Детали машин и нашей жизни
Детали машин и нашей жизни
Дьявол всегда прячется в деталях
(народная примета).
Детали машин – очень важная наука для любого инженера, а не только инженера – механика. Она дает ключ к пониманию любых механизмов, которые всегда состоят из деталей, и которых все больше появляется в нашей жизни. Ну, например, – автомобиль. Чем отличается старый автомобиль от нового? Большинство сразу подумает о поврежденном бампере, ободранной краске, разбитых подфарниках, проржавевших крыльях. Все так, но это не главное. В старом автомобиле нарушены (обычно – увеличены) допуски и посадки сопрягаемых деталей. Вырастают зазоры в подшипниках, изношенные поршни и клапаны пропускают газы, болтаются рулевые тяги, невесело гудят шестерни коробки передач и гремит крестовина кардана. Это и есть главная причина старости. Как у человека. Не оттого старый, что лицо морщинистое, а оттого, что износилось великое множество мелких взаимодействующих деталей.
Мы можем подлечить машину, заменив некоторые узлы. Но эти узлы и детали должны быть взаимозаменяемы, то есть, изготовлены с нужной точностью и допусками. Бесчисленные резьбы, винтики-гаечки, тоже должны подходить к нужным деталям. Общая наука всех этих подробностей – детали машин. В науку, кроме технических подробностей, входит также идеология всех устройств в целом, чтобы за отдельными деревьями можно было увидеть лес.
Курс деталей машин нашему потоку читал профессор Сахненко, личность яркая и неординарная даже для КПИ. Говорил он в нос довольно противным и гнусавым голосом, что позволяло легко его копировать даже начинающим Галкиным. Но, что говорил!
– Здесь нужен зазор – что-нибудь – два-двадцать миллиметров (??!! – ничего себе колебания!). На стягивающий болт надо установить гайку и контргайку. Все малограмотные недоросли, вроде вас, устанавливают контргайку вдвое тоньше гайки, хотя если напрячь ваш орган мышления и вспомнить эпюры нагрузок резьбы, то становится понятно, что все надо делать наоборот. Нагрузки – знакопеременные, поэтому под гайку надо поставить упругую шайбу…
– Шайбу Гровера, – бурчу тихонько про себя, сидя ряду в десятом. Непостижимым образом Сахненко услышал мое бурчание и разражается тирадой:
– Гровера, Гровера… А может эту шайбу изобрел Максим Козолупов? Лично я постеснялся бы ставить свою фамилию под таким пустяковым изобретением…
Горестное отступление. Тирада Сахненко имеет глубокие политические корни. Уже несколько лет мы боремся с «низкопоклонством» перед Западом на тему «Россия – родина слонов». Откапываются старинные папирусы, которые неизменно доказывают, что все было придумано и изобретено у нас, в России, читай – в СССР. Во всех технических вузах учреждены кафедры истории техники, ее речистые профессионалы пишут и защищают «на ура» пухлые диссертации на эту тему. Пробуждение национального самосознания – полезное дело. Беда в том, что мы всегда действуем по гениальному рецепту великого Мао Цзе Дуна: «Чтобы выпрямить палку, ее надо перегнуть». Перегибаем так рьяно, что народ отвечает смехом и массой анекдотов, соответственно кампания достигает цели «с точностью до наоборот». Особенно следует сказать о «борьбе с низкопоклонством». Мы клеймим позором «буржуазную лженауку», «продажную девку империализма» – кибернетику. Спустя пару десятилетий с удивлением обнаружим, что весь мир говорит на английском и работает на американских компьютерах с японскими дисплеями и принтерами. Удивительное состоит в том, что грядущие исследователи действительно обнаружат ранние прозрения отечественных ученых и Кулибиных по этой тематике. Просто их очень своевременно затюкали, заклеймили, не дали ходу, а некоторых даже осудили за что-нибудь банальное. Вчера прочитал в «Аргументах и фактах», что изобретателя перфторана – «голубой крови», молодого профессора Феликса Белоярцева, обвинили в воровстве спирта и довели до самоубийства еще в конце 70-х годов уже прошлого века. Американцы, затратив много денег, до сих пор не могут синтезировать этот чрезвычайно важный заменитель крови, и их дипломаты флакончиками вывозят из России драгоценный продукт. Сам же продукт производится у нас полуподпольно, в мизерных количествах, хотя он мог бы обогатить Россию не меньше, чем Бил Гейтс Америку. В конце концов, Америка сделает свою «голубую кровь» – были бы деньги, – и опять завоюет ею весь мир. Так уже было с лазерами, космосом и еще кое с чем. За державу, понимаешь, обидно…
Первый курсовой проект по деталям машин – редуктор; чтобы его рассчитать и вычертить, надо знать уже очень много. Тем не менее, приходится не вылезать из справочников по нормалям. Скажем, по расчету вал получается диаметром 53,5 мм. Такие валы в природе не бывают: ни один подшипник к ним не подойдет. Надо знать ГОСТы и нормали с рядами чисел и выбрать ближайший диаметр. Готовый редуктор вычерчивается в масштабе, с разрезами, в нескольких проекциях. Некоторые вычерчивают его в аксонометрии с вырезанной четвертинкой. В аудитории кафедры деталей машин висят сделанные студентами безупречные аксонометрические (пространственные) чертежи сложнейших устройств в разрезе, рядом с которыми всемирно знаменитый «Черный квадрат» Малевича покажется забавой, выполненной дитем, сидящим на горшке.
