Текст книги "О станках и калибрах"
Автор книги: Зигмунд Перля
сообщить о нарушении
Текущая страница: 3 (всего у книги 14 страниц)
И все же буржуазные историки техники западных стран и дореволюционной России провозгласили создателем токарного станка с супортом не А. К. Нартова. Его изобретение огромного исторического значения, обеспечившее решительный перелом в истории машиностроения и металлообработки, через 86 лет было несправедливо приписано лицу, которое фактически лишь приспособило заимствованное из нашей страны творение Нартова к требованиям, которые предъявлялись западноевропейским (английским) машиностроением того времени. {27}
Причина этой несправедливости скрывалась в том, что в начале XVIII столетия необходимость в супорте ограничивалась очень узкой потребностью в достижении главным образом точности обработки при изготовлении малочисленных изделий – частей редких в те времена приборов, медалей и фигурных украшений. Поэтому изобретение Нартова, появившееся задолго до возникновения широкой, острой потребности в нем, осталось почти незамеченным. Кроме того, уже в те времена капиталистическая верхушка западных государств смотрела на русское государство, как на свою будущую колонию, и не хотела признавать за русскими людьми права на творческое, научное и техническое первенство.
Но механики того времени во Франции и Англии, где побывал А. К. Нартов, где он щедро и широко делился своим опытом, показывая чертежи своих станков и приспособлений, несомненно сохранили у себя и распространили среди специалистов технические идеи и особенности предложений русского изобретателя. И в свое время, когда возникла острая потребность в усовершенствовании металлообработки, брошенные Нартовым семена дали всходы и во Франции и, главным образом, в Англии, где вновь «изобрели» супорт. Как это произошло?
К середине XVIII столетия в промышленном производстве в Европе назрели большие перемены. Капиталистические хищники захватывали все больше колоний, выкачивали из них огромные «прибыли» и за их счет развивали, расширяли производство. Непрестанно и резко увеличивалась потребность в товарах для колоний. А ручной труд, на котором в то время было основано производство, уже не мог удовлетворить спрос на продукцию промышленности.
Возникла необходимость в решительном увеличении производительности промышленных предприятий, а этого можно было добиться только заменой ручного труда машинным производством. Необходимых для этой цели достаточно совершенных машин-орудий еще не было в мире.
Россия конца XVII столетия по технике промышленного производства отставала от государств западной Европы.
Когда при Петре I начались войны за возвращение России выходов к Черному, Балтийскому и Каспийскому {28} морям, за возвращение великих торговых путей на запад, юг и восток, быстро и намного возросла потребность в предметах военного снаряжения и обмундирования. В то же время из-за войны со Швецией почти прекратился ввоз необходимых товаров из западных стран (были перерезаны многие сухопутные и морские пути сообщения с Россией).
Поэтому резко увеличилась потребность в продукции отечественной промышленности. Но Россия того времени почти не имела мануфактур. Производством занимались в основном мелкие ремесленники, которые уже не могли удовлетворить быстро растущего спроса на военное снаряжение и предметы широкого потребления. Многие изделия и товары вовсе не изготовлялись в России и ввозились из западных стран. И то, что в области промышленности было сделано в западных странах в течение двух столетий, Петру I пришлось организовать и наладить за очень короткий срок.
В металлургической, оружейной и артиллерийской, в текстильной и кожевенной промышленности создавались многочисленные и крупные по тем временам новые предприятия – мануфактуры, расширялись и улучшались старые и всячески поощрялось увеличение их производительности. А огромные творческие и технические способности, заложенные в русском народе, послужили для этого благодатной почвой. Один за другим появлялись новаторы производства – инициаторы технических улучшений, изобретатели новых приспособлений и машин, особенно в металлургии и металлообработке.
