Колесно-токарный станок и его эволюция к современным типам

ИЗВЪСТІЯ

Томскаго Технологическаго Института

Императора Николая II. т. 10. 1908. N« 2.

I.

П. А. Козьминъ.

Съ приложеніемъ XI таблицъ чертежей. 1—52.

"л

Колесно-токарный станонъ

и его эволюція къ современнымъ типамъ.

I.

Прежде чѣмъ приступить къ разработкѣ намѣченнаго вопроса, считаю не лишнимъ изложить тѣ соображенія, которыя заставили меня заняться этой работой.

Если мы бросимъ, хотя бы бѣглый взглядъ, на развитіе нашего желѣзнодорожнаго дѣла и сравнимъ условія и результаты эксплоатаціи желѣзныхъ дорогъ въ Россіи и въ Западной Евроиѣ, а особенно въ Америкѣ (Соединенныхъ Штатахъ), то насъ больше всего поражаетъ дороговизна эксплоатаціи въ Россіи при всѣхъ прочихъ одинаковыхъ или даже болѣе благопріятныхъ условіяхъ.

Для большей наглядности я буду проводить цифровыя параллели нашихъ дорогъ съ сѣтью Сѣверо-Американскихъ Соединенныхъ Штатовъ, такъ какъ желѣзныя дороги этой страны по характеру транспорта подходятъ къ нашимъ, обслуживая территорію главнымъ образомъ полуфабрикатомъ и сырьемъ (чугунъ, уголь, хлопокъ, зерновой хлѣбъ, лѣсъ и пр.).

Обращаясь къ товарнымъ перевозкамъ па 1 пудо-версту, мы видимъ, что провозъ на эту единицу у пасъ на 26,6°/о дороже, чѣмъ въ Соединенныхъ Штатахъ. Цыфра эта еще больше оттѣняется, если принять во вниманіе то, что средняя заработная плата на одного служащаго и рабочаго въ Соед. Штатахъ въ 3 раза выше, чѣмъ у насъ.

Ясно, что только при высокой технической постановкѣ эксплоатаціи желѣзныя дороги Соед. Штатовъ могутъ давать большую прибыль при болѣе низкой тарифной расцѣнкѣ, не смотря на высокую заработную плату.

Иллюстрируя статистическими данными высокую постановку техники эксплоатаціи желѣзныхъ дорогъ С.-А. Соединенныхъ Штатовъ, слѣдуетъ указать прежде всего на число рабочихъ и служащихъ на 1 версту: у насъ 12,3 человѣка, а въ Соед. Штатахъ 3,5 чел., т. е. въ 3 раза меньше, чѣмъ у пасъ.

Далѣе, у насъ на 100 верстъ желѣзныхъ дорогъ 31 паровозъ, а въ Америкѣ лишь 14; товарныхъ вагоновъ на тѣ же ЮО верстъ у насъ

719. а въ Соед. Штатахъ 551 при одинаковомъ количествѣ перевозимыхъ товаровъ на единицу пути и на одну вагонную ось.

Всѣ эти данныя относятся къ среднимъ выводамъ по эксплоатаціи желѣзныхъ дорогъ за послѣднія десять лѣтъ.

Но если мы знаемъ, что бюджетъ эксплоатаціоннаго расхода желѣзныхъ дорогъ въ значительной степени состоитъ изъ расхода на ремонтъ и возобновленіе подвижного состава, то выводъ ясенъ: уменьшеніе абсолютной величины этого расхода зависитъ также и отъ болѣе раціональнаго оборудованія мастерскихъ.

Несомнѣнно, что при, такъ называемой, „американской“ ѣздѣ паровозовъ, изнашиваемость паровоза въ Америкѣ гораздо выше чѣмъ у пасъ, благодаря тому, что пробѣгъ американскихъ паровозовъ вдвое больше пробѣга нашихъ. Точно также и вагоны въ одну и ту же единицу времени значительно больше находятся въ работѣ, чѣмъ у насъ.

Отсюда уже совершенно понятно, что ремонтный оборотъ подвижного состава въ Америкѣ гораздо быстрѣе, чѣмъ у насъ, а слѣдовательно и мастерскія тамъ приспособлены къ производительности, по крайней мѣрѣ вдвое большей, чѣмъ наши.

Какъ ни соблазнительна тема разработки нормальнаго типа американскихъ мастерскихъ, но я беру на себя несравненно болѣе скромную задачу—указать нормальный типъ лишь колесно-токарнаго станка, какъ наиболѣе тяжелой и дорогой машины. И я думаю, что только рядомъ предварительныхъ кропотливыхъ изслѣдованій отдѣльныхъ типовъ станковъ, мы сможемъ подойти къ разрѣшенію задачи раціональнаго оборудованія не только желѣзнодорожныхъ мастерскихъ, но и мастерскихъ вообще но механической обработкѣ металловъ, подходя къ рѣшенію этой задачи опредѣленіемъ наибольшей производительности въ связи съ цѣлесообразностью конструкцій.

Однако, рядомъ со скромной задачей указать нормальный типъ колесно-токарнаго станка, я попытаюсь опредѣлить въ этой статьѣ основы тѣхъ научныхъ требованій, которыя должны быть приняты при характеристикѣ и оцѣнкѣ того или другого типа машины для механической обработкѣ матеріала вообще и металловъ въ частности.

Нужно считать неоспоримымъ тотъ фактъ, что нагроможденіе чертежей и описаній конструкцій машинъ въ книгахъ по механической технологіи, долженствующихъ быть научпой литературой для техниковъ, является лишь плохой технической хроникой. Научнымъ требованіямъ книга можетъ удовлетворять лишь тогда, когда, во 1-хъ, она даетъ ясное понятіе о процессѣ производства, не смѣшивая суть процесса съ рецептомъ: во 2-хъ, когда въ ней схематезированы конструкціи машины и части машинъ, выполняющія ту или другую стадію процесса. Второе требованіе важно въ томъ отношеніи, что оно обязываетъ автора избѣгать загромажденія изслѣдованій или руководствъ

конструктивными описаніями, а главное—даетъ намъ возможность ясно опредѣлять суть конструкціи и читать чертежъ безъ длиннѣйшихъ описаній. Удовлетворяя первому и второму требованію, мы такимъ образомъ создаемъ критеріи для ясной всесторонней критической оцѣнки машины.

Итакъ, процессъ обработки и схема машины, характеризующая тотъ пли другой моментъ процесса,—вотъ основа всякой механической технологіи. Нечего и говорить, что сюда допустимы и даже необходимы иллюстраціи схемъ конструктивнымъ чертежомъ. Но когда рѣчь идетъ о монографіи какого-либо опредѣленнаго типа машины, имѣющей спеціальное назначеніе, то кромѣ процесса работы и схемы .этой машины необходимо развернуть передъ читателемъ полную картину ея историческаго развитія вплоть до нашихъ дней, чтобы поставить мысль конструктора на желѣзпыя коллеи логики, опредѣляющей закономѣрное движеніе творчества мысли и устраняющей ея порханіе въ область фантазіи.

Уяснивъ себѣ процессъ работы данной машины и познакомившись съ исторіей осуществленія этого процесса опредѣленными органами механизма, конструкторъ, создающій новую машину, или инженеръ, которому приходится имѣть дѣло съ готовой машиной, можетъ вполнѣ оріентироваться въ «томъ вопросѣ. Его отвѣты будутъ логическимъ заключеніемъ пли продолженіемъ предыдущей работы, если это конструкторъ, и чистымъ источникомъ его требованій будетъ та же логика цѣлесообразности, если это инженеръ практикъ. II только такимъ путемъ мы можемъ привести работу творческой мысли къ высокой производительности и удержать ее на прямомъ пути логики, миновавъ который, лишь „генііг* изобрѣтательности бродятъ, какъ слѣпые, тропинками фантазіи и творчества угадыванія. Что изобрѣтательность есть наука, а не искусство, показываетъ намъ классическая страна изобрѣтеній и изобрѣтателей—Америка, которая давно уже пошла строго научнымъ путемъ, провѣряя экспериментально лишь теоретически созданную конструкцію изобрѣтателя.

*

*

Однимъ изъ немногихъ станковъ, производительность которыхъ можетъ быть болѣе пли менѣе точно учтена даже въ грубомъ практическомъ смыслѣ этого слова, является колесно-токарный станокъ. Нѣтъ ни однихъ желѣзнодорожныхъ мастерскихъ для средняго ремонта паровозовъ, которыя могли бы обходиться безъ колеспо-токарнаго станка,—эго во 1-хъ, а во 2-хъ, дороговизна этого станка, едва ли не самаго дорогого изъ всего оборудованія, какъ и наиболѣе высокая онлачиваемость труда рабочаго на немъ, заслуживаетъ того, чтобы остановиться па этомъ станкѣ и дать критическую оцѣнку его со-

временной конструкціи. Но, какъ ранѣе уже сказано, болѣе или менѣе правильная оцѣнка современнаго типа этого станка возможна лишь тогда, когда мы прослѣдимъ эволюцію его конструкціи, т. е. познакомимся со станкомъ въ его исторической перспективѣ.

Колесно-токарный станокъ, какъ въ его историческомъ прошломъ, такъ и въ настоящее время употребляется почти исключительно для обточки поверхности катанія и боковыхъ поверхностей бандажей полускатовъ. И если прежде станокт> конструировался съ приспособленіемъ для увеличенія скорости вращенія съ цѣлью обточки осевыхъ шеекъ полускатовъ, то регулированіе скорости съ этой же цѣлью въ современныхъ конструкціяхъ станка надо признать конструктивнымъ атавизмомъ изобрѣтателей, какъ я это постараюсь доказать ниже.