Абстрактное и совершенно дилетантское отступление на тему живописи, музыки и даже скульптуры. Кстати, на мой взгляд, если уже наделять мистическим смыслом нарисованный абсурд, то лучше брать картины Сальвадора Дали: они, по крайней мере, имеют безукоризненно изображенные детали, указывающие, что их изготовитель владеет мастерством художника, а не только разметчика квадратов. При этом я не считаю себя совершенно чуждым абстрактному искусству: я понимаю «Поэму экстаза» Скрябина, кошмарный хаос «Герники» Пикассо, иррационально тупую тяжесть и боль памятника жертвам Хиросимы, «чрезвычайную» моральную устойчивость коня и всадника Александра III работы Паоло Трубецкого. (В характеристиках наших времен люди делились на морально устойчивых, морально устойчивых чрезвычайно и морально подвижных).
В Киеве, в году примерно 1951-м, состоялась выставка современных художников, куда мы забрели совершенно случайно. Среди всяких разных картин, одна меня просто поразила. Это была картина Лактионова, кажется, она называлась «Новая квартира». Сюжет там был банально-парадный. В новую квартиру, из окон которой просматривались, кажется, московские высотки, въезжала семья в составе матери, дочки, мальчика и Шарика. В руках у семьи был фикус, портрет Сталина и еще что-то. На всех лицах, в том числе собачьем, выражение восторга. (Это был «сталинский» дом; восторг новоселов легко поймут новоселы последующих «хрущевок»). Сюжет, каких тогда были тысячи. Поражало другое – техника живописи. Все детали были выписаны так точно и подробно, что казались стереоскопическим снимком с большим разрешением. Детали хотелось рассматривать в лупу, чтобы увидеть еще больше… Я знаю эффект картин импрессионистов: если отойти и посмотреть одним глазом через дырку в кулаке, то картина становится стереоскопической и насыщенной воздухом. В картине Лактионова этот эффект был виден невооруженным взглядом без всяких ухищрений и с любого расстояния. Возле картины толпился, восхищался и спорил народ, наскоро пробегая возле полотен маститых и заслуженных. В книге отзывов большинство их было посвящено именно этой картине. Некоторые отзывы были очень резкие: Лактионова обвиняли в «фотографичности» (никто тогда не обвинил его в «лакировке действительности», что было очевидно). Подавляющее большинство зрителей просто разными словами восхищались картиной. Восторженный учитель из Николаева объявил картину лучшей из созданных когда-либо человечеством!
Изложил свое непросвещенное мнение на сих скрижалях и я, дилетант. Я считал, что тщательная проработка деталей в проекте не может затемнить смысла проекта, если он там есть. А те, которые пишут крупными мазками, возможно, просто не умеют так прорисовывать детали или боятся трудоемкости этого процесса. Конечно, нарисовать линейкой черный квадрат – гораздо проще. Возможно, автор квадрата проделал титанический умственный труд, прежде чем взяться за линейку, но результат меня не впечатляет до сих пор.
Сейчас, в 21 веке, у меня есть знакомый скульптор, который в бронзе изображает любовь женщины и всякие страсти-мордасти в виде изогнутых торсов и ног. Отливают бронзу ему очень скверно, и я завариваю десятки раковин на отливках, заодно постигая тайны искусства. Заваривая химеру из двух сиамских торсов, я задал художнику невинный вопрос:
– Саша, почему ты отливаешь только торсы без головы и только начала рук и ног? (Этим словом я деликатно постарался заменить точное слово «обрубки»).
