроители переконструировали станки. Теперь их строили так, чтобы двигатель и станок, поставленные на общей станине, составляли одно целое. На таком станке вал двигателя уже где-то внутри всей машины вращал систему шестерен и промежуточных валов и через них приводил в движение главный рабочий орган — шпиндель станка. Отпала нужда в индивидуальной трансмиссии, или контрприводе. Наконец-то мотор вплотную приблизился к станку, стал частью машины. Лес ремней исчез.

Вместе с лесом ремней ушли из цехов темнота, грязь, опасность увечий. Цехи машиностроительных заводов стали просторными, светлыми, чистыми, и неровный резкий гул ременной передачи сменился однообразным шумом работающих двигателей. Но и на этом путешествие двигателя не закончилось.

Путь энергии к рабочему органу — шпинделю станка — стал значительно короче. Однако и здесь значительная часть энергии расходовалась на преодоление трения между соприкасающимися звеньями передачи: многочисленными шестернями, валами, маховичками. Этих звеньев было очень много. Энергию приходилось расходовать не только на вращение рабочего шпинделя, но и на другие движущиеся части станка. Так, например, в большом радиально-сверлильном станке, кроме сверла, приходилось передвигать тяжелую поперечину (подвижную часть станка, несущую сверлильную головку), приводить в действие масляный насос, обслуживать промежуточные передачи.

За всеми этими операциями, требовавшими внимания, времени, усилий, следил рабочий. Передаточные механизмы также поглощали часть энергии, отдаваемой двигателем.

Сделать путь энергии короче, уменьшить цепь передаточных звеньев и этим сократить потери энергии и улучшить работу станка — вот какие задачи встали перед станкостроителями. И тогда началось второе путешествие электродвигателя, но теперь уж не к станку, а по станку. Это значит, что двигатель стали пристраивать все ближе и ближе к рабочим органам станка.

Станкостроители сделали еще один шаг вперед: в конструкции сложных станков ввели не един, а несколько небольших электродвигателей. Один из них обслуживал рабочий шпиндель станка, а другие — отдельные его механизмы.

В том же радиально-сверлильном станке единый двигатель, дошедший было уже до самого шпинделя, «размножился» на четыре электродвигателя: один из них примостился непосредственно на рабочем шпинделе и вращал сверло, другой — у основания колонны станка приводил в движение насос для подачи жидкости, охлаждающей инструмент; третий — на верхушке колонны передвигал траверсу вверх и вниз, и, наконец, четвертый, под траверсой, закреплял ее в определенном положении и освобождал, когда нужно было ее передвинуть. В наши дни существуют станки, у которых число двигателей доходит до десяти. Каждый из них приводит в движение определенную работающую часть станка.