Техника-молодежи №7 2000 г
 
 
ГЛАВНАЯ
СОДЕРЖАНИЕ
ВПЕРЕД
НАЗАД

Рубрику ведет заслуженный изобретатель РСФСР, доктор технических наук, профессор Юрий ЕРМАКОВ

ГЕРАКЛЫ

(Продолжение. Начало в предыдущем номере.)

Посвящается 170-летию МГТУ им. Н.Э. Баумана, а также и 70-летиям МАИ, МЭИ, МАМИ, СТАНКИНа и других славных ветвей патриарха кузницы кадров

Продолжается Парад Победы

24 июня 1945 г Идет теплый летний дождь. Куранты отбивают четверть часа - 10 ч 45 мин. Торжественным маршем проходит перед Мавзолеем сводный полк 1-го Белорусского фронта маршала ГК. Жукова. Парадную колонну возглавляет генерал-лейтенант И.П. Рослый. Совсем недавно войска его корпуса, форсировав на полугписсерах Днепровской флотилии реку Шпрее в центре Берлина, добивали Гитлера в имперской канцелярии. Впереди полка - заместитель командующего фронтом, генерал армии В.Д. Соколовский, за ним - дважды Герои Советского Союза: командующий 2-й танковой армией С.И. Богданов, командующий легендарной 8-й гвардейской, до апреля 1943 г 62-й, армией В.И. Чуйков, командующий 1-й гвардейской танковой армией, генерал-полковник М.Е. Катуков.

За пехотинцами в пешем строе идут, сверкая обнаженными клинками, конники 1 -го Белорусского, за ними четко и безукоризненно следуют летчики, бесстрашно громившие врага с воздуха и в воздухе. Сводный оркестр исполняет марш авиаторов П.Германа на музыку Ю.Хайта «Все выше»: «Мы рождены, чтоб сказку сделать былью, преодолеть пространство и простор...».

На Красной площади появляются знамена частей Войска Польского, возглавляет колонну начальник Генерального штаба польской армии В.В. Корчиц. Тем временем пехотинцы 1 -го Белорусского фронта, спустившись по Васильевскому спуску, уже шагают по Москворецкой набережной. Солдаты поражены громадным стечением народа. Несмотря на дождь, москвичи с букетами цветов плотными рядами, вплотную к идущим шеренгам, стоят по обеим сторонам набережной и восторженно приветствуют победителей. «Услышав гул толпы, мы сразу подтянулись, подравнялись и, глядя перед собой, пошли, печатая шаг как на параде. Сильнее марша нас вознесло приветствие народа, букеты цветов, летевшие к нам, одобрительный гул москвичей, стоявших в проливной дождь. У нас по щекам катились слезы, которые сливались с каплями дождя».

Мы рождены, чтоб сказку сделать былью

Прошло 20 лет после победы. Старшекурсники МВТУ им. Н.Э. Баумана вместе с руководителем практики находятся в небольшом отгороженном помещении огромного шарикового цеха 1-го ГПЗ (Государственного подшипникового завода). Первенец индустриализации значился целью номер один геринговских люфтваффе (военно-воздушных сил). Главари рейха знали, что он, не считая крошку 2-й ГПЗ, - практически единственный в стране, который обеспечивает подшипниками всю движущуюся технику и самолеты Красной Армии. За стеной помещения грохочет шариковый цех, там работают глухонемые. Здесь же, где расположен прокатный стан, царит притушенный шум, обычный для механического цеха. На первый взгляд, агрегат казался неказистым и простым: два редуктора, два карданных вала к валкам с винтовой сферической канавкой, индукционная печь с толкателем для нагрева штанг, - пожалуй, и все (рис. 1, а). Но вот - включение. Из печи поползла оранжевая штанга. Винтовые ручьи закусили ее, и сразу же цепочка шаров полетела из-под бешено вращающихся валков. Трассирующие ядра описывали красную параболу и ссыпались в стальной ящик. Он наполнялся на тазах. Шаропрокатный стан, высота-то - метр с кепкой, оказался маленьким «кудесником» (а.с. № 160496, 1964 г.). Разработанный в 50-е гг. в ЦКБ металлургического машиностроения (с 1959 г. - ВНИИМетмаш) под руководством доктора технических наук, впоследствии академика А.И. Целикова, он украсил семейство деталепрокатных станов, использующих принцип поперечно-винтовой прокатки.

