на протяжении длительного времени, был станок Джона Вилкинсона, построенный около 1775 г. на Бершемских заводах в Англии. Эта машина обеспечивала невиданную точность исполнения. На ней был обработан

цилиндр машины Уатта. По-

следний испытал множество трудностей в отношении добро- качественной расточки и, ос- мотрев работу Вилкинсона, в восторге писал своему компаньо- ну Болтону о том, что разница перпендикулярных диаметров цилиндра диаметром 72 дюйма (около 1829 мм) в любой его части не превышает толщины шестипенсовой монеты ( «^/le дюйма—1.6 мм). Результаты же обработки на машине Смитона давали разность, равную «тол- щине пальца». Отсюда явству- ет, что Вилкинсон достиг под- линного прогресса, и это было одним из важных обстоятельств, содействовавших широкому рас- пространению машины Уатта. Известно, что машиностроитель- ная фирма «Болтон и Уатт» на протяжении многих лет была связана с Вилкинсоном и в из-

с: 1-і .н о вестной мере зависела от него.

рпМЁрШ я Чертеж станка Вилкинсона

^а (рис. 82), изготовленный не позд- нее 1795 г., а также н сама бор- штанга, относящаяся к тому же периоду, сохранились до наших дней. Чертеж борштанги пред- ставлен на рис. 83.

В станке Вилкинсона бор- штанга была выполнена в виде балки, опертой по концам. Опо- рами борштанги являлись мощ- ные подшипники скольжения. Таким образом, вопрос о дове- дении прогиба борштанги до допустимых пределов был ре- шен. Этому содействовало также то, что борштанга, опертая по концам, могла быть изготовлена достаточно большого диаметра. Решение Вилкинсона опереть

борштангу на свободном конце в наши дни представляется столь про- стым, что может даже показаться не заслуживающим особого подчер- кивания. Но это решение, учитывая состояние машиностроения в третьей четверти XVIII в., было прогрессивным.

164

Глава II

165

Борштанга станка Вилкинсона была снабжена оригинальным устрой­ством для механического передвижения режущей головки вдоль образую­щей обрабатываемого цилиндра. Для этого вдоль всей борштанги был сде­лан глубокий паз, в котором помещен по всей длине ходовой винт. Режу­щая головка могла свободно скользить вдоль борштанги, так как она была глухо скреплена с маточной гайкой, перемещавшейся при вращении винта. Последний, осуществляя движение подачи, был связан с движением самой борштанги с помощью пары зубчатых колес.

Машины, построенные в соответствии с принципами, разработанными Вллкинсоном, на протяжении по крайней мере первой половины XIX в. были лучшими устройствами для расточки цилиндров и применялись не только на заводах Англии, но также и в других странах. Этому немало содействовало помещение изображения машины в известном руководстве Николсона,⁵⁴ переведенном на иностранные языки.

Разработанные Вилкиисоном принципы конструирования расточных станков, предназначенных для внутренней обработки цилиндров большого диаметра, в большей или меньшей мере использовались русскими кон­структорами. Таких станков на русских заводах было изготовлено немало, что является наиболее наглядным доказательством того, что в России в первой половине XIX в. строилось значительное число паровых машин, насосов и воздуходувок.

Описание чертежей расточных станков нам придется вести иногда с отступлениями от хронологической последовательности. Это вызывается преимущественно различной степенью наглядности чертежей. Начав с рассмотрения наиболее подробного чертежа расточного станка Петро­заводского завода, можно полностью уяснить основной конструктивный прием оформления схемы движения подачи, которая однотипна на всех станках, но показана на других чертежах далеко не так ясно.

На рис. 84 представлена копия чертежа расточного станка Александ­ровского пушечного завода (в Петрозаводске), снятая с подлинника маркшейдерским учеником Василием Дубинкиным в марте 1827 г.⁵⁵

⁵⁴ Nicholson. The Operative Mechanic. London, 1825.

⁵⁵ ЦГИАЛ, ф. 37, on. 63, д. 34, Планы Александровского (Петрозаводского) за­вода, л. 36, «Чертеж машины, устроенной для сверления чугунных цилиндров равного рода при Александровском пушечном заводе»; л. 37, «Чертеж поперечным и продоль­ному профилям машине, устроенной для сверления чугунных цилиндров разной вели­чины при Александровском пушечном заводе».