Металлообрабатывающие станки с супортом, созданные А. К. Нартовым, были первыми и важнейшими в строю этих машин. Они ускорили обработку металла, резко подняли ее производительность и точность. Усовершенствование обработки металла, в свою очередь, облегчило возможность создания новых машин. В России того времени появились и наиболее совершенные станки Сидорова и Батищева для обработки внутренних поверхностей пустотелых цилиндров (ружейных и пушечных стволов). А великое изобретение русского механика Ивана Ивановича Ползунова – первая в мире паровая машина для приведения в движение рабочих машин на заводах и фабриках, появившаяся в 1766 году, еще больше способствовала вытеснению ручного труда и распространению {29} машин-орудий, увеличению их производительности. Теперь уж не нужно было приводить машины в движение с помощью мускульной силы людей и животных; не приходилось также строить заводы, фабрики обязательно у воды, чтобы обеспечить их энергией от водяных колес. Новый двигатель оказался неизмеримо выгоднее. Поэтому стало возможным все шире применять машинную обработку вместо ручного труда.
В этот же период расцвела в нашей стране техника металлургического производства. На уральских заводах были введены такие технические новшества (в механизации разлива меди и свинца, в усовершенствовании дутья в домнах), которые лишь спустя много времени были применены на западе.
Многочисленные иностранцы, работавшие в это время в России, вывозили сведения о русских изобретениях в западные государства. Ради технического улучшения своих предприятий они прибегали даже к прямому похищению чужих изобретений, и, в частности, тех, которые были сделаны русскими людьми.
Машины были в большом количестве установлены капиталистами на своих предприятиях. Теперь эти предприятия уже не могли называться «мануфактурами» – ведь их главным, определяющим признаком стал не ручной труд, а машинная обработка. Так мануфактуры превратились в фабрики и заводы. Для приведения в движение многочисленных машин на таких предприятиях было недостаточно энергии, получаемой от работы животных или водяных колес. Понадобился более удобный и, главное, более мощный источник энергии. И тогда – к 1769 году – английский механик Уатт повторил изобретение русского механика И. И. Ползунова: сконструировал и построил паровую машину – двигатель для рабочих машин.
Так начался промышленный переворот – переход от мануфактуры к машинному производству. Увеличивалось количество фабрик и заводов. Нужно было все больше и больше машин. Сооружение этих машин требовало точности в размерах деталей, которые надо было выдержать по чертежу.
И. И. Ползунов изготовлял детали своей паровой машины с удовлетворительной степенью точности – ведь в его распоряжении могли быть станки Нартова и {30} Батищева; есть также основание считать, что на базе уже накопленного отечественного опыта И. И. Ползунов создавал для изготовления деталей своей машины столь же отличные конструкции металлообрабатывающих станков.
А когда Уатт работал над своей паровой машиной, ему приходилось преодолевать огромные трудности – металлообработка в Англии была на уровне той техники, которой пользовался Рейнольдс. Это видно из письма Уатта к своему компаньону Болтону. Уатт сообщал: «Мне удалось, наконец, так точно просверлить паровой цилиндр, что даже в наихудших местах между поршнем и цилиндром нельзя было просунуть полукрону» (монету толщиной приблизительно с медный пятак).
Именно «наконец», так как достигнутая точность стоила огромных трудов и требовала особой технической выдумки, изобретательности мастеров, изготовлявших детали уаттовской машины.
Но и этого было мало. Уатту пришлось уплотнять зазоры между поршнем и цилиндром своей паровой машины бумагой, замазкой и даже кусками своей собственной шляпы.
Требования к качеству и точности частей машин, особенно паровых, все повышались. Нужны были более совершенные способы обработки металла с помощью металлообрабатывающих машин. Плоские металлические поверхности поддавались обработке издавна привычными инструментами – молотком, зубилом и напильником. Времени при этом затрачивалось очень много и работа стоила очень дорого. Но массовое изготовление разнообразных по профилю и цилиндрических частей паровых машин (цилиндры, поршни, штоки) было невозможно без применения специальных приспособлений, механизмов. Поэтому появление паровой машины обострило потребность в станках для обработки, в первую очередь, внутренней поверхности цилиндров и, во вторую очередь, для обточки наружных поверхностей цилиндров и других цилиндрических и фасонных деталей.