Насколько велика роль колесно-токарнаго станка въ желѣзнодорожномъ дѣлѣ, можно судить хотя бы по тому факту, что кромѣ обточки новыхъ бандажей, переточка сработанныхъ опредѣляется колоссальной цифрой, т. к. общій пробѣгъ наровозо-тендеро и вагоноосей ежегодно доходитъ до тридцати милліардовъ осе-вврстъ. А ото, при пробѣгѣ между переточками отъ 15 до 50 тыс. верстъ для оси, создаетъ громадное количество полускатовъ, нуждающихся въ переточкѣ.

Характеризуя колесно-токарный станокъ какъ въ его конструктивной эволюціи, такъ и въ современномъ болѣе или менѣе установившемся типѣ, я буду придерживаться слѣдующихъ трехъ принциповъ, которые и положу въ основу оцѣнки станка въ смыслѣ его конструктивной цѣлесообразности и простоты:

1. Способъ приведенія во вращательное движеніе обтачиваемаго полуската и регулированіе этого движенія.

2. Характеръ рабочаго инструмента, употребляемаго для обточки.

3. Установка (суппортъ) и перемѣщеніе рабочаго инструмента по линіи обработки.

Въ порядкѣ этихъ трехъ основныхъ положеній, вытекающихъ изъ самаго процесса работы—сниманіе стружки съ поверхности катанія бандажа для приданія ей необходимаго профиля, я и буду излагать настоящую монографію.

Уже само названіе колесно-токарнаго станка показываетъ, что первою мыслью изобрѣтателя должно было быть перенесеніе идеи обыкновеннаго токарнаго стапка въ построеніе колесно-токарпаго. II дѣйствительно, вѣроятно, однимъ изъ первыхъ былъ сконструированъ и построенъ станокъ, схематически изображенный па фиг. 1. Говорю »вѣроятно“, потому что въ литературѣ почти за шестьдесятъ лѣтъ я не нашелъ никакихъ слѣдовъ этого станка, тогда какъ станки этой конструкціи (3 экземпляра) работаютъ и до сихъ поръ па Иутилов-скомъ заводѣ, старѣйшемъ изъ русскихъ заводовъ (основанъ 1801 г.),

н потому представляющемъ хорошій музей исторической и современной техники.

Какъ видно изъ схемы, этотъ станокъ представляетъ изъ себя точную копію въ увеличенномъ масштабѣ обыкновеннаго токарнаго станка Въ немъ передняя бабка А съ планшайбой Z установлена неподвижно. Задняя упорная бабка В подвижная и по конструкціи шпинделя С представляетъ упорную бабку старыхъ токарныхъ станковъ. Планшайба Z съ зубчатымъ вѣнцомъ получаетъ вращательное движеніе отъ вала V при помощи шестерни Zt: полускатъ Р устанавливается на упорныхъ центрахъ и укрѣпляется водилами. Такимъ образомъ, упорный центръ передней бабки вращается вмѣстѣ съ планшайбой и полускатомъ, тогда какъ центръ задней бабки неподвиженъ. Обѣ бабки установлены на станинѣ Т.

Станокъ въ конструктивномъ отношеніи необычайно простъ, тѣмъ болѣе, что на немъ нѣтъ перебора зубчатыхъ колесъ для измѣненія скоростей; но прямое перенесеніе идеи токарнаго станка въ колеснотокарный явно нецѣлесообразно. Во 1-хъ, станокъ этотъ, берущій не менѣе ЗНР, сильно разрабатываетъ упорнымъ центромъ подвижной бабки соотвѣтствующее ему углубленіе въ оси полуската, вызывая этимъ децентрировку, что неблагопріятно вліяетъ на правильность обточки полуската; во 2-хъ, все усиліе работы передается на одну нижнюю шестерню приводнаго вала, а это создаетъ быструю сработку шестерни и разработку подшипника.

II то и другое явленіе наблюдается при работѣ на этихъ станкахъ, и поэтому ГІутиловскій заводъ, не имѣя все-таки мужества выбросить полностью эти археологическія украшенія вагонныхъ механическихъ мастерскихъ, рѣшилъ послѣ многочисленныхъ ремонтовъ передѣлать одинъ изъ наиболѣе разрушенныхъ станковъ, приблизивъ его къ современному типу.

Итакъ, эта конструкція станка, хотя и проста, но не цѣлесообразна. Указанные выше недостатки сразу наталкиваютъ техника на правильную идею конструкціи колесно-токарнаго станка. Ясно, что станокъ

долженъ быть сконструировалъ такъ, чтобы, во 1 *хъ, полускатъ въ обработкѣ пе подвергался децентрировкѣ, а во 2-хъ, чтобы усиліе для прнведепія во вращательное движеніе обрабатываемаго полуската передавалось болѣе равномѣрно.

II дѣйствительно, мы видимъ, что формой осуществленія этой идеи въ исторической послѣдовательности будетъ непосредственный переходъ къ установкѣ задпей подвижной бабки такой же конструкціи, какъ и передняя, т. е. съ вращающейся планшайбой вмѣстЬ съ упор-пымъ центромъ и получающей «то вращеніе отъ общаго вала.

Такимъ образомъ, осевыя углубленія лѣвой части полуската пе разрабатываются, что сохраняетъ правильную установку оси, а усиліе вращепія перелается равномѣрно на оба конца полуската.

Схематически изобраясеппый колеспо-токарный станокъ этого высшаго по сравненію съ предыдущимъ тина показанъ на фиг. .2.

Здѣсь на станинѣ S установлено двѣ бабки В, изъ которыхъ одна, передняя, принимающая движеніе отъ приводнаго вала или мотора, веподвпяша, а другая, задняя, можетъ перемѣщаться вдоль по станинѣ S. Бабка обыкповенпо состоитъ изъ станины В съ глухими (старыя конструкціи) или разъемными подшипниками Е, въ которые помѣщается шпиндельный валъ А, оканчивающійся центромъ d. На валу А укрѣпляется планшайба С съ зубчатымъ вѣнцомъ. Полускатъ Р устанавливается па шпиндельныхъ центрахъ d и приводится во вращательное движеніе водилами D.

Перемѣщеніемъ одной изъ бабокъ и одпого или обоихъ шпинделей съ центромъ d, станокъ можетъ быть приспособленъ для полускатовъ съ осями различной длины, т. е. для широкой и узкой колеи, или вагонныхъ и паровозныхъ съ кривошипами полускатовъ.

Насколько цѣлесообразно осуществлена эта схема, представляющая въ данный моментъ наиболѣе распространенный типъ колесно-токарпаго станка, я покажу ниже, при детальномъ разсмотрѣніи конструкцій въ ихъ исторической послѣдовательности, а теперь перехожу къ двумъ другимъ схемамъ.

При обточкѣ бандажей важно, чтобы ііхъ поверхности обработки были точно концентричны оси полуската и тѣмъ самымъ концѳнтрич-ны поверхностямъ осевыхъ шеекъ. Не всегда, однако, можно положиться въ ятомъ отношеніи на шпиндельные центры, и вотъ у конструктора возникаетъ идея уничтожить могущую произойти погрѣшность, т. е. сдѣлать вращеніе иолуската независимымъ отъ центровъ. Идея зта впервые получила свое осуществленіе, какъ мы увидимъ ниже, свыше 40 лѣтъ назадъ. Станокъ но зтой идеѣ конструируется такимъ образомъ, чтобы полускатъ можно было установить и центрировать не на шпиндельныхъ центрахъ, а на осевыхъ шейкахъ.

Схемою такого станка можетъ быть принята фиг. 3. Здѣсь прежде всего мы видимъ, что въ станинахъ бабокъ въ неподвижныхъ гнѣздахъ D установлены не вращающіеся шпинделя В. могущіе совершать лишь поступательное движеніе. Упорные же центры d имѣютъ цѣлью лишь ье позволять оси иолуската двигаться вправо и влѣво.

ІІолускатъ устанавливается шейками въ подшипникахъ С, которые центрируются болтами а. Планшайбы R съ зубчатыми вѣнцами вращаются на втулках'ь А, являющихся продолженіемъ станинъ бабокъ, и получаютъ движеніе отъ главнаго вала V черезъ шестерни Z.

Одна изъ двухъ бабокъ—передняя—неподвижна; задняя бабка можетъ перемѣщаться вдоль по станинѣ. При обточкѣ полускатъ, упираясь въ центры d, вращается шейками въ подшипникахъ С. Этимъ, однако, схема не исчерпывается. Очевидный недостатокъ такого закрѣпленіи полускатовъ— стираніе и возможный задиръ осевой шейки—вынудилъ конструкторовъ укрѣпить подшипникъ па планшайбѣ и сдѣлать его вращающимся, т. е. обратить его въ удерживающія втулки.

Наконецъ, четвертый типъ станковъ, встрѣчающійся только въ Америкѣ, схематически изображенъ па фиг. 4. Прежде всего, станки

»того типа имѣютъ цѣлью устранить весьма существенный недостатокъ двухъ предыдущихъ типовъ, заключаіційся въ томъ, что сцѣпленія зубчатыхъ вѣнцовъ съ шестернями па главномъ валу станка

никогда не могутъ быть подогнаны точно. Въ силу этого разрабатывается сначала одна шестерня, входящая раньше другой въ сцѣпленіе, а затѣмъ и другая. Станки 4-го типа, кстати сказать, наиболѣе сильные, принимаютъ вращательное движеніе однимъ зубчатымъ колесомъ R и передаютъ его полускату при помощи кулаковъ г планшайбъ Si, связанныхъ съ R. Бабки В, обѣ подвижныя—существенное отличіе отъ предыдущихъ схемъ-—несутъ планшайбы S съ упорными шпинделями Т, оканчивающимися самоцентрирующими башмаками п; планшайбы S также укръиляютъ иолускатъ кулаками q и вращаются вмѣстѣ со шпиндельнымъ валомъ.