Станок приводился в движение водяным колесом. Главное движение осуществлялось с обычной для того времени простотой. Малое зубчатое колесо 1 (рис. 84, а), сидевшее на валу, связанном с валом водяного колеса

« о

05

О

а ео

СО

О ft

er о а

о ■

ЕЙ

о

я

о

ft

и:

« <

к о

через зубчатую передачу, сцеплялось с большим зубчатым колесом 2, посаженным на вал 3. Последний опирался на два подшипника 4, под­держивавшихся опорами 5. Шпиндель 6 опирался обоими концами на подшипники 7, поддерживавшиеся массивными стойками 8. С помощью кулачковой муфты 9, приводившейся в действие рукояткой 10, шпиндель 6

мог сцепляться с валом 3. Включением и выключением муфты 9 осуще­ствлялся пуск и останов станка. На шпинделе (или борштанге) 6 находи­лась большая расточная головка, диаметр которой соответствовал диа­метру растачивавшегося цилиндра. Вылет зубьев регулировался вручную после каждого прохода в зависимости от требовавшейся глубины реза­ния.

Обрабатываемый цилиндр 11 устанавливался на постоянных метал­лических опорах 12, связанных со станиной, сверх которых при необхо­димости регулировки ставились прокладки. С помощью накладок 13 и болтов 14 цилиндр можно было прочно закрепить на опорах 12.

Подача расточной головки вдоль шпинделя осуществлялась вследствие того, что последняя была связана с рамой, состоявшей из двух длинных призматических стержней, соединенных на одном конце поперечной план­кой. Два длинных стержня рамы являлись шпонками, скользившими в двух пазах, симметрично расположенных по концам диаметра шпинделя и прорезанных по всей его длине. Длина рамы несколько превышала длину пазов шпинделя.

Опишем подробно устройство, заставлявшее раму перемещаться в па­зах шпинделя и тем самым перемещать вдоль него расточную головку. На шпинделе 6 было посажено зубчатое колесо 15, находившееся в за­цеплении с колесом 16, сидевшим на валике 17. На другом конце валика 17 было посажено зубчатое колесо 18, находившееся в зацеплении с коле­сом 19, сидевшим на валике 20.

На конце валика 20, упиравшегося в торец шпинделя 6, был посажен короткий ходовой винт 21. Длинные стержни 22, являвшиеся скользя­щими шпонками расточной головки, имели на себе части винтовой нарезки, так что составленная из них рама представляла собой как бы винтовую рейку винта 21. Винт 21 вращался вокруг своей оси вместе с валиком 20, но перемещаться вдоль нее не мог. Поэтому надетая па него рама-гайка 22 только при его дополнительном вращении с помощью рукоятки 23 могла перемещаться вдоль своей оси, или, что то же, вдоль оси шпинделя 6. Она перемещалась в его пазах, и расточная головка скользила вдоль шпинделя 6 вместе с ней.

Узел стойки 8 и подшинника 7 хорошо показан на рис. 84, б. На этом чертеже ясно видно, что пазы шпинделя, в которых перемещалась рама 22, проходили сквозь подшипник 7 и зубчатое колесо 15. Таким образом, никакого препятствия для перемещения рамы 22 здесь не имелось. Когда расточная головка доходила до конечного пункта, в соответствии с тех­нологическими требованиями станок выключали нажатием рукоятки 10 кулачковой муфты 9. Затем валик 17 сдвигали вдоль его осп и выводили из зацепления сидевшие на нем зубчатые колеса 16 и 18. После этого вра­щением рукоятки 23 заставляли вращаться валик 20 и посаженный на нем винт 21. Таким образом рама 22 выводилась из пазов шпинделя 6 и расточная головка занимала исходное положение для совершения нового прохода.

Диаметр шпинделя станка был равен 9 дюймам (229 мм), наибольший ход расточной головки И дюймам (279 мм), высота центров 4 футам (1219 мм).

После рассмотрения наиболее характерного и подробно показанного па чертежах расточного станка, обратимся к другим конструктивным вариантам.