На наших глазах «кудесник» за пару минут прожевал пруток диаметром 50 мм. «Хватит. Накатали на три смены», - сказал мастер, выключая двигатель. Выяснилось, что за полсмены стан обеспечивает шарами цех на три смены - бешеная производительность...

Ну а что же наши извечные соперники - американцы? Нет, они отнюдь не дремали - переняли роторные технологии Л.Н. Кошкина. Фирма Rоtа-Fогд. Cогр., овладев ноу-хау, разработала штамповочную линию, которая состояла из трех роторов: одного - для разрезки прутка на шайбы и двух - для штамповки из них шаров. Но опоздали дяди Сэмы с техникой будущего. На 20 лет! Вот где мы их обогнали, как и обещал Н.С. Хрущев. Шаропрокатный стан в пять раз проще, в два раза меньше и вдвое производительнее роторной штамповки. И пока они будут нас догонять, мы уже освоим прокатку сложнопрофильных изделий, фасонных и ребристых труб, валов переменного сечения (а.с. № 573241, 1977).

Индусы же - не догоняли, но и не дремали. Один из них, обедневший раджа, купил Шаропрокатный стан на очень выгодных для нас условиях. Он сразу же поправил свое материальное положение, разбогател. По многочисленным заказам, лучше сказать, просьбам - умоляют, - катает за бешеные деньги шары широкой номенклатуры для шаровых мельниц, спецподшипников и даже для сувениров.

Прокатка начиналась с авиации - будущий академик два года учился на авиационном факультете МВТУ, одновременно работая слесарем. В те далекие 20-е гг еще не существовало авиационного института, инженерные кадры для бурно развивающейся авиационной промышленности готовило Училище. Именно в нем выпествованы наши выдающиеся авиаконструкторы и моторостроители, прошедшие войну и начало космической эры, - отА.Н. Туполева, В.М. Мясищева и С.П. Королева. А вот А.И. Целиков авиаконструктором не стал. Однажды, попав на металлургический завод, он вдруг проникся красотой горячего металла и почувствовал, что в металлургии тоже много «пленительно интересного». «Я стал конструктором по прокатным станам, а затем и по другим металлургическим агрегатам, - вспоминал академик в канун своего 80-летия (газета «Бауманец» 19 апреля 1984 г). - Эту область я полюбил также, как в свое время авиацию, и остался не только ей верен, но и стал ее патриотом».

Перейдя на механический факультет, Александр Иванович в 1925 г. поступает в Бюро металлургических и теплотехнических конструкций, ныне Стальпроект. Созданное в 1924 г. по инициативе В.Е. Грумм-Гржимайло, бородатого, седого патриарха пламенных печей, горячо влюбленного в свой Урал, - там Владимир Ефимович проработал почти 40 лет и переехал в Москву, по настойчивому приглашению Московской горной академии, лишь в 1924 г, - Бюро занималось проектированием и внедрением плавильных и нагревательных устройств для горячих цехов и металлургических заводов. Именно здесь молодой инженер Целиков получил закалку практикой, ни с чем не сравнимое удовольствие видеть плоды (а это громады!) собственного труда.

В 1928 г. он заканчивает МВТУ. В том же году умирает его наставник Грумм-Гржимайло, при котором началась реорганизация Бюро в проектный институт Стальпроект. А этому способствовал заслуженный успех и колоссально возросший объем заказов. Всего лишь за 4 года работы Бюро (из 40 человек) спроектировало более 400 различных печей и других агрегатов.

В 1930 г Целиков командируется в Германию на заводы Круппа для изучения прокатки специальных сталей. Двумя годами позже на тех же заводах практиковались И.Ф. Тевосян, будущий нарком черной металлургии, В.С. Емельянов, доктор технических наук, другие организаторы и руководители производства. Наши молодые кадры, до прихода Гитлера к власти, охотно учились у немцев тонкостям металлургического дела. Надо было торопиться - до мировой войны, признаки которой вовсю разгорались, оставались считанные годы. «Мы должны за десять лет пройти такой путь, на какой капиталистическим странам понадобилось сто лет; в кратчайший исторический срок догнать и перегнать передовые капиталистические страны», - эта задача индустриализации была поставлена И.В. Сталиным еще на XIV съезде ВКП (б), в декабре 1925г.