Лишь в 1769—1775 годах английским инженерам-машиностроителям удалось, использовав данные русских станков, построить станки для обработки внутренних поверхностей цилиндров паровых машин. И лишь в конце этого периода на их станках с трудом достигалась точность в 1/16 дюйма – 1,5 миллиметра (разность {31} между наибольшим и наименьшим внутренним диаметром цилиндра не превышала 1,5 миллиметра). Это было намного лучше точности, выраженной мизинцем Рейнольдса и полукроной Уатта, но недостаточно для того, чтобы со станков сходили пригодные к сборке цилиндры.
Станок для изготовления разнообразных по форме и точных по размерам деталей машин появился в Англии следующим образом.
С 1780 года в России работал на инженерно-технических руководящих должностях англичанин С. Бентам. Он очень интересовался металлообрабатывающими и деревообделочными станками, созданными русскими механиками, особенно А. К. Нартовым. По возвращении в Англию в 1891 году он сделал ряд заявок на якобы «изобретенные» им станки, устройство которых было заимствовано из русских конструкций. В это же время Бентам связался с английским механиком Модслеем для работы над созданием «новых» токарных и токарно-копировальных станков и передал ему сведения о достижениях А. К. Нартова и другие русских механиков. Поэтому вся трудность для Модслея была только в том, чтобы наилучшим образом приспособить к решению поставленной задачи уже имеющиеся результаты: надо было приспособить конструкцию уже известного изобретения, чтобы с его помощью можно было резко увеличить производительность токарного станка и наладить изготовление деталей машин в больших количествах. Это, и только это, было сделано в 1798 году английским механиком Генри Модслеем.
Как же отличался станок Модслея от станков Нартова? Прежде всего тем, что его отдельные механизмы были задуманы далеко не так остроумно, как у Нартова, и были грубо изготовлены. Весь «облик» станка Нартова был намного совершеннее, представлял собой образец гораздо более передовой техники.
Но достижения А. К. Нартова, его учеников и последователей лишь в советское время стали широко известны. До этого они были похоронены в царских архивах. В конце XVIII столетия о них едва помнили отдельные люди науки и техники в нашей стране, в печати о них даже и не упоминали. Тем более – через много десятилетий – об изобретениях Нартова не мог знать К. Маркс, который поэтому принял именно станок Модслея, как {32} революционирующее изобретение в технике. Это изобретение было им очень высоко оценено. Вот что он писал: «Это механическое приспособление заменяет не какое-либо особенное орудие, а самую человеческую руку, которая создает определенную форму, приближая, прилагая острие режущего инструмента к материалу труда, или направляя его на материал труда, например, на железо. Таким образом, удалось производить геометрические формы отдельных частей машин с такой степенью легкости, точности и быстроты, которой никакая опытность не могла бы доставить руке искуснейшего рабочего».
Эта высокая оценка «изобретения» Модслея на самом деле полностью относилась к подлинному создателю станка с супортом, к А. К. Нартову, подарившему миру свое достижение за 86 лет до Модслея.
Замечательные русские станкостроители17 августа 1812 года, через два с небольшим месяца после начала Отечественной войны русского народа против полчищ Наполеона, на Тульском оружейном заводе стал известен чрезвычайный приказ военного ведомства: в кратчайший срок довести изготовление ружей на заводе до 7000 в месяц, да ремонтировать по 3000.
Казалось, что для завода такое задание все равно, что (как в сказке) «сшить пару сапог, пока соломинка сгорит».
* * *
Прошло столетие со времени славных дел Марка Сидорова и Якова Батищева. Их ученики и последователи еще около 20 лет после отъезда из Тулы Батищева поддерживали на высоком уровне технику металлообработки в производстве ружей. Но после смерти Петра I его преемники, под влиянием проникших в правящую верхушку иностранцев, перестали поощрять развитие техники в России. Оружие и машины завозились из западных стран. Когда махины, созданные Батищевым, выходили из строя, начальство и не проявляло особой заботы, чтобы найти механиков, способных их исправить и вновь пустить в ход. И уж вовсе не могло быть и речи о создании новых, более совершенных машин – станков для обработки металла. {33}
Снова тульские оружейники перешли на «обтирание» и «шустование» стволов вручную, снизился уровень техники производства, уменьшилась производительность завода, ухудшилось качество ружей.