– Н. Т., это же страшно медленное и трудоемкое дело. И не всегда получается… Вы ведь знаете, что никто не смог приделать руки Венере Милосской…
Точнее было бы сказать: всегда не получается… Я уже сотрудничал с «отливщиками скульптур» – назовем их так. В пору первоначального накопления капитала в наше веселое время, эти ребята брали из музеев (Эрмитажа и Русского) миниатюрные скульптурки дев, удерживающих подсвечники в виде факелов, или кувшины с истекающей водой, и, непростым методом выплавляемой восковой модели, отливали по ним крупными сериями аналоги, которые продавали. Я исправлял дефекты литья на этих «аналогах» и хорошо с ними познакомился. На бесподобно изящных подлинниках драгоценные застежки удерживали невесомые прозрачные накидки, драпирующие живое теплое тело, тонкие черты лица показывали радость или смирение. На новоделах-копиях все детали точно соответствовали подлиннику. Отсутствовал один пустяк: жизнь.
А вот черных квадратов можно изготовить миллион абсолютно идентичных: достаточно точно замерить размеры, подобрать холст и краску, потому что значение подлинника – иллюзорно и сохраняется в нашем сознании, только благодаря разъяснениям «знатоков искусства». Кстати, черный круг был бы еще более таинственным: в нем вообще не за что уцепиться, поэтому объяснить можно все…
С Колей Леиным мы свои редукторы делали параллельно. Казавшееся сначала чрезвычайно сложным задание, во второй раз выглядит простым и понятным. Если быстро считать и чертить, то работу можно сделать за один вечер. Я уже писал, что второй и третий редуктор мы проектировали «на сторону», чтобы заработать…Проект одного редуктора стоил 60 рублей, что по тем временам было весьма приличной суммой.
Еще одно неуместное отступление. Прочитал недавно статью в газете о том, что у нас процветает несколько фирм, открыто рекламирующих свои услуги: написать курсовую работу, дипломный проект, кандидатскую и докторскую диссертации в любых отраслях науки. Их деятельность вполне легальна: эти «услуги» называются консультациями, оказывать которые не возбраняется никому. Яйцеголовые, в поисках дополнительных заработков, плодят серость и невежество с отличными «бумагами». Наши трудовые заработки на этом фоне выглядят детскими, причем – для детей ясельного возраста…
Вторым курсовым проектом была фрикционная муфта. Мне в задании был записан такой большой крутящий момент, что муфта по расчету получалась просто огромной. Чтобы ее уменьшить, я применил коническую поверхность и выжимной механизм с центральной пружиной. Мой преподаватель Гончаренко не принял мои изыски супротив канонических, раз навсегда заведенных, образцов. Поскольку я сопротивлялся, то на защиту проекта он меня направил к самому Сахненко. Сахненко молча и долго рассматривал мой проект. Мне показалось, что муфта ему понравилась своей компактностью и мощью.
– Цилиндрические пружины очень плохо работают на скручивание, – он сразу нашел «болевую» точку моего проекта.
– Но я здесь поставил упорный шарикоподшипник, и передаваемый момент будет составлять всего …, – я показал ему число в расчетах.
– Смотрите, он еще и соображает, – иронично протянул Сахненко и вывел мне «отлично» в зачетной книжке. Инцидент был исчерпан, мои новации получили высочайшее одобрение, а конические муфты были узаконены в учебных заданиях кафедры.