Броня и лента

Вернувшись из Германии, А.И. Целиков руководит строительством блюминга на Ижевском металлургическом заводе и после пуска работает там же начальником цеха блюминга. Блюминг - прокатный стан для обжатия квадратных и прямоугольных слитков - слово английское: Ыоom - цветок, Ыооming - цветение. Цветущий стан цветы-блюмы катает. Вот такое романтичное название громады на родине первой промышленной революции. Романтичное потому, что оранжевый от температуры слиток, бегающий взад-вперед под реверсируемыми валками, похож на полоску зари или на распускающийся алый цветок.

Но не до романтики было директору Магнитогорского металлургического комбината Г.И. Носову, получившему 23 июня 1941 г. распоряжение наркома И.Ф. Тевосяна освоить выпуск броневой стали и прокат из нее броневого листа. В Магнитогорске никогда раньше броневую сталь не варили, не было для нее и специальных электропечей. Опыт мировой металлургии предполагал двухкратный переплав стали. Однако уральские мастера нашли смелое решение - варить сталь в большегрузных мартенах прямым путем, минуя вторичный переплав. Ровно месяц спустя, 23 июля, из 185-тонной печи была выпущена первая плавка броневой стали - не зря В.Е. Грумм-Гржимайло творил теорию пламенных печей, а его монография «Металлургия стали» вошла в золотой фонд научно-технической литературы. Сталевар Дмитрий Жуков и мастер Егор Сазонов впервые в мире получили годную броневую сталь в таком огромном количестве. Далее из нее требовалось прокатать лист. На комбинате не было листопрокатного стана, были блюминги, и основное богатство - люди, уральцы, легендарные мастера, которые горазды на смекалку, смелы в неординарных решениях. 18 июля заместитель главного механика Н.А. Рыженко предложил катать броневые листы на блюминге. Многие поражены, возмущены: раскатывать болванки в лист - это тебе не в брус. Блюминг не выдержит! Докладывают наркому... Спрессуем 240 ч напряженного труда в одну строку: именно 28 июля на переоборудованном блюминге были прокатаны первые броневые листы. И блюминг выдержал! Комбинат за фронтовую неделю поставил два мировых рекорда. Такая технологическая победа в тылу равноценна выигрышу крупнейшего сражения на фронте.

Одно из первых 150 изобретений А. И. Целикова тоже связано с прокатом, но не листа, а ленты. Совместно с А.А. Сарычевым он подал в 1936 г. заявку, и через год получил авторское свидетельство № 52369 на «Прокатный стан типа Стекеля». Суть дела в том, что в лентопрокатных станах рабочие валки выполняют малого диаметра, значительно меньшего, чем в листопрокатных, не говоря о блюмингах и слябингах. Это позволяет в квадратичной степени повысить контактные давления, столь необходимые при прокате ленты, а для того, чтобы валок не прогибался от большой нагрузки, его опирают на массивный вал - вращающуюся опору. Так вот, Стекель, - кто ж теперь помнит того немца, как и сотен тысяч других изобретателей всяких деталей-механизмов, - предложил установить рабочий валок 1 не строго по межосевому расстоянию опорных валков 2, а с небольшим смещением «е» в сторону набегающей ленты 3 (рис. 2,а). Это повысило надежность и усилие захвата ленты, но это и уменьшило технологические возможности - стан уже не мог вести реверсивную ее прокаткуПосле каждого пропуска необходимо было для следующего обжима ленты переставлять тянущий барабан в позицию подающего. Все это значительно увеличивало время между проходами. Наши не побоялись усложнить стан - добавить к паре рабочих валков еще одну такую же пару и установить их во вкладышах 4. Под-пружиненные вкладыши отжимались в сторону движения ленты, приподнимая неработающие валки и сближая тянущие. Стан заиграл в две руки: без перестановки барабанов катает ленту левой рукой (красным цветом выделены работающие валки), когда она идет вправо; и правой - когда влево. Валки, за счет самоустановки, автоматически дожимают толщину ленты до предельно минимальной.