Больше полувека длился этот застой в развитии металлообработки в России. Лишь в самом конце XVIII столетия частые войны заставили Екатерину II и ее военных деятелей подумать об улучшении оружейного дела в России, о привлечении из числа русских людей способных мастеров металлообработки, которые могли бы решить эту задачу. И снова нашлось достаточно русских механиков-знатоков и новаторов металлообработки и оружейного дела. Одно за другим следовали их предложения о технических улучшениях.
Но в русском правительстве того времени уже крепко и глубоко укоренилось преклонение перед иностранщиной и неверие в творческие силы нашего народа. Поэтому в 1785 году послали группу лучших механиков в Англию, чтобы они, мол, увидели, до чего дошли английские мастера, чтобы поработали там, набрались в этой стране новых знаний и опыта.
Русские механики, усвоившие наследие Нартова, Сидорова, Батищева, оказались в Англии выдающимися мастерами металлообработки, настолько ценными в сравнении с английскими механиками, что их всеми средствами удерживали подольше в этой стране. Не они учились, а, наоборот, они учили английских мастеров, как лучше и производительнее обрабатывать металл, как совершенствовать металлообрабатывающие станки.
Один из этих механиков, Алексей Сурнин, в 1792 году возвратился в Россию и был назначен на Тульский завод «надзирателем всего касающегося до делания ружей» – был поставлен во главе оружейного производства. Он проработал в этой должности 20 лет и за это время создал много механических устройств и станков, которые заменили руки мастеров-оружейников в кропотливых и трудоемких работах по изготовлению мелких деталей ружья – винтов, хомутиков, улучшил инструменты. Но с основными операциями по изготовлению главной детали ружья—ствола, самыми трудоемкими, требовавшими наибольшего количества рабочих и времени, попрежнему дело обстояло плохо: заготовка ствола сверлилась на станках, но еще на сидоровских и батищевских; по новым {34} временам работа на них шла медленно и выполнялась недостаточно точно, станки то и дело выходили из строя, производство останавливалось. «Обтирание» и «Шустование» выполнялись вручную так же, как и 100 лет назад, до изобретений Батишева. В 1811 г. Алексей Сурнин умер.
В такой обстановке Тульскому заводу было приказано резко увеличить выпуск ружей. И многие недоумевали, каким же путем заводу удастся решить эту труднейшую задачу?
* * *
Те, кто сомневался в успехе, не знали, что вот уж почти два года работают на заводе – в помощь сверлильным махинам Батишева – новые станки для «второго» (чистового) сверления стволов и что эти станки оказались намного совершеннее. Сверло полнее и точнее воспроизводило работу рук искусного мастера. Один сверловщик работал на двух таких станках, и 25 стволов рассверливалось на них в один день.
Тогда же появились на заводе и новые шустовальные станки. Их устройство во многом превосходило шустовальные махины Батищева; на внутренней поверхности ствола не оставалось никаких следов обработки сверлом, она становилась совершенно гладкой, чистой. И в то же время резко увеличилась производительность этих станков, много больше стволов удавалось обработать за день.
Эти новые станки оказались по сути дела боевыми машинами. B 1812 году они помогли заводу решить поставленную перед ним задачу – полностью обеспечить оружием русскую армию, героически сражавшуюся с врагами Родины. Эти станки как бы встали в строй войск и пушек, стали их боевыми соратниками, верными и могучими.
Как они появились? Кто сумел воссоздать и настолько улучшить техническое наследие Сидорова и Батищева, что в короткий срок умножилась производительность Тульского завода?
Всего за год до смерти Алексея Сурнина – в 1810 году – пришел на завод новый механик, Павел Дмитриевич Захава. Он быстро изучил завод и понял, что участок {35} обработки стволов – самый важный: сколько бы ни улучшалось и ускорялось изготовление других частей ружья, если во-время не поспеют годные стволы, ружей все равно не будет.
