Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

революция в редукторостроении

949 views

Published on

  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

революция в редукторостроении

  1. 1. РЕВОЛЮЦИЯ В РЕДУКТОРОСТРОЕНИИ Мыслящий человек является мерой всего. Он есть огромное планетарное явление. В.И. Вернадский. Возможен ли коренной переворот в области науки, техники и производства в со-временном мире? Кто в состоянии его произвести: коллектив, личность?.. Примеры из истории науки и техники убеждают, что делают это, как правило, от-дельные Личности. Вот несколько примеров. Выдающийся конструктор-кораблестроитель, главный конструктор первых советских крейсеров и целого ряда других кораблей, доктор технических наук, лауреат Государственной премии СССР (1942) Анатолий Иоасафович Маслов в 1932 году опубликовал работу «За революционные темпы и методы внедрения электросварки в судостроении». И это в то время, когда на стапелях всего мира трещали пневматические молотки и части кораблей соединяли клепкой. А на тех, кто ратовал за электросварку, смотрели как на ниспровергателей основ. Сей- час всем ясны преимущества сварки: ликвидация целой армии клепальщиков, нагревальщиков, чеканщиков и, главное, уско- рение постройки кораблей. Но как было не просто прийти к этому тогда. А.И. Маслов, проявив настоящую смелость, в кор- МАСЛОВ пусных конструкциях первых крейсеров использовал сварку. Анатолий Иоасафович (1884-1968) Михаил Ильич Кошкин, выдающийся конструктор и ор- ганизатор, живший в постоянном напряжении ума и воли, вактивном и нетерпеливом действии, бесстрашный в достижении высокой цели - создатьпринципиально новый, небывалый в мире танк – совершил революцию в мировом тан-костроении. Нелегко было Михаилу Ильичу отказаться от господствующей идеи колесно-гусе-ничного хода, убедить всех, что новый танк может и должен быть только гусеничным, спротивоснарядной броней, с мощной пушкой. Но еще труднее было главному конструк-тору преодолеть сопротивление высокопоставленных оппонентов и противников, в томчисле заместителя наркома обороны по вооружению командарма Г.И. Кулика на главномвоенном совете. Преодолеть недоброжелательность, неверие, скептицизм некоторыхспециалистов. Для этого ему пришлось на свой страх и риск конструировать две танковые мо-дели – законную, старую, опробированную, колесно-гусеничную с 45-миллиметровойпушкой и бензиновым двигателем, и незаконную, новую, забракованную, на гусеничномходу, с длинноствольной бронепробиваемой 76 – миллиметровой пушкой, с дизельнымдвигателем. Риск и страх были очень даже реальными. О жизни под вечным страхом сказал всвоих стихах Наум Коржавин: …в их сердцах почти что с детских лет Повальный страх тридцать седьмого года
  2. 2. Оставил свой неизгладимый след. Это было время, когда, как писал молодой Дмитрий Кедрин: «Все люди спят, всезвери спят, одни дьяки людей казнят». Преодолев острые конфликты, буквально ценой собствен- ной жизни, М.И. Кошкин создал главную боевую машину тан- ковых войск – лучший средний танк Т – 34 периода второй мировой войны 1939 – 1945 гг. Девять месяцев оставалось до на- падения фашистов на нашу страну, а Михаил Ильич Кошкин уже пал за ее свободу, за ее победу – пал первым солдатом Ве- ликой Отечественной войны. В апреле 1942 года Кошкину (по- смертно) была присуждена Государственная премия СССР, а в 1990 году (посмертно) присвоено звание Героя Социалистиче- ского Труда. Создатель отечественной школы мостостроителей, выдаю- щийся ученый Евгений Оскарович Патон неожиданно оставил любимую работу, прославившую его имя, и в 1929 году ушел в КОШКИН новую область техники – электросварку. Начав почти с нуля, к Михаил Ильич концу первой пятилетки руководимый им научный коллектив (1898 - 1940) сотворил важнейшее открытие – автоматическую скоростнуюсварку под флюсом, что стало революционным шагом в электросварке. Отметив неоце-нимое теоретическое и практическое значение этого открытия, Центральный Комитетпартии и Совет Народных Комиссаров 20 декабря 1940 года приняли специальное по-становление о внедрении автоматических установок Патона на двадцати крупнейшихзаводах страны. Его монографию «Скоростная автоматическая сварка под слоем флю-са» напечатали за шесть дней. Беспрецедентный случай – ни одно научное исследованиене выходило в свет за такой короткой срок! Никто в мире не умел сваривать броневую сталь. Евгений Оскарович решил эту сложнейшую техническую задачу, что обеспечило массовый ускоренный конвейерный выпуск танков во время войны. Его автоматы, управляемые после краткого обучения подростками и женщинами, за один час и с лучшим качеством выполняли работы, на которые раньше квалифици- рованные сварщики затрачивали не менее двадцати часов. Уже в 1944 году патоновцы вели работы на пятидесяти двух заводах страны, где действовало 133 установки. За годы войны академик Е.О. Патон был награжден тремя орденами, ему было присвоено высокое звание Героя Социали- стического Труда. ПАТОН Н.И. Лобачевский (1792 – 1856) писал, что «примеры на- Евгений Оскарович учают лучше, чем толкования и книги». А у французов распро- (1870 - 1953) странена пословица: «Ничто не убеждает лучше примера». При-веденные и множество других примеров позволяют заключить, что коренной переворотв любой области жизни, науки, производства подсилен лишь талантливым, смелым имужественным Личностям.