Такая игра понравилась бы знаменитому режиссеру К.С. Станиславскому, точнее фабриканту Константину Сергеевичу Алексееву - новатору и ударнику канительного капиталистического труда, владельцу со Товариществом золотоканительной московской фабрики с 1894 по 1917 г Прошло 15 лет. Развитие техники и технологий преобразило идею смещенных валков в многоэтажные конструкции - многовалковые станы, - да, стремителен прогресс. Представьте себе цирковых эксцентриков, катающихся на роликовых досках - пирамиду из пяти-семи гимнастов, выстроившихся по вертикали и горизонтали. Дух захватывает: того и гляди, развалятся ребята! ан нет, все-таки держатся, мечутся из стороны в сторону, пока, не устав, дружно не спрыгнут на арену под дружные аплодисменты дрожавших от страха сердец.

Так и в стане для прокатки тончайшей ленты: рабочая клеть - массивная рама - несет в себе восемь разнокалиберных валков, расположенных симметрично относительно вертикали: два рабочих - малого 1 и большого 2, и шесть опорных (рис. 2,6). «Для чего огород городить?», - задастся вопросом любознательный читатель, прослышав, что и поболее, с двадцатью валками, встречаются клети. «Чтоб равномерной тоньшину тончайшей ленты держать», - ответит огородник-прокатчик. Оказывается, при супермалых толщинах даже массивные опорные цилиндры, «а ля поз. З», не помогают. Хилые рабочие валки 1 - а малый их диаметр, как мы уже говорили, необходим для концентрации давления на бегущий «продукт», - умудряются прогнуться и на спине толстяка 3. Лучше одного толстяка оказалась симметричная парочка тонких опорных валков 4, устроившихся на спине опоры 5 первого этажа, да еще оперевшихся по бокам на кольцевые наборы 6. О-о-о! Именно в них суть изобретения А.И. Целикова с А.А. Королевым и А.В. Третьяковым (а.с. № 100258,1955). Оказывается, из трех роликов набора, установленных в игольчатых подшипниках на оси 7, центральный сидит на ее эксцентричной шейке. При повороте оси за квадратный хвостовик эксцентрик выдвигает центральный ролик относительно боковых, вызывая тем самым обратный прогиб опорного валка 4. Он-то и компенсирует встречный прогиб от рабочих усилий прокатки. Вся эта тесная компания 4...7 уютно устроилась на подушке 8 клети и самоустанавливается при стремительном течении ленты и изменяющемся контакте этажерки валов.

С этой роловой этажерки началось развитие отечественных 20-валковых станов ВНИИМетмаша для прокатки тончайшей ленты из прецизионных сплавов. В 5 микрон толщиной, тоньше микроба, она пользуется большим спросом в электронной промышленности. К 1983 г. в стране работало 13 таких станов (модель 160). Чтобы подчеркнуть их уникальность, укажем еще ширину ленты - до 120 мм; отношение ее к наименьшей толщине составляет 24 ООО! Если перевести на ощутимые нашим органам чувств размеры, то при толщине в 1 мм ширина ленты будет 24 м. Шведы, те самые, которые заслуженно похваляются своей сталью, которые одними из первых в мире начали катать ленточную сталь (1883 г.) на Сандвикенском металлургическом заводе, смогли освоить микротолщины лишь в 70-е гг., на 20 лет позже нас. От восторга этими рекордами сердце замирает, невольно представляется сцена в гоголевском духе - такой, тончайшей души и эмоциональный от природы человек, непосредственно причастный к производству лент и нитей, как К.С. Станиславский, встает из гроба на Новодевичьем кладбище в Москве и протягивает А.И. Целикову Золотую медаль («Гран-при») Всемирной промышленной выставки 1900 г. в Париже. («Гран-при» была удостоена его золотоканительная фабрика.) Как эстафету, передает ее он академику спустя 70 лет: «Возьмите, Александр Иванович, в знак признания Ваших заслуг. О таком размахе работ, о таких достижениях мы могли только мечтать!».