Вот почему Захава первым делом поставил перед собой задачу – создать для обработки стволов новые станки, такие, чтобы их механические «руки» работали еще искуснее, еще быстрее, чем это было в батищевских махинах, и чтобы количество этих одновременно работающих «рук» было намного больше. Именно Захава и создал те новые сверлильные и шустовальные станки, которые помогли заводу решить задачу, поставленную военным ведомством.
После Отечественной войны 1812 года Захава еще много лет продолжал улучшать технику металлообработки. Он был неустанным искателем новых, более совершенных, более передовых способов производства, создателем новых, более совершенных металлообрабатывающих машин.
* * *
В эти годы место обтиральных махин Батищева стали все чаще занимать токарные станки для обточки стволов по наружной поверхности. Но это изобретение Нартова теперь внедрялось на русских заводах как продукция иностранных заводов. При попустительстве и прямом содействии правящих кругов эти станки приходили па Тульский завод то с Петербургского завода англичанина Берда, то прямым путем из Англии с завода Джона Ллойда. Столичное, да и местное начальство каждый раз ждало от них чуть ли не чудес в обработке стволов. Как же, ведь заграничные! А на деле эти станки оказывались очень плохими.
Вот и теперь – это было в один из дней 1824 года – собрались мастера завода вокруг такого новешенького токарного станка. С ними и механик завода, технический его руководитель, Павел Дмитриевич Захава.
Все вместе осматривают только что обточенный на станке ствол. И что же?! Поверхность получилась такая, что и в старину мастерам, работавшим вручную, стыдно было бы ее сдать приемщику. Грубые следы резца, царапины, {36} неровности, впадины – все это не только портило вид ствола, но и снижало качество ружья.
Покачал головой Захава. Еще и еще раз осмотрел станок, пустил его, остановил, приказал обточить один за другим еще несколько стволов, внимательно следил за движениями супорта и резца. И каждый раз получалось то же, что и с первым стволом. Захаве были видны все причины плохой работы заграничного станка.
И как ни велика была вера начальства в непогрешимость иностранных машиностроителей, Захава не побоялся сказать правду: совсем плох английский станок, не такой должна получаться поверхность ствола, а гладкой, без борозд и царапин, а главное – без впадин, чтобы стенка ствола была ровной толщины по всей его длине.
Борозды и царапины устранить нетрудно. Уже давно заметил Захава этот недостаток работы токарных станков и придумал, как его устранить. Больше того, уже успел он создать необходимое для этой цели устройство. Обтиральные станки Батищева, которые еще не так давно работали на заводе, можно приспособить для зачистки борозд и царапин, которые остаются после обточки. Надо только так изменить устройство станка, чтобы одновременно обрабатывалось еще больше стволов, чем это было при Батищеве. Тогда эта обтиральная машина будет поспевать за обточкой и во-время зачищать все стволы, которые по одному, но быстро сходят с токарных станков. Как задумал, так и сделал. И вот теперь взял Захава стволы, обточенные на английском станке, приказал принести из приемной палаты еще много таких же стволов и повел собравшихся в опытную мастерскую. Здесь стоял уже собранный обтиральный станок – прямой «потомок» махины Батищева, но все же с заметными изменениями в устройстве.
В каждой каретке станка закрепили по 20 стволов, а всего во всех 12 каретках – 240 изделий. Пустил Захава станок, двинулись каретки со стволами к такому же количеству брусков. Изделия, тесно прижатые к брускам, непрерывно скользили вперед и назад, с них сходила мелкая, точно металлический песок, стружка. Постепенно стали исчезать неглубокие царапины, борозды да впадины – поверхность ствола становилась гладкой, блестящей. Но... недостатки все же оставались в виде борозд и впадин в тех местах, где они были глубокими. Да и не {37} надеялся Захава, что такие недостатки исчезнут, понимал, что их устранить невозможно, что с этими изъянами надо бороться по-другому – надо добиться того, чтобы токарные станки стали лучше работать, чтобы в их устройстве не было тех недостатков, которые он, Захава, приметил уже давно, а особенно нынче, когда наблюдал за работой нового английского станка. И он рассказал о них своим товарищам – и тем, которые вместе с ним работали над созданием новых станков, и тем, которые работали механиками и мастерами.