Въ этихъ четырехъ схемахъ и укладываются всѣ разнообразныя конструкціи колесно-токарныхъ станковъ.

ж

* *Х

Перейдемъ теперь ко второму оснавному критерію оцѣнки станка, именно къ типу рабочаго инструмента, употребляемаго для обточки.

Рабочій инструментъ, какъ и самая первая конструкція колеснотокарнаго станка, былъ взятъ отъ обыкновеннаго токарнаго станка т. е. это былъ обыкновенный рѣзецъ. Приспособляя рабочій инструментъ къ характеру обрабатываемой поверхности, создали фасонный рѣзецъ для гребня бандажа. Но рядомъ съ рѣзцомъ, берущимъ стружку единственной рѣжущей гранью, существовала попытка ввести и болѣе сложный рабочій инструментъ—фрезу.

Попытка эта, какъ мы увидимъ ниже, приняла даже опредѣленныя реальныя формы.

Большую роль въ производительности и чистотѣ работы станка имѣетъ установка и регулированіе движенія рабочаго инструмента;

поэтому конструкція суппорта, иначе говоря, установка и перемѣщеніе рѣзца но линіи обработки, является третьимъ критеріемъ оцѣнки колесно-токарнаго станка. Въ зависимости отъ подачи рѣзца суппорта бываютъ двухъ родовъ. Во 1-хъ, простые суппорта, на которыхъ работаютъ простыми и фасонными рѣзцами, и во 2-хъ, автоматическіе,*) съ помощью которыхъ фасонный профиль бандажа обрабатывается только простымъ рѣзцомъ.Бъ нервомъ случаѣ рабочій обязательно регулируетъ толщину стружки въ ручпую, а во 2-мъ, какъ ширина, такъ п толщина стружки опредѣляется автоматическимъ ходомъ суппорта, хотя и суппорта второго типа конструируются такъ, чтобы на нихъ можно было и въ ручную регулировать ходъ рѣзца.

Наконецъ третій типъ суппортовъ- -ото суппорта для фрезы.

II.

Характеристику самихъ станковъ будемъ дѣлать, конечно, въ той послѣдовательности, въ какой это было намѣчено въ предыдущей главѣ.

Вмѣстѣ съ тѣмъ, говоря о способѣ приведенія полѵската во вращательное движеніе, намъ придется давать понятіе о конструкціяхъ бабокъ во всѣхъ ихъ существенныхъ деталяхъ, начиная отъ шпинделей, шпиндельныхъ валовъ и планшайбъ, и кончая способомъ перемѣщенія ихъ въ продольномъ направленіи. Важно также остановиться на способахъ измѣненія и регулированія скоростей вращенія. Что же касается станины самого станка, то объ этомъ удобнѣе будетъ говорить при описаніи станковъ.

На станкахъ перваго типа не приходится останавливаться уже по одному тому, что въ конструктивномъ отношеніи они представляютъ лишь обыкновенный токарный станокъ увеличеннаго масштаба. Поэтому переходимъ къ описанію второго типа и попробуемъ прослѣдить развитіе его конструкціи.

Однимъ изъ старѣйшихъ станковъ этого типа является несомнѣнно станокъ англійскаго когда-то гремѣвшаго славой па всю Европу завода Sharp, Stewart &Со въ Манчестерѣ. Одинъ изъ этихъ могикановъ работаетъ и до сихъ поръ со времени постройки ж. д. въ петербургскихъ мастерскихъ (колесный цехъ) ІІетербурго-Варшавской ж. д. По-видимомѵ, это одинъ изъ первыхъ колесно-токарныхъ станковъ, построенныхъ заводомъ Sharp, Stewart & Со, теперь уже не существующимъ, и возрастъ его не менѣе 50 лѣтъ, т. к. онъ работалъ еще до постановки въ мастерскихъ.

Болѣе точно установить дату изготовки этого станка мнѣ не удалось, т. к. въ литературѣ о первыхъ станкахъ Stewart’a нѣтъ свѣдѣ-

*) Едва лп не первую конструкцію автоматическаго суппорта (обточка по фасон-вому шаблону) для токарнаго станка находимъ у проф. А Ledebour’a въ его книгѣ ^Die Verarbeitung der Metalle auf mechanischem Wege1*, 1877.

ніИ, какъ нѣтъ данныхъ н въ архивахъ завода Loudon Brothers, Ltd, унаслѣдовавшаго исчезнувшую фирму.

Существенными чертами этого станка, несомнѣнно родоначальника колесно-токарныхъ станковъ 2-го типа, являются его шпиндель-

Фиг. 5.

ныП валъ и планшайба. Шпиндельный валъ С, фиг. какъ у старыхъ токарныхъ станковъ, заточенъ на конусъ въ своихъ цапфовыхъ частяхъ, входящихъ въ глухіе подшипники В. Подтягиваніе вала при разработкѣ мѣдныхъ цѣльныхъ вкладыпіеН V и VL. производится, какъ въ токарныхъ станкахъ, круглыми гаПками m и п (діам. 30 m 'm. ходъ треугольн. нарѣз. винта nm/m).

Шпиндель D, оканчивающійся упорнымъ центромъ S, имѣетъ направляющій поршень Ь, одно цѣлое съ D, который предупреждаетъ также и продольный изгибъ шпинделя. Фланецъ а удерживаетъ шпиндель отъ продольнаго движенія, опираясь на гайку Е, ввинченную въ шпиндельный ватъ совпутри. Вращаемый маховикомъ винтъ с шпинделя подаетъ впередъ или назадъ центръ S при помощи центродержателя К, удерживаемаго отъ вращательпаго движенія яблокомъ г съ шипомъ,ходящимъ въ пазу q центродержателя. Вкладышъ е центро-дерягателя К—стальной, какъ и шпнпдель; шпнпделышй валъ С— чугунный. Планшайба Р, отлитая за одно цѣлое съ зубчатымъ вѣнцомъ (характерно для станка старой конструкціи), соединяется со шпиндельнымъ валомъ шестью болтами; вращательное движеніе она получаетъ отъ вала V, проходящаго подъ бабками но оси станка, черезъ шестерню Q, которзя можетъ быть выключена вилкой R, если это понадобится. На фиг. в изображена фотографія подвижной бабки, и здѣсь ясно видны глухіе подшипники. Передняя неподвижная бабка несетъ на себѣ передачу для вращенія вала и отдѣльный ступенчатый шкивъ съ шестерней на его же оси, сцѣпляющейся съ зубчатымъ вѣнцомъ плапшайбы. Послѣднее приспособлено для полученія большой скорости вращенія станка, необходимой при обтачиваніи осевыхъ шеекъ.

Фиг. 6.

Недостатки этой конструкціи очевидны: глухіе подшипники, а отсюда трудность сборки и, главное, регулировки шпиндельнаго вала' при сработкѣ вкладышей, осложпенной еще цѣльными вкладышами; второй существенный недостатокъ—это цѣльная отливка планшайбы и зубчатаго вѣнца, т. к. въ этомъ случаѣ поломка нѣсколькихъ зубьевъ

вынуждаетъ выбросить всю планшайбу. Вскорѣ, однако, уже въ СО-хъ годахъ заводъ Stewart'a конструируетъ разъемные подшипники, а зуб-натый вѣнецъ отливается отдѣльно отъ планшайбы и прикрѣпляется къ ней болтами. Въ этомъ случаѣ поломка нѣсколькихъ зубцовъ даетъ возможность свободно поставить латку на снятомъ съ планшайбы вѣнцѣ, или въ крайнемъ случаѣ отлить новый вѣнецъ, если ремоптъ его не возможенъ.

Высшею формой конструкціи является стапокъ инженера Mesmera «(машиностроительный заводъ въ Страсбургѣ), построенный въ 50-хъ годахъ. Здѣсь, очевидно, Mesmer вполнѣ сознательно устраняетъ недостатки станковъ 1-й схемы и стюартовскихъ 2 й. Оставляя пока въ сторонѣ полное описаніе станка, обратимъ вниманіе лишь на то, что эдѣсь подшипники разъемные; вкладыши состоятъ изъ двухъ половинъ, зубчатый вѣнецъ отлитъ отдѣльно и прикрѣпляется къ планшайбѣ болтами. Правая бабка (Табл і.) несетъ (фиг. 22) выдвижной шпиндель С1, тогда какъ лѣвая имѣетъ неподвижный С (фшг. 20) съ центромъ е. Планшайбы J и ѣ приводятся во вращательпое движеніе отъ вала К черезъ насаженныя на него шестерни k (фиг. 17), при чемъ валъ К получаетъ движеніе черезъ зубчатый переборъ 6, L и 1C отъ ступенчатаго шкива D (<фиг. 17 и 18). Изъ фиг. 18 на лѣвой бабкѣ видно, что, включая или выключая шестерню d, можно получать 2 различныхъ скорости: малую—для обточки бандажа и большую—для обточки и полировки осевыхъ шеекъ.

При нѣкоторыхъ конструктивныхъ наивностяхъ (упорный центръ f неподвижной бабки съ возможностью небольшихъ перемѣщеній шпиндельнаго вала, укрѣплепный въ приливѣ станины—г/жг. 17) •этотъ станокъ всетакп отличается большой обдуманностью, и но его схемѣ станки 2-го типа конструировались по крайней мѣрѣ 40 лѣтъ со времени изобрѣгепія.