24 июня 1945 г. Продолжается парад Победы. На марше сводный полк военных моряков во главе с героем Севастополя вице-адмиралом В.Г Фадеевым. Идут североморцы. Под бело-голубым флагом - Герой Советского Союза, капитан 2-го ранга В.Н. Алексеев. Торпедные катера его дивизиона потопили 26 немецких кораблей. Проходят балтийцы, черноморцы, герои Дунайской и Днепропетровской флотилий, доплывшие до Вены и Берлина.

11 ч 15 мин. Внезапно смолкает оркестр. Раздается резкая дробь барабанов. Двести советских воинов несут склоненные к земле вражеские знамена. В 1941 г гитлеровцы готовились пройти под ними по московским улицам, Красной площади. Сейчас все взоры устремлены к необычной колонне. Поравнявшись с центральной трибуной, победители останавливаются, делают поворот вправо и бросают фашистские знамена на мостовую, к подножию Мавзолея. Таков бесславный конец разбойничьего похода на Восток.

Прохождение войск действующей армии закончено. На Красную площадь вступают части Московского гарнизона.

Пушки и трубы

На параде боевой техники большое впечатление производит тяжелая артиллерия. Огромные орудия провозятся по частям на нескольких машинах. На стволах орудий - звезды, указывающие, сколько крупных целей уничтожено. На стволе одной из пушек - 25 звезд. Ее боевой путь начался под Сталинградом и завершился в Пруссии. Советские инженеры и рабочие превзошли немецких в орудийном деле. Самая сложная операция в изготовлении стволов - нарезание винтовых канавок. И чем больше калибр орудия, тем длиннее винтовая нарезка, тем труднее ее выполнить, ибо длина ствола соответствует 30 калибрам, а дальнобойных и корабельных пушек - 60.

Накануне Курской битвы,7 июня 1943 г, А. И. Целиков и М.Х. Водовозов предложили накатывать внутренние канавки стволов и толстостенных труб (а. с. №63743,1944). Способ осуществляется на цепных волочильных станах. Обрабатывающими инструментами являются ролики 1, установленные в сепараторе 2 (рис. 3). Ролики базируются на оправке 3 с винтовыми канавками, соответствующими наклону канавок ствола 4. Ствол устанавливается на центрирующие опоры (призмы) 5 перед волочильной доской 7 и упирается в нее через промежуточную втулку. Оправка же проходит внутри неподвижной гайки 6, для возможности вращения, и через упорный подшипник соединяется с кареткой 8 цепного привода. Длина оправки втрое больше длины ствола. После установки на нее роликового сепаратора (перед дульным срезом), каретка зацепляется с цепью и тянет оправку, заставляя перемещаться ролики. При прохождении ими всей длины, каретка расцепляется, и ствол с накатанными канавками снимают с опор.

Время обладает удивительным и обвораживающим свойством - быстротекучестью. «Давно ль оно (минувшее) неслось событий полно, волнуяся как море-океан, а нынче же все тихо и спокойно...». Память-машина времени - с фантастической быстротой приближает события славные: Победу, стремительное восстановление народного хозяйства после Великой Отечественной войны, наш космос в 50 - 60-е гг. ... и не хочет показывать вчерашние дни развала и унижения страны. У историков аппарат времени на порядок больше. Известный писатель В.С. Пикуль говорил, что для него Киевская Русь совсем рядом: «Что такое 1000 лет? 20 поколений по 50 лет. Сын - отец - дед - прадед, и вот уже ты с ним, в начале XIX века. Но более всего любим мною XVIII век, потому что я его лучше изучил».

Нами же больше всего любим XX век. Его героями стали не цари и князья, а народы первого в мире социалистического государства, показавшие, на что способен освобожденный от рабства труд. 75 лет назад будущий академик А. И. Целиков выбрал путь прямого объединения науки и производства машин. Закономерно: когда в год Великой Победы, по распоряжению Государственного комитета обороны, было создано Центральное конструкторское бюро металлургического машиностроения (ЦКБММ), руководителем его стал профессор Целиков. Начинал коллектив с разработки нового блюминга. Главным изготовителем стал гигант 1-й пятилетки Новокраматорский машиностроительный завод - завод заводов. С ним в дальнейшем, вплоть до раздела страны в 1991 г, будет тесно связана деятельность ЦКБММ (ВНИИМетмаша). Блюминг был пущен на Руставском металлургическом заводе, а затем такие же гиганты, мощностью в 17тыс. кВт, заработали на заводах Болгарии, Польши, Румынии. Великолепно было начало плодотворного пути ВНИИМетмаша. Еще величественнее были дальнейшие дела. В изобилии принципиально новых разработок особое место занимает поперечный прокат профильных изделий. Какие же чудеса можно творить двумя-тремя валками!