  3. 3. И вот новое открытие в редукторостроении… А как и почему делаются открытия? И к чему они приводят? Ответ на эти вопросы находим в статье Михаила Андреева, опубликованной вжурнале «Энергия инноваций», № 2 – 3 за 2005 год: «Трудно объяснить даже авторам, как и почему делаются Открытия и к чему онимогут привести. Рассматривая эти явления, чисто фигурально слагаются целые легендыоб импульсах озарения, хотя очевидно, что практически за каждым открытием скрыва-ется непомерно огромный кропотливый интеллектуальный труд. Всего лишь яблоко упало на голову Великого Ньютона, и возник Закон Всемирноготяготения; единственным желанием Карно было повысить коэффициент полезного дей-ствия тепловых машин и возникло целое направление науки - Термодинамика, с её вто-рым началом; карточный пасьянс с химическими элементами во сне явился Менделееву,и утром была готова знаменитая Таблица химических элементов; мысленно попытался“оседлать верхом” выпущенный луч света Эйнштейн, и весь Мир погрузился во мрак, новозникла Теория относительности, которая с помощью преобразований Лоренца позво-лила сжимать и растягивать Пространство и Время. Принцип неопределенности Гейзен-берга, волна де Бройля и уравнение Шредингера заколебали всю Вселенную от микро- домакромира и возникла Квантовая механика; Дирак “столкнул между собой” электрон ипозитрон, и “материя исчезла”, оставив после соударения лишь два кванта света и урав-нение дефекта массы. Клаузис ввел в уравнение второго начала термодинамики поня-тие энтропии, которое показало неизбежность тепловой смерти Вселенной. Пригожинже разделил энтропию на внутреннюю и внешнюю и показал, что при их изменении вточках “бифуркации” могут возникать мощные диссипативные потоки энергии, которыеспособны создавать высокоупорядоченные структуры. Сами авторы иронически относились к возникающим легендам, иногда поддержи-вая их. Но, когда Ньютона спросили, как он мог создать такую мощную (классическую)механику, он ответил просто: “Я стоял на плечах Гигантов”. И таких Гигантов было не-мало: Эвклид, Архимед, Пифагор, Авиценна, Декарт, Кеплер, Галилей, Эйлер... Непомерные работоспособность, целеустремлённость, упорство, альтруизм и энту-зиазм лидеров передовой Науки поражают даже логически мыслящих индивидуумов.» Но вернемся к открытию в редукторостроении. Основой для расчетов в современ-ном редукторостроении является казалось бы незыблемая классическая теория кон-тактной прочности упруго сжатых тел Генриха Герца с начальным линейным либо то-чечным касанием этих тел. При начальном линейном взаимодействии тел теория Герцацеликом и полностью используется при расчетах традиционных эвольвентных зубчатыхпередач с линейным контактом зубьев. А вот при точечном касании тел теория Герца неможет быть использована при расчетах, например, гиперболоидных зубчатых, кониче-ских зубчатых передач со спиральными зубьями и, наконец, передач Новикова, харак-теризуемых точечным зацеплением зубьев, в силу того, что получаемые в процессе рас-четов контактные напряжения очень велики и по своей величине они «зашкаливают» запределы здравого смысла. За 130 лет после создания теории Герца техника шагнула вперед, в связи с чем воз-расли и требования к технико-экономическим показателям зубчатых передач (повыше-ние нагрузочной способности по контактным напряжениям и по напряжениям изгиба;