Упругое отступление. Что касается пружин, – Сахненко был прав: это самое уязвимое место фрикционных муфт. В современных автомобилях на муфтах сцепления установлены специальные лепестковые пружины. Недавно в моих гарантийных «Жигулях» стала «вести», т. е. не выключаться полностью, муфта сцепления. Пружина была плохо закалена, и часть ее лепестков прогнулась. Муфту на гарантийной машине бесплатно мне не поменяли, но это уже другая песня о «свинцовых мерзостях нашей жизни»…
При работе с курсовыми проектами я убедился в великой пользе вычерчивания в масштабе любых более-менее сложных механизмов. Глаз немедленно «усекает» ошибку в расчетах: эта шестерня слишком широка, этот вал совсем рахитичный. Повторный расчет всегда обнаруживает правоту именно глаза. Конечно, не надо забывать, что глаз помещается непосредственно в голове…
Детали машин и техническое черчение, – несомненно, очень нужные в жизни инженерные науки. Наблюдая, как мучаются с эскизами деталей, которые надо сделать, выпускники других технических вузов, я понял, как хорошо учили нас в КПИ. В 70-е годы мы в лаборатории построили и ввели в эксплуатацию сложную машину по фасонной плазменной резке труб. В машине было много точных механических узлов: синусные механизмы, зубчатые передачи с переменными передаточными числами и т. п. Все это мы изготовляли сами на токарных и фрезерных станках, причем – не самых точных. На кульманах прорабатывалась только общая компоновка машины. Рабочие чертежи в виде эскизов со всеми разрезами, размерами и допусками я выдавал десятками в начале рабочего дня, чтобы станки начинали вертеться немедленно. Когда инженер берет в руки линейку, чтобы нарисовать хилые и непонятные никому эскиз или схему, требующие еще пояснений и рассказов, – я понимаю, что он не совсем инженер, или – совсем не инженер. Чертеж – язык инженера; если не можешь говорить скороговоркой, то говори, по крайней мере, членораздельно.
Изучали мы еще и близкую к деталям машин науку – теорию машин и механизмов – ТММ. Студенческий фольклор расшифровывает эту аббревиатуру по-своему: «тут моя могила». Наука тоже интересная, я даже делал по ней специальный реферат «Синтез механизмов по Чебышеву». Пафнутий Львович Чебышев (1821–1894) – выдающийся и разносторонний математик и механик, много работавший в теории механизмов.
По заданным формулам движения мы строили кулачковые профили и разные шарнирные механизмы, что мне весьма пригодилось при создании машины для фасонной резки. С точки зрения математики и ТММ, моя машина представляла собой устройство для одновременного решения трех тригонометрических уравнений с одним аргументом – углом поворота трубы. Все коэффициенты уравнений (для разных диаметров труб и видов работ) легко задавались предварительной настройкой.
ТММ запомнилась своим преподавателем по фамилии Кореняка (или – Кореняко). Этот профессор по внешнему виду – вылитая копия сельского «дядька», замученного сельскохозяйственными работами и обремененного многочисленной семьей. Короткие седые волосы, насупленный взгляд из-под кустистых бровей, который всегда смотрел куда-то мимо собеседника. Одежда – не то чтобы старая, но очень долго используемая. В начале лекции Кореняка проходил к «амвону», бурчал нечто очень напоминающее «здравствуйте» и поворачивался лицом к доске, – соответственно спиной к аудитории, заполненной своими верными учениками. Из кармана извлекалась некая веревочка, при помощи которой на доске возникала первая окружность безукоризненных очертаний.
По студенческим преданиям этой веревочкой был обыкновенный «батіг»– короткий кнут для поощрения лошади ее водителем. Якобы сразу после войны Кореняка приезжал в институт на повозке, распрягал лошадь и, стреножив ее, отпускал с миром в институтские клумбы, а «батіг» использовал как циркуль. Фольклор – трудно проверить. Таинственную веревочку – циркуль – тоже невозможно исследовать: Кореняка сразу прячет ее в карман.
Когда все необходимые окружности на доске нарисованы, Кореняка разворачивается и, не поднимая глаз, довольно отчетливо начинает бубнить «материал» о высших и низших кинематических парах и шарнирных механизмах. Мы скрипим перьями, записывая идеи и рисуя эскизы. Вдруг в тишине аудитории раздается вопрос:
– Какие еще «ниЩие пары»?
– Не нищие пары, а низшие пары, – бурчит с амвона Кореняка, продолжая лекцию. В его произношении «нищие» и «низшие» – звучат совершенно одинаково.
В конце лекции – ответы на вопросы, заданные в записках.