Если мы сравнимъ стюартовскій стапокъ съ Мевтег'омъ, то по конструктивнымъ усовершенствованіямъ легко установить иреемствеппость идей Stewart'a, хотя точно мнѣ н не удалось установить это въ хронологическомъ порядкѣ.

Обдумапная детализація конструкціи но той или другой идеѣ—характерная черта нѣмецкихъ инженеровъ, и всѣ детали станка Mrsmer’a настолько ярко выражены, что падолго легли въ основу конструированія станковъ этого типа.

Непосредственнымъ развитіемъ конструкціи станка Mesmer'a является очень распространенный станокъ (фиг. .7 и 8-й), изготовляемый еще и теперь не только въ Россіи, но и на Западѣ.

Па (фиг. 7 и 8 изображены лѣвая и правая (подвижная) бабки -станка завода б. К. А. Вейхельтъ въ Москвѣ. Сравнивая этотъ станокъ съ Мезтег’овскимъ, мы видимъ, что въ немъ, во 1-хъ, выдвиж-

пой шпиндель также и у неподвижной бабки, во 2-хъ, имѣется приспособленіе для автоматической подачи суппорта (шестерни е съ кривошипами f видны на правой бабкѣ и h на лѣвой) и, въ 3 хъ, подача подвижной бабки не отъ руки и ломами, какъ у Стюарта и Mesmer'a, а винтомъ К, входящимъ въ винтовую самоходную гайку, соединенную съ подошвой бабки. Этотъ нѣмецкаго происхожденія станокъ варьируется европейскими и американскими заводами лишь въ смыслѣ улучшенія отдѣльныхъ деталей,

Какъ на одинъ изъ существенныхъ недостатковъ этого станка можно указать на то, что ступенчатый шкивъ насаженъ на шпиндельный валъ. Во избѣжаніе перегрузки шпиндельнаго вала, вызывающей разработку подшипниковъ, необходимо было избѣгнуть постановки ступенчетаго шкива па шпиндельный валъ. И, дѣйствительно, постоянная разработка подшипниковъ неподвижной бабки, вынудила конструкторовъ вынести ступенчатый шкивъ и укрѣпить его въ особыхъ подшипникахъ, что дѣлаетъ теперь и заводъ Вейхельта. Это и было существеннымъ измѣненіемъ станка. Далѣе, укрѣпленіе и центрировка центродержателя шпинделя также неконструктивны, какъ и въ станкѣ Месмера. Разрабатывая конструкцію шпинделя, заводы дали нѣсколько болѣе или менѣе удачныхъ рѣшеній вопроса (Schiess въ Германіи, Фельзеръ въ Ригѣ); но прекрасной конструктивной обдуманностью отличается шпиндель завода Вр. Бромлеі На фиг. 9 и 10-й и зобра-жены концы е шпинделя и шпиндельнаго вала лежащаго на подшипникахъ станины бабки. Центродержатель, разрабатывающій въ конструкціи Вейхельта отверстіе конца шпиндельнаго вала —V, здѣсь (фиг. ^центрируется конической втулкой В (бронза), которая

Фиг. 9.

;й въ Москвѣ.

подтягивается гайкой L, ввинчивающейся въ шайбу 6, прикрѣпленную къ хвосту вала. Понятно, что вмѣсто разработанной гайки В легко можно поставить новую; но если разработается конецъ шпиндельнаго вала, то приходится выбрасывать весь валъ.

На фиг. 10 изображенъ упорный конецъ вала. Здѣсь К—стальная шайба, L—круглыя гайки для подтягиванія и укрѣпленія шпиндельнаго вала (принципъ обыкновеннаго токарнаго станка), D—ввинчивающій бронзовый вкладышъ для винта В, подающаго шпиндель: Т—

вкладышъ и R — шайба, оба стальные, для удержанія шпинделя въ опредѣленномъ положеніи, и наконецъ S— упорный центръ для пріемки осевыхъ давленій, являющихся при обточкѣ полуската.

Этимъ въ сущности и можно закончить характеристику 2-го типа станковъ въ ихъ современномъ видѣ. Слѣдуетъ только отмѣтить, что американцы не дѣлаютъ отдѣльныхъ упорныхъ центровъ, подобно S. а переносятъ осевыя давленія на подшипники шпиндельнаго вала, усиливая хвостовой упоръ шпиндельнаго винта. Однако врядъ ли можно признать въ атомъ цѣлесообразность конструкціи, т. к. при громадной силѣ ихъ станковъ—до 50НР—это должно вызывать разработку подшипниковъ. Хотя съ другой стороны способъ укрѣпленія полуската, при которомъ осевое давлепіе переносится на весь шпиндельный валъ, какъ мы увидимъ ниже, значительно ослабляетъ недостатки упора американской конструкціи.

* * *

Попытка конструировать станки по 3-й схемѣ относится также къ весьма отдаленнымъ временамъ. Еще на всемірной парижской выставкѣ въ 1867 г. были экспонированы станки съ „медвѣдями“, а обстоятельное описаніе такого станка завода R. Marmann’a въ Chenmitz' b экспонированнаго въ 1873 г. на всемірной выставкѣ въ Вѣнѣ находимъ у Е. Hesse въ его отчетѣ о выставкѣ. Очень скоро однако способъ укрѣпленія полуската въ подшипникахъ его осевыми шейками при неподвижности упорныхъ центровъ оказался непригоднымъ, и нѣмецкіе заводы давно уже прекратили дѣлать такіе станки. И только у насъ, спустя 20 лѣтъ послѣ того, какъ нѣмцы выбросили эту конструкцію,

заводы дѣлаютъ ути станки по старымъ нѣмецкимъ типамъ, продолжая предлагать ихъ и теперь.

Совершенно въ томъ же видѣ (кромѣ суппортовъ), какъ онъ былъ экспопированъ на вѣнской выставкѣ-1873 г., станокъ изображенъ на (Табл. 2) въ постройкѣ заводомъ Бр. Бромлей.

Здѣсь подшипникъ Р укрѣпленъ на втулкѣ, служащей продолженіемъ станины бабки. Снизу и сверху подшипника болты В даютъ возможность нажимать и центрировать осевыя шейки. Отъ ступенчатаго шкива зубчатое колесо Z получаетъ вращеніе черезъ шестерню Zi, передавая движеніе валу, сцѣпленному шестернями съ зубчатками планшайбъ. Винтомъ К оси ступенчатаго шкива приводится въ движеніе винтовое колесо ѵ съ кривошипомъ для автоматической подачи суппортовъ. Насколько нецѣлесообразно укрѣпленіе полуската вгь подшипникахъ, можно судить по тому, что во всѣхъ мастерскихъ, гдѣ имѣются эти станки, съ нихъ сняты подшипники, и полускатъ устанавливается на невраіцающпхся центрахъ. Это и понятно, т. к. центрировать такимъ примитивнымъ способомъ ось полуската не возможно. Въ лучшемъ случаѣ эта установка не давала правильной обточки бандажей, а въ худшемъ—шейки оси задирались.

Такимъ образомъ, осуществленіе идеи установки полуската по шейкамъ оси въ подшипникахъ нужно признать крайне неудачнымъ. Гораздо болѣе удачно разрѣшили этотъ вопросъ американцы, поставивъ вмѣсто подшипниковъ захватывающіе шейку кулаки, вращающіеся вмѣстѣ съ полускатомъ.

Станокъ такого тина былъ впервые экспонированъ на всемірной выставкѣ въ Чикаго 1893 г. н въ русской литературѣ описанъ проф. Гатцукомъ въ его книгѣ объ американскихъ станкахъ но обработкѣ металловъ*). Съ тѣхъ норъ конструкція этихъ станковъ въ американскомъ производствѣ почти не измѣнена, и фиг. 1 и 2 {Табл. 6\) представляетъ точную копію этого станка, производимаго московскимъ заводомъ б. К. А. Вейхельтъ.

Втулка W, будучи продолженіемъ станины бабки, является въ то же время осью для вращающагося на ней патрона Z, принимающаго движеніе отъ вала L черезъ шестерню Zj. Патроігь удерживается на флянцѣ станины угольной шайбой К. Шпиндель V, оканчивающійся центродержателемъ Т, служитъ осью подвижного обточеннаго съ конца на конусъ люнета R съ четырьмя кулаками Q, захватывающими шейку полуската. Вращая валикъ маховичкомъ, одѣтымъ на Е, передаютъ движеніе винту А, принимающему это движеніе зубчатымъ фланцемъ В черезъ шестерню С. При вращеніи А люнетъ R подается впередъ и опускаетъ на шейку кулаки Q, удерживаемые отъ движеній вдоль оси стаканомъ т. Шайба п, поставленная на шурупахъ, за-

*) А. Гатиѵкъ. Американскіе станки лля обработки металловъ. СНГ». 18% г.

крываётъ Всю эту систему выдвижного люнета, оставляя отверстіе для вставливанія осевой шейки. Если отнять шайбу п. то легко вынуть всю системз' люнета, т. к. она свободно насажена на центродержатель Т; въ этомъ случаѣ станокъ обращается въ шеечный, хотя фактически имъ не пользуются,какъ шеечнымъ. На фиг. 2 (табл. 3) показанъ разрѣзъ станины. S—фупдаментная плита, Si—станипа бабки; Оі —ось ступенчатаго шкива, 0—ось вала, 02—ось патрона, К—кранъ для спуска отработанной смазки.