  4. 4. снижение массогабаритных показателей; улучшение виброакустических характеристик).При этом традиционные зубчатые передачи с линейным контактом зубьев уже не всегдамогли удовлетворять предъявленным к ним требованиям, поэтому на протяжении про-шлого века возникли новые виды зацепления и новые формы зубьев: зацепление Нови-кова; зацепления с арочными, эволютными, энкаитными зубьями, которые однако так иостались на обочине современного редукторостроения. Следует отметить, что указанные выше зубчатые передачи создавались в противо-вес традиционным эвольвентным зубчатым передачам только лишь с линейным заце-плением зубьев. Идея о создании эвольвентных зубчатых передач с точечным контактомзубьев практически никем не выдвигалась и не рассматривалась в силу того, что на еёпути непреодолимой преградой стояла классическая теория Герца, доказывающая не-возможность получения в зубчатых передачах с точечным касанием зубьев величин кон-тактных напряжений ниже чем при линейном взаимодействии зубьев. Профессор Алексей Попов из Национального университета кораблестроения им. адмирала Макарова (г. Николаев) поставил под сомнение сложившееся мнение по поводу невозможности повышения нагрузочной способности по контактным напря- жениям зубчатых передач с точечным зацеплением зубьев. Он впервые доказал и показал уникальность точечного зацепления эвольвентных зубьев на основе разработанной им новой теории контактной прочности*. Им впервые в мировой практике реше- ния контактных задач выполнены не только в линейной поста- новке, но и с учетом нелинейности между упругими деформаци- ями зубьев и возникающими при этом напряжениями. На основе новой теории установлено, что точечный контакт ПОПОВ зубьев практически по всем показателям более предпочтителен Алексей Павлович линейного (высокая нагрузочная способность по контактнымнапряжениям и по напряжениям изгиба; существенное уменьшение весогабаритных по-казателей зубчатых передач; стабилизация формы пятна контакта и избежание кромоч-ного контакта зубьев и т.д.) Показано, что за счет нелинейности между упругими дефор-мациями и напряжениями нагрузочная способность зубчатых передач по контактнымнапряжениям при точечном взаимодействии зубьев выше в 1,414 раза. Допускаемыеже величины контактных напряжений при точечном зацеплении зубьев в 1,5…2,0 разавыше по сравнению с линейным зацеплением зубьев. Профессором Поповым А.П. раз-работаны зубчатые передачи с пространственной точечной двух-, трех-, четырехпарнойсистемой зацепления зубьев, которые характеризуются уровнем снижения вибрации ишума от 10 до 25 децибел. Для подтверждения новой теории контактной прочности упруго сжатых тел с на-чальным точечным контактом сначала были проведены экспериментальные исследо-вания в статике на моделях, имитирующих условия точечного взаимодействия зубьев,которые подтвердили расчетные данные. Затем на ГП НПКГ «Зоря» - «Машпроект» (г.Николаев) была изготовлена І ступень двухступенчатого штатного редуктора с точеч-ным зацеплением зубьев вместо линейного. При этом осевые размеры зубчатых колесбыли уменьшены в 1,75 раза. Опытный редуктор после 128 миллионов числа циклов на-
  5. 5. гружения, которое соответствует ГОСТ, показал отмен-ные эксплуатационные качества. Нагрузочная способ-ность опытного редуктора по контактным напряжениямбыла выше штатного редуктора в 2,36 раза без учета не-линейности и в три раза выше с учетом нелинейности, апо напряжениям изгиба – больше в 1,7 раза. И, наконец,расчетным путем установлено, что опытный редукторпримерно на 12 децибел имел меньший уровень вибра-ции и шума по сравнению со штатным редуктором. В на-стоящее время опытный редуктор эксплуатируется в си-стеме двигателя, а его наработка составила примерно 500миллионов циклов. Несколько слов об авторе новой теории. Алексей Павлович Попов родился в 1938 году в Тамбове (Россия). После оконча-ния Николаевского кораблестроительного института в 1964 году на протяжении десятилет работал инженером - конструктором в отделе прочности Союзного проектного бюро«Машпроект». Являясь учеником научно-конструкторской школы лауреата Ленинскойпремии С.Д. Колосова**, принимал непосредственное участие в создании целого рядауникальных корабельных редукторов. В 1971 году окончил аспирантуру в Институтемашиноведения АН СССР (г. Москва) и успешно защитил кандидатскую диссертацию.В 1972-м приглашен в НКИ на преподавательскую работу. В 1988 году защитил доктор-скую диссертацию и получил ученое звание профессора. Автор более 425 научных работ. В процессе работы над своей теорией, которая продолжалась 12 лет, профессор По-пов получил 100 патентов Украины, еще 7 находятся в стадии рассмотрения. Число егоизобретений с учетом авторских свидетельств советского периода достигает 157. Профессором Поповым А.П. впервыеустановлено ранее неизвестное свойство упру-го сжатых зубьев с начальным (до нагружения)касанием в точке, заключающееся в том, чтопри определенных величинах радиусов кри-визны тел в двух взаимно перпендикулярныхплоскостях и найденного соотношения междуними точечное взаимодействие зубьев в про-цессе нагружения характеризуется значения-ми контактных напряжений, которые по своей Штатная (а) и опытная (б) шестернивеличине существенно меньше напряженийпри линейном касании зубьев. Совокупно это означает, что выполненные теоретические и экспериментальныеисследования на примере опытного редуктора с пространственной точечной системойзацепления зубьев не имеют аналогов в мировой практике. А данное открытие профес-сора А.П. Попова является революционным прорывом в области современного маши-ностроения. Как обычно бывает, новое и прогрессивное с трудом пробивает себе дорогу. Мно-гие специалисты не верили расчетам Алексея Павловича.