Понаблюдаем сверху, с мостика оператора, за работой автоматической линии поперечно-клиновой прокатки валов электродвигателей (а. с. № 656720, 1979). Вот из магазина заготовок - на рис.4 он полностью не вместился - поползла по желобу стальная штанга 1 в нагревательное устройство 2 - индуктор круглого сечения (заметим, наше советское изобретение, В.П. Вологдина, см. «ТМ», № 3 за 2000 г). С вращающихся роликов штангу принимают клещи механизма подачи. Мы видим, как передний участок штанги засветился оранжевым, потом светло-желтым цветом - нагрелся до температуры 1100° - 1200°С, - принимай валки 3 свою добычу. Клещи подают штангу в рабочую клеть сразу на всю длину изделия и останавливаются. Валки прокатывают заготовку за один свой оборот, сами отрезают, и сами же выталкивают поостывший темно-вишневый вал 4 электродвигателя на выгрузочный транспортер 5. По нему вал «проплывает» дальше на чистовую доработку. А в это время клещи уже заталкивают в клеть следующий разогретый до белого каления участок штанги. Валки накатываются на него, как валы прибоя, и, покатав как щепку, откатываются, выбрасывая на привалочный транспортер обновленную деталь. И так непрерывно, пока не пережуют всю штангу на ступенчатые валы двигателей. А вот уже и конец ее исчезает в индукторе. Об этом сигналит фотоэлемент - наше изобретение столетней давности, А.Г. Столетова. Счетный механизм, знающий, сколько длин будущих валов размещается в индукторе, командует периодичностью подачи клещей. А периодичность хода - 15 с, 6 тыс. валов в сутки, свыше 2-х млн валов электродвигателей в год! Принимай родина тяжеловесный подарок. Народнохозяйственный эффект от внедрения линии приведен в заключительной фразе описания а.с. № 656720 - около 1 млн рублей, тогдашних, настоящих. Миллион долларов, считай, 50 центов с каждого вала. Еще чудесней поперечно-клиновая прокатка полых ступенчатых валов (а.с. № 633653, 1978 г). Заготовкой в этом случае служит труба. Ее отрезок, попав между клиновыми валками 1, раскатывается на оправках 2, заводимых в заготовку с двух сторон (рис. 4, б). В исходном положении оправки соприкасаются торцами (обозначены штрих-пунктиром), а по мере вращения валков и внедрения клиньев в металл, разводятся в противоположных направлениях - синхронно с вращением валков. Этот способ нашел свое применение при прокатке полых валов 3 диаметром от 10 до 60 мм с толщиной стенки 6-15 мм, велосипедных втулок, а затем и полых вагонных осей. На роднохозяйственный эффект, с учетом экономии металла, превышает 1 млн руб. (в ценах 1978 г).

Непрерывность - это качество

Философия - удел зрелых людей. Для нее необходим жизненный опыт, богатство фактов, пытливый и созидательный ум. Проходит время, и приходит час размышлений, обобщений, философствования. Ученые, творящие на производстве, сначала формулируют законы развития машин и технологий, а потом уже от них идут к социальному развитию общества. Вспоминаю академика Л.Н. Кошкина. Практик в 1962 г и философ в конце жизни, в 1992-м. Певец роторных машин и линий, он видел в них технику будущего, позволяющую добиться изобилия товаров потребления. Под термином «роторный» Лев Николаевич подразумевал непрерывность операций обработки. Он привнес эти «роторные» принципы во все отрасли народного хозяйства: сельскую, перерабатывающую, строительную, металлургическую, химико-фармацевтическую, медицину... (см. «ТМ», № 6 за 2000г.).

Иной подход у академика - прокат.., нет, шире - металлурга А.И. Целикова. Не отрицая места и роли роторных машин, вон ведь и в литейном деле они служат для разливки металла в кокили (металлические формы), Александр Иванович понимал под непрерывностью неразрывность процесса получения изделия. Пошел брус из машины непрерывного литья - закончит же он свой путь в виде готового продукта: профильных балок, рельсов, фасонных труб, колец подшипников.