Въ этомъ станкѣ слѣдуетъ обратить вниманіе на то, что валъ О вынесепъ наружу, тогда какъ обыкновеппо въ конструкціяхъ 2-го типа американцы и громадное большинство европейскихъ заводовъ помѣщаютъ эти валы подъ бабками, затрудпяя такимъ образомъ доступъ къ осмотру зубчатыхъ передачъ.

Подача шпинделя по оси производится обычно: вращается маховикъ М, и винтовой валикъ V продвигаетъ центродержатель Т, удерживаемый отъ вращательнаго движенія нгпопкой F. На концѣ главнаго вала насажено колесо съ перемѣщающимся кривошипомъ для пере-дачи черезъ валикъ 0 (фиг. 11) автоматическаго передвиженія суппортовъ обычнымъ храповичнымъ сцѣпленіемъ R. У пасъ обыкновенно работаютъ на центрахъ, американцы же одѣваютъ на центра колпачки а, на которые передается осевое давленіе, какъ на пятки.

Фиг. 11.

Какъ я уже говорилъ раньше, американцы дѣлаютъ этотъ станокъ со временъ чикагской выставки безъ существенныхъ конструктивныхъ

/ ££/

: «т & Научно- ‘‘ - * а ^

«измѣненій... выбросивъ лишь водила и замѣнивъ .ихъ особыми адгла-КНМИ* Которые ОНИ. примѣняютъ ВО всѣмъ ТИІіаМЛі Станковѣ- «;

,:Но объ этомъ., рѣчи бу дотъ ниже, теперь же перейдемъ, къ .описанію стайка . этого же типа, производимаго въ Россіи рижскимъ заводомъ О, федьзера по нѣсколько измѣненной, можно оказать,(.улучшенной модели нѣмецкаго завода Frust Schiess'a въ Дюссельдорфѣ.

. ^Какъ и большинство нѣмецкихъ-конструкцій, этотъ станокъ отличается прекрасной детализаціей хотя но существу почти ничего не вноситъ новаго, въ американскую конструкцію. На фиг. ІЯ неподвижная, бабка несетъ патронъ Р, оканчивающійся стаканомъ а, предназначеннымъ для осевой шейки полуската. Патронъ вращается на втулкѣ N, прикрѣпляемой къ станинѣ шурупами въ потай, что гораздо конструктивнѣе, чѣмъ въ американскомъ станкѣ, гдѣ втулка—одно цѣлое со станиной: кромѣ того, патронъ поддерживается еще подшипникомъ Q: фланцевая часть патрона съ удерживающими полу с катъ

кулаками также, прикрѣплена шпильками. Внутри полой станины, куда ^удобенъ доступъ черезъ люкъ, установленъ не вращающійся шпиндель, посту натальное движеніе котораго получается очень удобно:'ось конической шестерни М выходитъ наружу, оканчиваясь маховичкомъ у патрона подъ руками у токаря. Вращай маховичекъ, •передаютъ Это движеніе валику- V коническими шестернями М 'и L; далѣе-зубчатками В"н В], евязаппыми цѣпью Галля,• сообщаютъ по-

сту нательное движеніе шпинделю. Подшипники ищинделя, какъ и •его упора С, помѣщаются въ приливахъ станины бабки.,.ми-.

Задняя подвижная бабка (фиг. 13) перемѣщается но станинѣ станка въ ручную при посредствѣ рычага съ трещеткой, одѣваемаго на В. В оканчивается шестерней, ведущей бабку но рейкѣ, прикрѣпленной къ станинѣ въ вертикальной плоскости. Станокъ этотъ, мощностью въ 15НР приводится въ движеніе электромоторомъ, передающимъ движеніе на зубчатый переборъ цѣпью Ренольда, и можетъ дать шесть различныхъ скоростей вращенія. ІІолускатъ закрѣпляется при посредствѣ (фиг. 13) 8 винтовъ, насаживающихъ втулки на осевыя шейки и 8 прижимающихъ лапъ къ внутреннимъ сторонамъ ободьевъ колесъ. На станинѣ станка помѣщается еще телѣжка для пріема и установки иолуската: но т. к. это не имѣетъ непосредственнаго отношенія къ конструкціи станка, то на ней останавливаться не буду. Какъ и Вт» американскомъ станкѣ, главный валъ для передачи вращенія патрономъ вынесенъ изъ подъ бабки, что въ отношеніи доступа къ нему весьма удобно.

. Этимъ можно закончить иллюстрацію схемы 3-го типа станковъ, о сравнительныхъ достоинствахъ и недостаткахъ которріхъ буду говорить ниже.

Если американскіе станки второй категоріи Ill-teü схемы ведутъ свою родословную отъ европейскихъ изобрѣтеній, то станки типажно схемѣ ІѴ’-й уже чисто американскіе. ѵ г • ,ГІ -

Стремясь повысить производительность станковъ, американскіе инженеры обращаютъ серьезное вниманіе на укрѣпленіе полу ската. При ихъ системѣ обточки—захвата тяжелой стружки въ черповомъ прогонѣ и широкаго рѣзца обточки на чисто—это является необходимымъ. Такъ какъ общія соображенія уже высказаны въ началѣ монографіи, то перейдемъ прямо къ описанію этой единственной въ своемъ родѣ конструкціи, изготовляемой заводомъ The Pond Machine tool Со въ Влэн-фильдѣ штата Нью Джерси.

Этотъ стапокъ, впервые экспонированный также на выставкѣ въ Чикаго, былъ описанъ гіроф. Гатцукомъ, и со времени 1893 г. нисколько не измѣнился.

Какъ видно по фиг. 14 и 15 (фиг. 15—установка въ мастерскихъ Нью-Іорской Центральной ж. д.) полускатъ помѣщается въ средней неподвижной бабкѣ, представляющей собой подшипникъ, въ которомъ_вра-щается втулка, заканчивающаяся планшайбами а съ четырьмя кула-(фиг. 14). На эту втулку съ планшайбами насажено громадное колесо Р со спиральными зубцами.

Обѣ крайнія подвижныя бабки Т съ планшайбами Р вмѣсто шпиндельныхъ центровъ снабжены коническими втулками, надвигающимися па коническіе же башмаки А—В. которые плотно обхватываютъ осевыя шейки {фиг. 14 и 15). Такимъ образомъ, центрировка происходитъ надвиганіемъ крайнихъ бабокъ. Когда крайнія бабки установлены, то полускатъ укрѣпляютъ кулаками планшайбъ РиР,, захватывающими ободъ колеса совнутри. Вращеніе полускатъ получаетъ отъ планшайбъ а—Р, приводимыхъ въ движеніе среднимъ зубчатымъ колесомъ Р {фиг. 14). Для пропуска полуската сдѣлапъ вырѣзъ въ подшипникѣ, втулкѣ и колесѣ Р съ выемнымъ кускомъ А фиг. 15, вставляемымъ на мѣсто во время работы. Весь станокъ (суппорта находятся съ задней стороны) устанавливается такъ, что высота его цент-

Фиг. 14

ровъ такая же какъ и оси полуската: поэтому полускатъ просто накатываюсь въ станокъ но рельсовому пути, и для такого станка не надо особыхъ подъемныхъ механизмовъ. Конечно, на этомъ станкѣ обтачиваются только вагонные полу скаты.

Фт. Іо.

Слѣдуетъ еще остановиться на укрѣпленіи іюлускатовъ, практикуемой ъ американцами, гакъ какъ традиціонныя водила и кулаки слишкомъ слабое укрѣпленіе для сильныхъ американскихъ станковъ.

На фт. J(> изображенъ патронъ американскаго станка 3-го типа съ кулаками особой конструкціи. Кулаки эти ходятъ въ соотвЬтствую-щихъ пазахъ планшаПбы и состоятъ изъ трехъ частей: корпуса кулака К н двухъ клиньевъ Т и L съ перпендикулярно расположенными осями.Клинъ или щскаТ съ насѣчкой можетъ выходить изъ своего гнѣзда, если ударять по клину L. Когда полускатъ поставленъ, то выдвигаютъ кулаки такъ, чтобы щеки Т были противъ боковой поверхности бандажей: затѣмъ ударяя небольшимъ молоткомъ (ручникомъ) по клину L. выдвпгають Т до соприкосновенія п даже нажатія на бандажъ по-луската: потомъ болтами, входящими головками въ пазы планшайбы, натягиваютъ колесо, прижимая его къ щекамъ Т. Эга система хороша въ томъ отношеніи, что дѣйствительно прочно удерживаетъ по-

лускатъ; но какъ нтй кулаки, такъ и кулаки *) захватывающіе ободъ! колеса съ внутренней стороны, имѣетъ тотъ весьма существенный недо^ статокъ,что ими. невозможно дать одинаковое нажатіе;-Слѣдовательно*

<[>аг. 1(>.

при этомъ способѣ закрѣпленія всегда будутъ перекашивающія усилія-и нажатіе шпиндельнаго вала пли втулки патрона будетъ производиться одной стороной, что вызываетъ неравномѣрную сработку вала и подшипниковъ. Этого недостатка нѣтъ при старомъ способѣ укрѣпленія полуската водилами; но старый способъ не годится для сильныхъ станковъ, дающихъ тяжелую и широкую стружку, потому что одни шпинделя не выдержатъ такой нагрузки, какъ 30—45000 klg. на одинъ рѣзецъ.

Итакъ, описанныя выше' четыре схемы станковъ -вполнѣ исч^рпы* ваютъ всѣ существующія конструкціи. , \

*) Этіі кулаки, т! е вторые ставятся па станкахъ ІѴ-іі.схемы Ііоббщс же этотъ способъ закрѣплепія іірактипуеТсйгам6рикаицамп л для станкевъ П-іѵ схемы

• :и о~. ;;Г

-у-г-. :

' nr

III?'