  6. 6. Хотя позиции противников точечного зацепления окончательно сломлены, но онине успокоились. Некоторые дошли до заявлений: «Вы наносите вред мировому редукто-ростроению». И хотя «фом неверующих» не мало, творчески мыслящие специалисты в областисовременного редукторостроения, несмотря на кажущееся противоречие общепризнан-ным постулатам, усмотрели в работах Попова идеи, существенно изменяющие миро-восприятие окружающей действительности и признали новую теорию. Так, например,ведущий специалист в области зубчатых передач, генеральный директор НПЦ «Редук-торы и приводы» (Россия), главный редактор одноименного журнала Валерий Парубецс самого начала поддержал николаевского ученого, назвав его монографию «уникальнойи дающей ответы на то, в каком направлении следует развивать редукторную науку ипрактику». Другая монография – контактная прочность зубчатых механизмов – издана тира-жом всего в 30 экземпляров, но вызвала неподдельный интерес специалистов. По непо-нятным обстоятельствам и без ведома автора она оказалась в Китае, Канаде, Германии,поступил на нее запрос из Англии. Как это произошло? Ответом могут стать действующие на мировом рынке ценностивысокотехнологичных изделий, наглядное представление о которых дают такие цифры: 1 кг нефти приносит прибыль в 35 долл., 1 кг бытовой техники – 50 долл., 1 кг авиатехники – 1000 долл., а 1 кг продукции информатики – 5000 долларов. У автора открытия накопился новый уникальный материал, в связи с чем потре-бовалось переиздание монографии с учетом нужного тиража. Однако своих средств,немалых по нынешним меркам, ему хватило для издания лишь тридцати экземпляров(вспомните издание за 6 дней монографии Е.О.Патона). В мировую копилку Украина внесла весомый процент научно-технических откры-тий. Но, одно дело дать, а другое дело – использовать эти открытия или способствоватьих признанию и внедрению в мировую практику. Сегодня из 1000 патентов, зарегистри-рованных в Украине, до стадии внедрения в производство доходят лишь 6. В Финлян-дии, например, в среднем реализуется 30% патентов, в экономически развитых странахк производственным процессам привлекается 80% ученых, в Украине – – 0,2%. Приве-денные данные позволяют понять, что интеллектуальные ресурсы Украины огромные иих использование в полной мере должно стать первостепенной задачей государственнойважности. Открытие Алексея Павловича Попова даёт право вписать его имя в кагорту лиде-ров передовой Науки. Рядом с именами приведенных в начале статьи Личностями. Ибоих объединяет высокий нестандартный созидательный потенциал, творческая мысль идействия, которые преодолевали стереотипы и находили новые пути развития. Каждыйиз них (как и многие другие Личности) своими открытиями, опережая реальности вре-мени, совершил коренной переворот в науке и производстве, оказавший воздействие навсе стороны жизни общества. К сожалению, существует и различие: отсутствие общественного признания вкладапрофессора А.П. Попова. Он единственный из славной плеяды советских докторов наук
  7. 7. и профессоров университета, который не имеет почетных званий. Хотя по вкладу впол-не достоин и «Заслуженного изобретателя Украины» и почетного звания «Заслуженныйдеятель науки и техники Украины». Труды профессора А.П. Попова должны стать укре-плением интеллектуального фундамента современной Николаевщины, ибо при государ-ственном подходе и поддержке могут повлиять на экономическую и духовную жизнькрая, Украины и даже мира. Возвращаясь к примеру с Е.О.Патоном, тогдашнее руководство, отмечая неоцени-мое теоретическое и практическое значение его открытия, возложило на него руковод-ство всеми практическими работами, назначив Государственным советником при Со-вете Народных Комиссаров СССР. Отмечая огромную поддержку и вклад ГП НПКГ «Зоря» - «Машпроект» в практиче-скую реализацию открытия А.П. Попова, целесообразно продумать вопрос его переводана предприятие и поручить ему руководство всем направлением тематики для органи-зации серийного производства не имеющих аналогов в мировой практике современныхредукторов. Владимир Подгуренко, канд. техн. наук, Заслуженный изобретатель Украины, Почетный энергетик Украины. 54017, Николаев, ул. Декабристов 38/1, кв. 9. тел. (0512) 36 – 47 – 40, 050 – 558 – 05 – 75.

×