На рис. 85 показан специальный расточный станок, изготовленный на Александровском пушечном заводе (в Петрозаводске) для обработки «больших цилиндров (насосов, — Ф■ 3.) к Ладожскому каналу». Чертеж

169

был снят с натуры унтер-шихтмейстером Медведевым в январе 1828 г.⁵⁶ ■

Рассматриваемый чертеж особенно интересен потому, что на нем показаны привод — водяное колесо, расточная головка и, кроме того, тележка, сохранившаяся от прежнего станка, описанного еще И. Ф. Гер­маном, в первые годы XIX в. Таким образом, этот новый станок, разме­щенный на станине ранее существовавшего станка, являлся связующим звеном между старыми расточными станками с тележками и станками нового типа, у которых борштанга опиралась на подшипники с обоих кондов, а подача режущего инструмента была механизирована. Действи­тельно, основная часть станка в виде фундамента, станины и системы при­вода полностью сохранялась и необходимые переделки не были дорого­стоящими.

Диаметр шпинделя станка был равен И дюймам (279 мм), высота цент­ров 3 футам 7 дюймам (1092 мм). Наибольший диаметр обрабатывавшегося цилиндра был равен 5 футам 4 дюймам (1626 мм), а длина его 8 футам (2438 мм).

На рис. 86 представлен чертеж расточного станка конструкции Чере­пановых, работавшего в Выйском механическом заведении.⁵⁷ Устройство станка не отличалось в принципе от подробно описанного выше расточного станка Александровского пушечного завода. Он интересен прежде всего как один из важных предметов оборудования Выйского механического заведения, на котором были построены многие паровые машины, созданные Черепановыми. При рассмотрении чертежа обращает внимание простота, с которой воплощена обычная в то время конструкция, во всем станке нет ничего лишнего.

На рис. 87 представлен относящийся к 1830 г. чертеж станка, построен­ного на Луганском заводе и длительное время находившегося в эксплуата­ции.⁵⁸ Его конструктором и строителем был заводской механик Леонтий Изгоров.

Цилиндр 1 растачивался тяжелой расточной головкой 2, сидевшей на массивной борштанге 3. Последняя опиралась на подшипники 4. Борштанга приводилась во вращение (главное движение) шкивом 5 через червячную пару, обеспечивавшую большое передаточное число. Цифрой 6 обозначен червячный вал, а цифрой 7 — червячное колесо, неподвижно посаженное на борштангу.

Движение подачи осуществлялось через сидящее на борштанге зуб­чатое колесо 8, находившееся в зацеплении с колесом 9, сидевшим на пере­даточном валу 10. На другом конце вала 10 было посажено зубчатое колесо 11, находившееся в зацеплении с колесом 12, вращавшим валик 13. На конце валика 13 был посажен винт 14, вращавшийся вместе с валиком. Винт 14 не имел продольных перемещений. С ним была связана гайка 15, наре­занная на длинной раме. При вращении винта 14 гайка-рама 15 переме­щалась в продольном направлении и перемещала связанную с ней расточ­ную головку 2 по двум симметрично расположенным пазам 16, идущим вдоль всей борштанги 3. Это перемещение достигалось при соответствую-

⁵⁶ ЦГИАЛ, ф. 37, оп. 63, д. 34, Планы Александровского (Петрозаводского) завода, л. 35, «Чертеж нарочно устроенной машины для сверления больших цилиндров к Ладожскому каналу, при Александровском пушечном заводе»; л. 34, «План машины, нарочно устроенной для сверления больших цилиндров к Ладожскому каналу для на­полнения оного водою».

⁵⁷ НТФ ГИАСО, ф. 47, Альбом Выйского механического заведения.

⁵⁸ ЦГИАЛ, ф. 37, оп. 9, д. 687, О строении машин, л. 147, «Чертеж станку для про- сверления цилиндров».

171

щем подборе зубчатых колес 8, 9, 11, 12. Обратный ход расточной головки мог быть обеспечен при использовании съемной рукоятки. Диаметр бор­штанги был равен. 10 дюймам (254 мм), наибольший ход расточной головки

11 дюймам (279 мм), расстояние от оси борштанги до станины 2 футам 7 дюймам (787 мм).

Здесь интересно подчеркнуть, что для изменения чисел оборотов в ме­ханизме главного движения применена червячная пара, а в механизме движения подачи — винтовая пара. Кроме того, обращают на себя вни­мание массивные литые подшипники борштанги и валика подачи, снаб­