\ ІМЪЯЛ ~ V • '  '•* r~T. " 'NS*-5

( Переходя къ .оцѣнкѣ рабочаго инструмента,-er» установки it реъ гули ро ван ія перемѣщенія но профилю обточки, необходимо предварительно, сдѣлать обзоръ и оцѣнку всѣхъ типовъ станинъ колесно-токарныхъ станковъ, потому что суппорта, будучи устанавливаемы на стали-’ пѣвъ, пролетѣ между бабками, требуютъ конструктивноудобной постели.

„ На фиг, отъ / до 4 (текст. фиг. 17) показаны всѣ существующіе планы, станинъ, и на (фиг. 5,—О ихъ поперечныя сѣченія, которыя я разбиваю на-двѣ группы, положивъ въ основу классификаціи расположеніе главнаго вала по отношенію къ .бабкамъ. Фиг. 1 даетъ понятіе о станинахъ старыхъ станковъ; здѣсь укрѣпленіе суппортныхъ досокъ Р не очень сильно, что,: впрочемъ*,»! не требовалось при слабыхъ старыхъ станкахъ. Фиг. 2—американскій типъ станины станковъ для иостоя.аиыхъ полускато въ;.станина. имѣетъ приливы для Суппортовъ. Фиг. 3—обычный современный типъ станины, причемъ ея часть GDEF часто отливается отдѣльно и сболчивается съ основной доской АВСН. Наконецъ, фиг. 4—станина, изготовляемая заві домъ Вейхельта, съ приболчеиноП частью BCDE.

Какъ бы не было надежно сболчивапіе двухъ частей станины, веетакп нужно признать такую станину неудовлетворительной, потому что опусканіе GDEF (фиг. 3) пли ея большей части вполнѣ возможно. Совершенно непонятно употребленіе станины фиг. 4, гдѣ

часть ея CDEF является не- Фиг. 17.

сомнѣнію лишней. На (фиг. 3 и 4—Р означаетъ общую для двухъ суппортовъ чугунную доску, перемѣщаемую съ ішмп вдоль станины, S—суппорта для обточки профиля катанія а Si —суппорта для обточки боковыхъ поверхностей бандажей. Понятно, и въ смыслѣ продольнаго перемѣщенія суппортовъ схема фиг. 4 также неудовлетворительна, такъ какъ здѣсь приходится перемѣщать каждый суппортъ отдѣльно, тогда какъ въ схемѣ фшг. 3 одновременно оба суппорта •.перемѣщаются для каждаго колеса.

* На фиг. о видимъ, что валъ помѣщается какъ разъ подъ бабками, что чрезвычайно неудобно при наблюденіи за сцѣпленіемъ шестеренъ, чисткѣ и ремонтѣ' станка; поэтому схема но (фиг. О болѣе предпочтительна, такъ какъ валъ вынесенъ, изъ йодъ бабокъ и-вполнѣ доступенъ надзору н ремонту. .. . . , .

...Итакъ, станину ,по типу фиг. 3.-йt комбинированную, съ типомъ фшг. U., нужно признать наиболѣе конструктивной, если опа отлита

цѣльной. Въ такомъ случаѣ установка и перемѣщеніе вдоль станины наиболѣе удобны для суппорта потому, что ему не грозитъ опусканіе или перекосъ отъ опусканія или перекоса сболченныхъ частей станины.

Говоря о рабочемъ инструментѣ и его установкѣ, лучше всего начать съ фрезы, какъ стоящей особнякомъ отъ прочихъ типовъ инструментовъ.

Въ русской литературѣ фрезирующіе колесные станки были впервые описаны проф. Кнаббе *). Какъ мы увидимъ ниже, по конструкціи эти станки ничѣмъ не отличаются отъ второго типа колесно-токарныхъ, хотя съ одинаковымъ успѣхомъ могли бы быть конструированы по 3-му и 4 му типу. Ихъ главное отличіе отъ токарнаго типа колесныхъ станковъ—эго очень малая скорость вращенія: 15т/,„ —45т/т въ минуту, тогда какъ у колесно-токарныхъ опа доходип» до 4500Ш/П). Но за то фреза, пли вѣрнѣе фрезы, обтачиваютъ полускатъ въ одинъ оборотъ-

Фрезирующіе суппорты въ томъ видѣ, какъ они были спроектированы Ротомъ и построены нѣмецкимъ заводомъ Scbiess’a представлены

*) Проф. Іінаббе,—Совр. оборудованіе машиностр. заводовъ и жел.-дор. мастерскихъ. Харьковъ, 18!»к. г.

на' фиг. is. Каждый суппортъ снабженъ тремя фрезами; одна фасон. иая. но профилю бандажа, вращающаяся но оси V (лѣвый суппортъ), предназначена для обточки поверхности катанія и гребня бандажа; двѣ другія, съ осями Р—Р (правый суппортъ), предназначены для обточки боковыхъ поверхностей бандажа. Система этихъ фрезъ (на нравомъ суппортѣ фасонная, а на лѣвомъ боковыя фрезы сняты, чтобы яснѣе показать передачу движенія) получаетъ движеніе отъ шкивовъ NN и 00, вращающихъ оси Р—Р при помощи шестеренъ S и Т и винтовыхъ зацѣпленій Q и R, а фасонную фрезу —ось V—при помощи коническихъ шестеренъ W—X и винтового зацѣпленія У—Z

Хотя по сравненію съ производительностью колесно-токарныхъ станковъ того времени фрезнрующіе токарные и давали большую производительность но свидѣтельству завода Schiess’a, но научныхъ испытаній этихъ станковъ не было.

Бъ Россіи единственный заводъ (Бр. Бромлей въ Москѣ) построилъ только одинъ Фрезпруюіцій токарный станокъ для Уссурійской ж. д. и дальше этого не иош-тіъ. Бъ Европѣ ихъ теперь совсѣмъ не производятъ; а Америка, особенно широко практикующая фрезу, совершенно отрицательно отнеслась къ фрезѣ для колеснаго станка. Это и понятно, потому что фреза слишкомъ деликатный и слишкомъ дорогой инструментъ для такихъ грубыхъ работъ, какъ обточка бандажей.

IIгакъ, фрезерная обточка бандажей полускатовь въ данный моментъ является достояніемъ исторіи и представляетъ лишь иллюстрацію увлеченія фрезой.

Переходя къ описаніи» суппортовъ съ рѣзцами, работающими обыкновеннымъ снятіемъ стружки, необходимо предварительно остановиться на матеріалѣ рѣзцовъ.

Еще съ Ьз<>5 г. въ Англіи и Америкѣ (Соед. Штатахъ) начинаетъ распространяться, такъ называемая, самозакаливающаяся сталь (Self hardening steel), патентованная въ Англіи Robert Mushet’OM'b. Главное свойство этой стали заключается въ томъ, что она не теряетъ своей твердости при еамопагрѣванін даже до 300° во время срѣзанія струж-зііі. Однако увеличеніе скорости работы и усиленіе станковъ, работающихъ срѣзаніемъ стружки, требовало большей твердости и прочности инструмента. И вотъ въ I960 г., па всемірной Парижской выставкѣ американскій сталелитейный заводъ Bethleem steel Works экспонируетъ стальные рѣзцы изъ необычайно твердой самозакаливающейся стали, которые во время работы нагрѣвались до темно-краснаго тона и не теряли своей твердости.

Эта сталь была получена американскими инженерами White’oмъ и Тауіог’омъ. Самозакаливающаяся сталь вообще характеризуется боль шнмъ количествомъ содержанія вольфрама, и если сравнить сталь

Musbetia съ Тэйлоровск'-й, го химическій составъ выразится въ такомъ-видѣ: • :і.

Mushel. ТаДог fc Whit «. ;: 1

с . 2 .% .... . . . , , - 1% • !\

Мп . . . *. • .. 2,5% . . •. . . 0.17°/ о ѵ:

1 . : ; , Si . 1.3% . . . . 0.2°. о

W ... . • . . 5 % . . . . 9%. : .г

Cr . . 0.5°/«.

т. е. мы видимъ, что сталь Тэйлора и .Уайта содержитъ ПОЧТИ!

вдвое больше вольфрама (5°/о и 9%). • ІЯ

Однако секретъ улучшенія качества этой стали заключался главнымъ образомъ въ ея термической обработкѣ, т. е. въ способѣ закалки. Теперь способъ полученія самозакаливающейся стали не со-5 ста в л летъ секрета, и ее изготовляютъ съ значительнымъ успѣхомъ даже на нашихъ крупнѣйшихъ заводахъ (Путпловскій).