Но любимое детище академика - поперечно-винтовая прокатка. Какие только профили не научились катать наши металлурги! Первыми в мире. С шаров мы начали рассказ. Сложнее катать прутки и трубы переменного сечения (рис. 5). В этом случае валкам 1 сообщают радиальный ход от гидравлического (а.с. № 84905, 1950 г) (рис. 5, а) или механического привода (а.с. № 89698,1951 г.). А вот вам 1 всем хорошо известное сверло. Его винтовые перья образованы канавками сложной формы. И хитрой, добавим; полторы сотни лет изощрялись изобретатели в поисках оптимальных углов резания. Сколько же возни было в старину недавнюю с обработкой этих канавок и спинок на фрезерных станках! Сложные фасонные фрезы, низкая их стойкость: как-никак, обрабатываемый материал - инструментальная сталь; еще-делительное приспособление, невысокая жесткость. И вдруг.. Всю эту «зубную боль» в массовом производстве сверл, как рукой, сняли прокатчики. Точнее, двумя парами рук; говоря техническим языком, парами профильных сегментов. Нагретая заготовка 1 подается между ними 2, синхронно вращающимися под углом винтовой канавки (рис. 5, б). Одна пара профилирует сии канавки, другая - спинки и ленточки перьев.

ППП (продольно-поперечный прокат) на два порядка превзошел по производительности старое доброе фрезерование. Еще удивительнее - будто древоточец ходы точил - казались винтовые каналы в перьях для охлаждающей жидкости. «Как их получают?» - спрашивают у меня студенты после экскурсии на Московский комбинат твердых сплавов. Там шведы показали им образцы современных режущих инструментов, в том числе и сверл.(Увы, наш комбинат, стараниями горе-реформаторов, теперь принадлежит шведской инструментальной фирме Сандвик Коромант.) «А вы бы спросили шведов?». - «Отмалчиваются, говорят, что винтовые каналы - их ноу-хау. - «Как их?! Понятно. Погибли; как швед под Полтавой... Это надо же: способ, разработанный в нашей стране, стал для нас секретом!». Ноу-хау с английского переводится «знаю как». Знать бы как. А ларчик, по предложению инженера П.Я. Овчинникова, просто открывался. В цилиндрической заготовке высверливались два продольных отверстия. Затем она прокатывалась в сверло, и вместе с перьями завивались просверленные отверстия. Нашему способу скоро полвека будет (а.с. № 110871, заявлено в 1952 г). Он был освоен в начале 50-х гг на Московском заводе режущих инструментов «Фрезер» им. М.И. Калинина. Впервые в мире.

Четверть века спустя во ВНИИМетмаше был разработан способ проката спиральных буровых штанг с осевыми каналами малого диаметра (а.с. № 694263, 1979). Операцию сверления заменила прошивка прутка в горячем состоянии (1200° -1250°С). После редуцирования (обжатки) и прокатывания в винтовых калибрах, метровый пруток превращался в 6-метровую буровую штангу с центральным каналом (для подачи бурильного раствора).

Как пекарь-виртуоз играючи раскатывает тесто в плеть, перебрасывает его с руки на руку, растягивает и снова сбивает (редуцирует) в плотный валик, так и автоматизированный агрегат из двух печей и трех станов (прошивного, редукционного и формовочного) формирует горячее тесто марки У8 - высокоуглеродистую, марганцовистую, с добавкой 5,4% вольфрама, сталь в винтовую штангу диаметром 38 мм, высотой витков 8 мм. И что удивительно: на всю длину 6 м проходит осевой канал диаметром 3,8 мм! Вдумайтесь: длина канала более чем в 1500 раз превышает его диаметр! Попробуйте просверлить такое отверстие. Не удастся. Даже пушечным сверлом. Вы помните, что длина стволов дальнобойных орудий достигает 60 калибров (диаметров), ну, пусть, 100, 150 - сверхдальнобойная немецкая пушка «Колоссаль», стрелявшая с расстояния 115 км по Парижу в 1918 г., имела 34-метровый ствол. Но 1500! Это могут сделать только русские прокатчики - руссишен вальцер, рашен роллер.

