Перелом. Часть 3 - [65]

Причем была возможность существенно снизить трудоемкость зажимных устройств. Так, если требовался сравнительно длинный ход, то применялись системы с поршнями - они требовали обработки и цилиндра, и поршня, и штока - причем все - на токарных станках, но эт овсе-ранво было гораздо проще, чем делать электродвигатель. Если же ход требовался сравнительно небольшой, то можно было применить мембранные движители - воздух впускался в полость, мембрана им отжималась и давила на тягу - здесь для изготовления деталей требовалось уже гораздо меньше токарной обработки, вплоть до ее отсутствия (если не принимать во внимание соединительные штуцера и прочие детали), а в основном можно было обойтись штамповкой - что корпуса, что самой мембраны. Причем можно было сэкономить и на мембране - так, плоская мембрана могла выдавать ход длиной до половины своего диаметра. То есть если поставить мембрану диаметром десять сантиметров, то получим пять сантиметров хода - этого достаточно для подавляющего числа зажимов, которые обычно и проектировались из расчета короткого хода зажима - клином или кулачком. Если же все-таки требовался более длинный ход, можно было применить гофрированную мембрану - она могла выдать уже несколько диаметров хода.

Так что мы все чаще стали применять пневматические зажимы - даже на станках с ручным управлением. А заодно развивали и математический аппарат пневмопривода. В это время было еще мало книг по его расчетам. Так, на русском языке какие-то попытки сделал Н.А.Бухарин в книге "Основы проектирования механизмов автоматического управления автомобилем.", опубликованной в 1941 году - там он пытался вывести уравнения расчета времени срабатывания пневмоприводов в автомобилях - тормоз, открытие-закрытие дверей и тому подобное. Причем делал он это методами численного интегрирования - трудоемким способом для ручных вычислений зато очень подходящим для нас, вооруженных вычислительными машинами. Наши конструктора, правда, нашли там несколько ошибок, неточностей и упрощений, связанных с неправильным учетом трения, а также неполным рассмотрением вопросов движения поршня - но период распространения волны давления и период наполнения он там рассмотрел, так что наши сказали "Фигня, дополним" - и начали активно развивать данное направление. Причем отсутствие точных расчетов нас не тормозило - как и в других направлениях, мы создавали первые устройства на основе эмпирических прикидок, чуть ли не на глазок - работает, и ладно, а что отвалится - подварим. Это позволяло нам начинать пользоваться плодами новых технологий почти сразу, пусть и в небольших объемах, и уж параллельно мы докручивали и теорию, и практику.

Так вот - стал пневмопривод использоваться и в исследованиях по станкам ЧПУ. Причем зимой сорок третьего, когда меди еще не хватало, электромагниты для управления золотниками мотали даже из стальной проволоки, согласовывая ее сопротивление с усилителями. А то и вообще делали два золотника - первый - управляющий - переключался с помощью совсем уж маломощного электромагнита, и этот мелкий золотник управлял переключениями второго - силового - золотника, который уже управлял исполнительным механизмом. Схема громоздкая, но "на попробовать" сойдет. Тем более что как раз к началу сорок третьего конструктора массово дозрели до станков с программным управлением, благо все было готово - сами конструктора, наличие множества приводов, опыт работы с командоаппаратами. Не хватало самой малости - возможности измерять расстояния и загонять их в управляющую машину.

Для начала попробовали переводить сигналы потенциометров в цифру. Точность по сравнению с механическими командоаппаратами повысилась, но не сильно. Препятствием к ее дальнейшему наращиванию был сам механический контакт - тут и трение, и его площадь, уменьшавшие распознавание малых перемещений. Ну, это еще можно было решить рычажной системой, когда малые перемещения с ее помощью превращаются в сравнительно большие, приводящие к изменениям сопротивления, которые заметны для электроники. Но в дополнение к этому мешала неравномерность сопротивления самого реостата по его длине - пусть и в пределах единиц процентов, но для малых расстояний это было существенно. А если захотим измерять дистанции в метр, полтора - соответственно, тут потребуется длинный реостат, который будет сложнее защитить от охлаждающей жидкости, про его точность я уж молчу. Но для начала мы ограничились длиной обрабатываемых деталей до двадцати сантиметров - таких деталей был вагон и маленькая тележка. Так что если сможем хотя бы их обработку организовать на ЧПУ - это будет большой плюс.

Но с потенциометрами оказалось слишком много проблем. Самая явная - износ, который накладывает ограничение по количеству измеренных перемещений. Далее - температурный коэффициент сопротивления - сопротивление меняется в зависимости от температуры. Это надо будет учитывать. Сам контакт может вносить дополнительное сопротивление - от загрязнения, окисления - надо следить за его чистотой. Ну и наконец сопротивление имеет некоторую зернистость - так, для полосковых сопротивлений она определяется зерном материала, которая составляет как минимум одну десятую микрометра. Для витых реостатов все еще хуже - у них разрешающая способность равна диаметру проволоки, при этом еще возникает резкая смена значений при переходе контакта с витка на виток - контакт сдвинулся, встал на двух проволоках - сопротивление изменилось на длину окружности витка. В принципе, можно сделать хоть микронную проволоку, но она быстро изотрется, а если подвижный контакт сделать мягким - он будет пружинить, то есть дергаться - плавность измерений совсем пропадет. Самый лучший вариант - использовать длинную проволоку - тут и отсутствие зернистости, и витков - только она должна иметь высокое сопротивление и быть механически прочной - тут уж больше всего подходят сплавы типа нихрома. Но и с ним не хорошо - проволока диаметром 0,2 миллиметра имеет сопротивление всего 0,35 Ом на сантиметр длины, и шумы электронной схемы могут просто задавить такие небольшое изменение сопротивления. С сопротивлениями кругом - вилы. А так хотелось ...