Изобрѣтеніе быстрорѣжущей (самозакаливающейся) стали произвело цѣлый переворотъ въ области машиностроенія, заставивъ конструкторовъ значительно усиливать станки и увеличивать скорость рѣзанія. Насколько прекрасно работаетъ эта сталь, можно судить но испытаніямъ J. М. Gledhilln стали марки А. W (заводъ Annslrong Withworlha), который говоритъ, что при подачѣ 0, 4 Х-0 (толщина if ши-

рина стружки) и скорости вращенія 40 метровъ въ минуту рѣзецъ работалъ 7—8 часовъ безъ переточки: обточка закаленной въ маслѣ» пушечной стали (прочность 70 klg. на 1 квадр. миллиметръ) при подачѣ 2,3 т/га Х4,5т/Ш —17 ш/га рѣзецъ работалъ 9 часовъ безъ переточки.'-Изслѣдованія инженера Георгова (ІІетерб. мастерскія Петерб.-Варшавской ж. д.) надъ сгалыо „Novo“ и „Діамантъ“ въ работѣ» колесно-токарныхъ станковъ дали также прекрасные результаты *), и колесный-цехъ иныхъ рѣзцовъ, какъ изъ самозакаливающейся стали не признаетъ, избѣгая давать эту сталь лишь на слабые колесные станки, которые не выдерлшваютъ тяжелой стружки. Рѣзцы, забирая самуйі] сильную стружку, какую' только могъ выдержать станокъ, работали* въ теченіи 17 дней ежедневно отъ А до 8 час. дали слѣдующіе результаты:

Рѣзецъ стали «Novo* до работы вѣсъ S7;« ф . длина 355 II)/ /»и

" ., послѣ 3%  :і47 1« . ш

Рѣзецъ «Діамантъ» 4% : . . 334- III. I 111

» „ послѣ „ ,. 4 ф. * Т20 III ш

ТаКимъ образомъ, за время работы около Юо часовъ рѣзецъ стали „К'оѵо“ потерялъ лишь '/4 ф. отъ заправки рѣзца, а „Діамантъ“ 7*> причемъ значительная часть матеріала рѣ»зца ушла на его заправку, ті’чгя—-і-'тѴ-—к—г-1—ч .л".чв:- '

*) Изслѣдованія. произведеніе (У 04 г , по не. .оііѵ.оликопнііы-. Поэтому у.мена, имѣются да-: ныя " въ видѣ рукописныхъ таблицъ-! любезно предоставленныя мнѣ Георговымъ. > И" :л-‘ '

а: не вслѣдствіи стиранія' рѣзца. ’Вообще ;.іа послѣднее время было произведено много ’ испытаній быстрорѣжущей стали, и с-рели этихъ опытовъ выдѣляются обширныя изслѣдованія J. Т. Хісоізоп'а, профессора Манчестерскаго муниципальнаго технологическаго института *), работавшаго надъ опредѣленіемъ ііаивыгодиѣйшей скорости враіценіяі подачи и угла рѣзанія. Не менѣе интересны испытанія американскаго инженера W. Taylor а, дававшаго скорости вращенія отъ 80 до 1Г»0 метровъ въ минуту при стружкЬоть 1-2,5 ш/,„ >чі,5 до 2 т/ш Х0.7 п,/т , причемъ работа производилась 1 ч. 30 м. безъ переточки рѣяна **).

Всѣ эти изслѣдованія говорятъ за то, что иного матеріала, кромѣ быстрорѣжущей стали, пѣтъ смысла употреблять въ качествѣ рѣзцовъ для колесно-токарнаго станка.

Что касается формы рѣзца, то опа бываетъ двухъ родовъ: 1) простой, рѣзецъ, обыкновенный токарный, и 2) фасонный но гребню бандажа или части профиля катанія. Простой рѣзецъ обыкновенно устанавливается па автоматическихъ суппортахъ, а фасонные—на простыхъ.

Къ характеристикѣ суппортовъ мы теперь и перейдемъ.

Такъ называемый крестовый суппортъ, дающій два взаимно пер-пендикулярныхь направленія движенію рѣзца, измѣнится главнымъ образомъ въ сторону усиленія конструкціи. На фи.\ 24 и 2.7 (Таол. 1.) изображенъ нѣмецкій суппортъ слабыхъ станковъ медленнаго ходя, конца 40-хъ годовъ. Здѣсь р и q —винты для перемѣщенія каретокъ, Si и S, подающихъ рѣзецъ: первая перпендикулярно оси полу с ката, вторая— параллельно. Каретка S новарачиваетея вокругъ своей оси, будучи насаженной на штифтъ п. Когда нужно впитъ р установить параллельно профилю катанія бандажа, то отпускаютъ болты каретки S и новарачивяютъ ее на штифтѣ п, затѣмъ снова закрѣпляютъ болты... Болтами каретки St удерживается рѣзецъ г: станина суппорта укрѣпляется на доскѣ Р, притягиваемой къ станинѣ стайка болтами пц которые отпускаются, когда нужно передвинуть суппортную доску, вдоль станины. Доска Р uej.смѣщается вдоль.станины.шестерней ѣ. сцѣпляющейся съ зубчатой рейкой и, прикрѣпленной къ станинѣ, станка.

. Недостатки этого суппорта очевидны: і т» l-хъ болты укрѣпляющія рѣзецъ, требуютъ нарѣзки въ спеціальныхъ для нихъ вырѣзахъ ка-> ретки Si; что.же очень неудобно,: такъ какъ.при разработкѣ нарѣзавъ заплечикахъ каретки придется увеличивать діаметръ повоѣ нарѣзъ, ки'йли даже совсѣмъ выбросить каретку S,. {

\ .Второй недостатокъ—что штифтъ п: хотя- что соединеніе и простоя нб слишкомъ слабо и ненадежно, для болѣе сильныхъ станковъ; j > - j. ... , • •  I • , . t )f

. *l Cm. Engineering- НЮ:)-r. '.-t ••  \ ;t '

**) American Machinist l!to7 r. March 2—0.-rThi;. Slnpe amj .duty of roughing ШоІ.-г, W. Tyalor. : - . • . ! . fh •••-* "

Болѣе конструктивенъ суппортъ Sfewart’a. Вмѣсто высокой каретки Si здѣсь каретка А іфиг. 19) сдѣлана съ пазами для головокъ болтовъ; рѣзецъ укрѣпляется поперечинами, притягиваемыми гайками болтовъ. Слѣдовательно, если сорвется рѣзба болта отъ перегрузки на рѣзецъ, то приходится поставить лишь новый болтъ. Какъ каретка А, такъ и В можетъ поворачиваться около своей оси, причемъ каретки установлены не на штифтахъ, а на широкихъ пяткахъ отлитыхъ за одно ц'іѵлое съ каретками и входящихъ въ со-отвѣтст ву ю щія углу 6л ен і я для А въ кареткѣ В, а для ß въ станинѣ суппорта S; фланцы а и b каретокъ притягиваются болтами, какъ и въ нѣмецкой конструкціи суппорта. Весь суппортъ со станиной перемѣщается перпендикулярно оси полуската по плитЬ 0 съ помощью шестерни, насаженной на ссь С и рейки R.

Хотя этотъ суппортъ и очень древняго происхожденія, тѣмъ не менѣе въ немъ всѣ детали настолько обдуманны, что современная конструкція крестоваго суппорта почти ничѣмъ не отличает- Фиг 19.

ся отъ него, какъ мы ото видимъ, напримѣръ, на конструкціяхъ американскихъ и англійскихъ суппортовъ.

Прежде чѣмъ мысль конструктора натолкнулась на автоматическіе суппорта были попытки ускорить производительность станковъ установкой сразу нѣсколькихъ рѣзцовъ, захватывающихъ весь профиль обточки. Таковъ, напримѣръ, суппортъ Эргардта (фи?.. 20).

Но эти суппорта требовали сильныхъ станковъ, а кромѣ того поломка или притупленіе одного рѣзца останавливало работу, замедляя такимъ образомъ обточку. Вскорѣ эти суппорта были совершенно оставлены.

Гораздо сложпѣе и болѣе разнообразны суппорта автоматическаго дѣйствія. Суть конструкціи такого сугт-

порта заключается въ томъ, чтобы сообщить рѣзцу автоматическое перемѣщеніе по профилю бандажа. Попробуемъ разобраться въ кон-струкпіяхъ этихъ суппортовъ, придерживаясь исторической послѣдо-" вательности ихъ появленія.

На фиг. 12, В и 4 (Табл. IV) имѣемъ автоматическій суппортъ немѣцкаго происхожденія. Этотъ суппортъ, впервые введеный въ Россіи заводомъ Герляха и ІІульстз. строится также Ііейхельтомъ изъ крупныхъ заводовъ и нѣкоторыми небольшими заводами.

Принципъ автоматическаго дѣйствія этого суппорта, какъ и другихъ автоматическихъ суппортовъ, заключается въ томъ, что рѣзецъ заставляютъ описывать линію профиля бандажа, слагая эту кривуіо изъ двухъ движеній: перемѣщеніе нижней каретки обычпымъ способомъ и автоматическаго перемѣщенія несущей рѣзецъ каретки но опредѣленному шаблону. Суппортъ состоитъ собственно изъ двухъ отдѣльныхъ суппортовъ, несущихъ рѣзцы—одинъ для гребня, другой для поверхности катанія бандажа, причемъ нижнія каретки стоятъ на общихъ параллеляхъ. Винтомъ Е {(фиг. В) съ правой нарѣзкой для каретки Р и лѣвой для 0 перемѣщаютъ эти каретки параллельно оси иолускатэ; шестернями К приводится во вращеніе червякъ J [фиг. 1)у передающій вращеніе винтовому колесу L, на оси котораго эксцентрично насаженъ шаблонъ Н, въ который входитъ палецъ втулки верхней лѣвой каретки Р. Другой шаблонъ G, неподвижно установленъ на станинѣ суппорта для каретки 0, подающей рѣзецъ для обработки поверхности катанія бандажа. Такъ какъ уклонъ профиля катанія не великъ, то при продольномъ перемѣщеніи нижней кареткит каретка 0, несущая рѣзецъ 2 [фиг. В), увлекается пальцемъ, входящимъ въ шаблонъ, несмотря на неподвижность шаблона, и такимъ образомъ описываетъ линію обточки. Кромѣ автоматической подачи рѣзцовъ, конструкція суппортовъ, какъ видно изъ чертежей, даетъ возможность винтами g и р перемѣщать рѣзцы въ ручную (фиг. В). Шаблонъ для гребня представляетъ изъ себя замкнутый кривой пазъ Н {фиг. В), для профиля катанія такой, какъ показано на фиг. 4. .