– Тут у меня вопрос: «Ложка – это механизм или машина?». Ну, что это за вопрос. Это, наверное, шутка, – Кореняка откладывает записку и, не поднимая глаз, начинает читать следующую. Народ – веселится…
У нас масса лабораторных занятий и курсовых проектов по общеинженерным дисциплинам, по которым надо писать и чертить отчеты, рефераты, эскизы, переводить с иностранного «тысячи» технического текста. Химия, металловедение, обработка металлов резанием, литейное дело, техническое рисование, техника безопасности, организация производства, – всего и не упомнишь. Особенно большие затраты времени на занятиях по военному делу и основной специальности – сварке, о которых я надеюсь еще написать. А еще ведь есть хобби, самодеятельность, кино, книги, баня, праздники, общественные нагрузки и еще тысяча дел, «не учтенных ценником», как пишут в финансовых расчетах. Рабочий день и значительная часть ночи заполнены до краев. Но мы молоды, сил у нас – не меряно. Кроме того, мы уже умеем работать быстро и продуктивно. Возможно, сейчас уже выветрилось умение титровать химические растворы, но осталось знание, что это можно сделать, осталось умение справляться с огромным количеством неотложных и разнообразных дел. Учили нас хорошо, – и качеством, и количеством. Количеством – также закаляли…
Что касается количества, то нельзя забыть еще об основах марксизма-ленинизма. Эта дисциплина, – как священная корова, огромные аппетиты которой были вне критики, пожирала наше время без всякой меры. Который уже раз мы конспектировали «первоисточники», который раз – «Краткий курс истории ВКП(б)». Бесконечные рефераты, коллоквиумы, разборки на всех уровнях отстающих и прогулявших, – эта суета должна была из нас воспитать чрезвычайно стойких борцов за дело партии. К счастью, большинство наших преподавателей ОМЛ были людьми весьма образованными, поэтому на лекциях мы узнавали массу интересных подробностей «не для печати». Особенно нам нравились живые и насыщенные лекции Беникова. Почему-то его от нас забрали (убрали?) и вместо него лекции стал читать некий товарищ Барсук, человек то ли ограниченный, то ли зажатый своей собственной «идеологической выдержанностью». Народ откровенно зевал на его пресной размеренной лекции, кляня себя за то, что не прихватил на двухчасовую скуку интересную книгу или хотя бы завтрашний отчет по лабораторной работе.
Перед концом лекции на стол лектору легли несколько десятков бумажек, – вопросов в письменном виде. Лектор оживился, глядя на нашу активность. Когда же он начал читать вопросы, его толстомясое лицо все удлинялось, а курчавые рыжие волосы – выпрямлялись, – все вопросы были на одну тему: куда ушел Беников, когда вернется Беников, почему от нас забрали Беникова. Вспотевший лектор зачитывал однообразные записки, страдая и пытаясь хоть что-нибудь ответить каждому. Под конец чтения записок он, чуть не плача, только мог произносить: «О Беникове я уже сказал», «Я уже говорил, что неизвестно, когда вернется Беников…». И вдруг он ожил, читая последнюю записку: «Когда у нас будет читать лекции товарищ Барсук?». Бесконечно умиленный вопросом, со слезами на глазах, он поднялся на кафедру, приложил руки к груди и проникновенно произнес: «Я – БАРСУК!!!»
Овладевшая обществом буйная «ржачка» выработала в наших организмах столько витаминов, что вред от унылых лекций тов. Барсука был нейтрализован на семестр вперед…
Позже лекции по ОМЛ нам стал читать статный бывший офицер (а может быть, – даже генерал) без одной руки. Он часто обращался к повседневной реальности нашего бытия, и его высказывания были непривычно резки для наших напуганных ушей. В частности, он получил жилье в одном из новых домов, выстроенных на высокой стороне Крещатика напротив Прорезной улицы, то есть – в самом престижном месте украинской столицы. Стиль архитектуры этих домов я не могу определить: ранее не видел ничего подобного. По внешнему виду они больше всего напоминали несколько тортов кремового цвета с розочками и башенками из красноватой керамики, обильно налепленных на арках, выступающих частях фасада и лицевой части крыши. Сатирический журнал «Перец» откликнулся картинкой пана Возного из «Наталки Полтавки», который, задрав голову, удивленно рассматривает новые дома и произносит хорошо известный мне монолог: «Ежелі б я імєл столько язиков, скільки артікулов у Статуті, или скільки запятих в Магдебургськім Праві, то і сих не довліло би на восхваленіє ліпоти твоєї…». Тем не менее, это была всенародная стройка: Крещатик после войны отстраивала вся Украина. Наш доблестный Павло Тычина по этому поводу разразился целой поэмой: «Ой, сестричко, любий братику, попрацюємо на Хрещатику!». Вот в таком прославленном доме получил жилье наш бывший офицер. От него мы и узнали, что, прибивая на стенку картину, он пробил дыру в соседнюю квартиру из другого подъезда, что звуки пианино на шестом этаже слышит весь многоэтажный дом…
Данный текст является ознакомительным фрагментом.