Много, очень много еще хочется рассказать о наших героях-прокатчиках, а А.И. Целиков - дважды Герой Социалистического Труда, но замглавред «ТМ» выразительно напомнил о запланированном объеме статьи... А потому перехожу на телеграфный стиль: лишь за счет повышения производительности бурения на 20% и увеличения в 2 - 2,5 раза стойкости бурового инструмента годовой эффект прокатного агрегата составляет 1,5 млрд долларов. Такой же доход приносит снижение трудоемкости буровых штанг и увеличение их выпуска.

Из 9 принципов перспективного развития машиностроения - технической философии А.И. Целикова выделю 3 суворовских: «Быстрота, смелость, натиск». Быстрота - это непрерывность; смелость - принципиальная новизна; натиск - ресурс и надежность машин. Каждый из этих принципов скрывает монблан взаимосвязанных фактов. Вот как поясняет сам Александр Иванович непрерывность: «Непрерывность - это качество». А качество он выводит несколько неожиданно: «в резерве деталей машин - 9/10 прочности»; понимай, в 9 раз можно уменьшить металлоемкость изделия, обеспечь только качественный металл (без пороков структуры, концентраторов напряжений). Все это дает прокатка - уплотняет структуру, заваривает раковины и микротрещины, выправляет текстуру. И чем тоньше прокат (изделие), тем он прочнее, ибо с уменьшением толщины равномернее деформируется и уплотняется металл. К тому же прокатка - самый высокопроизводительный способ производства. Трубопрокатные станы катают трубы широкого ассортимента со скоростью 12 м/с; листовые станы - листы со скоростью 20 м/с; проволочные станы - проволоку со скоростью 30 и 45 м/с (на Енакиевском заводе): 160 км/ч, быстрее курьерского поезда! А раз металлургическое оборудование является самым скоростным, самым прогрессивным, самым экономичным, то почему бы по его схемам не строить металлорежущие станки? Еще проще: минуя механическую обработку, сразу выпускать готовые и на порядок прочнее детали?

Наши изобретатели так и поступают. По схеме поперечно-винтового проката разрабатывают автомат и инструмент поперечно-винтового точения - ПВТ (а.с. № 395187,1973; №465275,1975; № 1060347, 1983). Автомат прост: шпиндельная бабка 1 для вращения и подачи фасонной трубы 2 - заготовки на десятки колец, винт 3 продольной подачи, фасонная червячная фреза 4, опорный ролик 5 и загрузочное устройство 6 трубы из накопителя в шпиндель бабки (рис. 1, б). Автоматическая линия комплексной поперечно-винтовой обработки включает металлургическое и металлорежущее оборудование: нагревательную печь 1, прокатный стан 2, ПВТ-автомат 3, электропечь 4 для нагрева обточенной трубы, закалочную ванну 5, бесцентровошлифовальный абразивным червяком автомат 6 и, наконец, отрезной круг 7, разделяющий фасонную трубу на подшипниковые кольца(рис.1,в).

Неразрывный технологический процесс, благодаря металлургическому оборудованию, скачком повысил эффективность механической обработки за счет уменьшения припусков, нагрева заготовки и повышения режимов резания в 3 раза. На линии обеспечивается единство базы обрабатываемой заготовки, подобие инструментов и единство транспортной системы. Все это значительно упрощает производство, обслуживание и переналадку станков, сокращает время и затраты на транспорт.

Перспективен союз прокатки и резания. Все еще впереди.

Р.S. Дважды Герой Социалистического Труда, лауреат Ленинской премии и трижды лауреат Государственной премии, кавалер золотой медали им. Ломоносова АН СССР, академик А.И. Целиков (1904 - 1984) долгое время возглавлял научно-производственное объединение ВНИИМетмаш. Под его руководством было разработано уникальное оборудование, в десятки миллионов раз более могучее, чем мифический герой Геракл. Ныне же гремевший на весь мир ВНИИМетмаш влачит жалкое существование - в основном, сдает свои помещения в аренду.

Окончание следует.


Рисунки Михаила ШМИТОВА

на предыдущую страницу к началу этой страницына следующую страницу