Заметил Захава, что хоть в токарных станках супорт и заменил руку рабочего, да не совсем – подача супорта с резцом в конце хода выключалась рабочим вручную. Если чуть раньше он сделает это или опоздает немного, получаются неполадки на поверхности изделия. Значит, надо еще больше заменить руки и глаза рабочего, добиться того, чтобы подача супорта автоматически выключалась в конце хода. И еще заметил Захава, что во время обточки под нажимом резца обрабатываемые стволы изгибались – от этого и получалось, что в одном месте стенка оказывалась потолще, а в другом – потоньше. Надо было добиться того, чтобы не получалось изгиба. А главное, вспомнил Захава об устройстве токарно-копировального станка А. К. Нартова и понял, что если снабдить токарный станок копировальным приспособлением, то резец точнее будет снимать металл с изделия, меньше будет царапин, борозд, впадин.
Все это рассказал Захава своим товарищам и предложил им общими силами взяться за создание нового, наиболее совершенного токарного станка.
И в том же 1824 году задача была решена. Тульские станкостроители во главе с Захавой создали наиболее совершенный токарный станок того времени. В его работе не было тех недостатков, которые приводили к плохой обработке стволов; в его устройстве был сделан новый смелый шаг на пути к еще более полной замене рук рабочего автоматически действующими механизмами: резец совершал свои движения вдоль изделия и в глубину его по «указаниям» копировального приспособления. Скользящая подпора – «люнет», как его теперь называют станочники, сопровождала резец с противоположной стороны изделия и не давала стволу прогибаться. И наконец, в конце хода супорт станка автоматически выключался. {38}
* * *
Павел Дмитриевич Захава был замечательным изобретателем-станкостроителем своего времени. В 1825 году он создал наиболее совершенный цельнометаллический станок для третьего (окончательного) сверления стволов. Английские, американские и французские станки того же назначения не выдерживали никакого сравнения со станком Захавы, и еще очень долго западные оружейники оставались позади в технике сверления стволов. Захава неутомимо изобретал один за другим станки для многочисленных разнородных операций изготовления различных частей ружья – все больше и больше выключал ручной труд из производственного процесса. Он создал целый строй станков-специалистов по какой-либо одной операции изготовления определенной части ружья, И эти станки изготовлялись на Тульском заводе не только для своих нужд, но и для других заводов – для Сестрорецкого, Ижевского.
Благодаря творениям П. Д. Захавы и под его руководством удалось наладить на Тульском заводе передовой способ производства, основанный на разделении труда: каждый мастер выполнял только одну определенную операцию. Все это позволило действительному члену Российской Академии наук И. Гамелю заявить в 1826 году:
«Состоящий в г. Туле оружейный завод, который уже издавна славился, в последние 8 лет улучшен так, что по части искусственной (технической – 3. П.) ныне ни один оружейный завод в свете с оным сравниться не может. Искусственная часть оного находится ныне на такой степени совершенства, каковая не существует даже на лучших ружейных фабриках в Англии».
В период царствования царя-жандарма Николая I и еще более при его преемниках всячески насаждалось преклонение перед иностранщиной. Правящая верхушка с пренебрежением относилась к людям отечественной культуры, науки и техники. Русским инженерам и изобретателям не только отказывали в помощи, но и всеми способами препятствовали на пути к осуществлению их творческих замыслов. Тормозящее, мертвящее влияние такой политики правящей верхушки сказалось и на русском {39} станкостроении, которое развивалось необычайно медленно. Только Великая Октябрьская социалистическая революция полностью освободила творческие силы нашего народа от пут, наложенных на него царизмом. И тогда советские рабочие-станочники и инженеры-станкостроители возродили традиции творческого первенства русского станкостроения и снова вознесли их на вершину технической славы.