Хотя этотъ суппортъ по сравненію съ прочими работаетъ удовлетворительно, тѣмъ не менѣе его нельзя рекомендовать, потому что шаблонъ по замкнутой кривой довольно быстро срабогываегся, а своими средствами приготовить его довольно трудно или невозможно, если это мастерскія безъ универсально-фрезернаго станка.

Безъ существенныхъ измѣненій конструкціи корпуса предыдущаго суппорта, но съ замѣной шаблона по замкнутой кривой, шаблономъ болѣе подходящаго тина, является суппортъ на фиг. 5 {Табл. 2>), пользующійся громаднымъ распространеніемъ. Обыкновенно эти суппорта помѣщаются на фундаментной суппортной доскѣ Р и перемѣщаются при помощи винтовъ V. Каретки .перемѣщаются параллельно

дни нолуската винтомъ m съ нарѣзками въ разныя .стороны; Перемѣщенія-рѣзцовъ а и b гроизводятся при помощи шаблона Aj для по-.верхмости, катанія п шзрлрна А для гребня. Кромѣ того, возможно перемѣщеніе рѣзцовъ и въ ручную съ помощью ручекъ, одѣваемыхъ .ца квадраты то lint].

Преимущества »того суппорта заключаются въ удобствѣ замѣны менѣе срабатываемаго . и легко приготовляемаго своими средствами шаблона для гребня бандажа.

Прежде чѣмъ перейти къ послѣдующимъ конструкціямъ суппортовъ автоматовъ, укажу на весьма существенный недостатокъ двухъ предыдущихъ.

Для правильной обточки бандажа важно не только правильно описываемая кривая профиля, но и равномѣрная подача рѣзца.

Если же мы прослѣдимъ за подачей рѣзца зтихъ суппортовъ, то замѣтимъ, что равномѣрности подачи здѣсь нѣтъ. Въ самомъ дѣлѣ, результирующее перемѣщеніе рѣзца при началѣ и концѣ обточки гребня будетъ велико, а на его верхушкѣ значительно меньше, по-.тому что перемѣщеніе рѣзца, вызванное шаблономъ, т. е. но направленію перпендикулярному оси нолуската, есть проекція кривой шаблона на ось перемѣщенія.

. Но при одномъ и томъ же угловомъ перемѣщеніи въ единицу времени (фиг. 21) перемѣщенія рѣзца аі Ь, и AB, будутъ различны, такъ какъ радіусы кривизны дугъ ab и AB различны.

' Шаблонныя же кривыя первой и второй конструкціи автоматическихъ суппортовъ имѣютъ различныя на своемъ протяженіи радіусы кривизны; слѣдовательно, неравномѣрность подачи рѣзца присуща имъ по природѣ конструкціи. Графически эту подачу можно изобразить фиг. 22-й.

л

Фиг. 21.

Устранить этотъ недостатокъ пытается А. Шубертъ (Schuberth) конструируя оригинальный шаблонъ ІТайл. V, фш. 1 — 4). Винтомъ 1 |(фиг. 4—о) приводится во •вращательное- движеніе винтовая бронзовая шестерня 2 съ осью 3, проходящею черезъ фосфористой бронзы втулку каретки 6 (фш. 4) и оканчивающейся пяткой 4 въ неподвижномъ шаблонѣ 6 (фиг;: (і): аа оси 3.;насажена шестеренка 5 тами шаблона, который дѣлается

(фиг...,4 и бѣ‘Сцѣилентѵя. со штиф-пяъ сама го. твердаго чугуна.;. Винтъ

вращается обычной хранивнчноП передачей (фиг:1). Проходя по -шаблону, шестерня 5 протаскиваетъ съ собой ‘каретку 7 и въ то же время наставляетъ каретку 8 перемѣщаться по оси перпендикулярной оси иолуската кфиг. 4). Винтовая передача и зацѣпленіе шестерни со штифтами шаблона находятся въ Bannt- масла. • і Если не требуется обточка по шаблону, то муфту 12 (фиг. 2), соединяющую шпонкой валъ 1 съ муфтой шестерни 14, выключаютъ, а шестерни 14 и 13 включаютъ; тогда винтомъ 10 подается самая верх* няя каретка несущая рѣзецъ 9. Это обыкновенно дѣлаютъ для обточки боковыхъ поверхностей бандажа. Если же при станкѣ есть суппорта спеціально для обточки боковыхъ поверхностей, то винтъ 10 совсѣмъ не ставится. Впитомъ 11 подаютъ въ ручную всю систему. Каждое изъ описанныхъ движеній можетъ быть произведено въ рѵч-'ную, какъ и у другихъ суппортовъ-автоматовъ.

Но и этимъ способомъ не устраняется неравномѣрная подача рѣзца (фт. 23). хотя нѣсколько и уменьшается погрѣшность, благодаря устойчивому положенію рѣзца,удер живаемому каждый моментъ побочнымъ сцѣпленіемъ съ шаблономъ (фи?. <>. табл. V).

Причина остается та же, потому что зацѣпленіе зубчатки съ штифтами шаблона даетъ точный профиль бандажа, но проекціи перемѣщеній зубчатки на направленіе рѣзца различны, потому что Фиг. 23.

принципъ полученія кривой остался тотъ же.

Гораздо болѣе удачную конструкцію даетъ заводъ б. Печлера и Глекнера (Petschler und Glöcknpr, Chemnitz). Оба рѣзца (табл. V, фиг. 7, 8, 4 и 10) а it b получаютъ движеніе параллельно оси полуската при посредствѣ (іфиг. 7 и 8> храпового сцѣпленія d и винта f. Рѣзецъ Ь, круглой формы для обточки гребня, получаетъ движеніе отъ сцѣпле-’цід винта g и винтового сегмента h, пропускающаго черезъ себя палецъ кулиснаго механизма і (фиг. U и 10). Рычагъ і вращается около .цапфы s. По мѣрѣ того какъ поворачивается сегментъ h винтомъ д, .поворачивается также и кулисный рычагъ і, благодаря чему нижняя каретка I неремѣщется параллельно оси иолуската. Но такъ какъ і, .связанное съ шаблономъ К, передвигается н по радіаеу, то каретка ш можетъ передвигаться въ поперечномъ направленіи*.

Такимъ образомъ, въ каждый., данный моментъ результирущія перемѣщенія рѣзца можно . сдѣлать одинаковыми, выбравъ соотвѣтствующіе размѣры частей механизма. Подача рѣзца для этого суппорта характеризуется діаграммой, показанной на (фиг. 24).

фиг. 24.

и вытѣснитъ суппорта автоматы,

неравно'

Храповичныя сцЬпленія этого суппорта имѣютъ кривошипы, съ помощью которыхъ, помимо обычнаго способа—рычага съ противовѣсомъ—можно также измѣнять величину подачи / рѣзца, то есть ширину ( стружки, изѵѣняя ра ( діусъ кривошипа винта д.

Суппортъ этотъ патентованъ лишь въ 1904 г., и въ Россіи его еще не примѣняютъ.

Несомнѣнно однако что этотъ суппортъ является лучшимъ но конструкціи мѣрно подающіе рѣзецъ.

Автоматическіе суппорта широко распространены въ Европѣ, кромѣ Англіи,и въ частности у насъ (особенно послѣднее время); въ Америкѣ же ихъ совершенно не примѣняютъ. Послѣднее объясняется характеромъ процесса обточки, настолько грубаго въ его первой стадіи, что сравнительно деликатные механизмы автоматическихъ суппортовъ не выдерживаютъ и быстро срабатываются. Производительность на простыхъ крестовыхъ суппортахъ у американцевъ настолько высока, что знакомство съ ихъ способомъ обточки заслуживаетъ особаго вниманія.

Процессъ обточки бандажей полуската у американцевъ принятъ тотъ же, какъ и въ громадномъ большинствѣ ихъ токарныхъ работъ. Характерной чертой этого процесса является то, что обточка ведется въ два ітр ема: сначала дѣлаютъ черновой проходъ, которымъ сни" маютъ всю ненужную массу металла, затѣмъ, и это главное, широкимъ рѣзцомъ обтачиваютъ по требуемому размѣру или профилю. Примѣненіе широкаго рѣзца у американцевъ практикуется уже давно. Еще па всемірной выставкѣ въ Вѣнѣ 1873 г. они экспонировали широкіе рѣзцы, указывая на цѣлесообразность своего процесса обточки, хотя технически старовѣрческая Европа и до сихъ поръ не усвоила этого метода работъ.

Какъ и въ громадномъ большинствѣ случаевъ разрѣшенія техническихъ вопросовъ, изслѣдуя задачу экспериментально, американскіе инженеры дали совершенно правильный отвѣтъ на требованія экономизаціи расхода работы и сокращенія времени. Въ самомъ дѣлѣ, изъ новѣйшихъ лабораторныхъ изслѣдованій *) по учету работы и усилія, необходимыхъ для огдѣлевія металическихъ стружекъ, мы убѣждаемся, что расходъ работы на отдѣленіе единицы' вѣса стружекъ зави-

*) ІТроф. К. А. Зворыкинъ.

ситъ отъ ихъ толщины, уменьшаясь съ увеличеніемъ послѣдней, причемъ для мягкихъ и тягучихъ металловъ уменьшеніе идетъ быстрѣе, чѣмъ для хрупкихъ. Что же касается широкихъ рѣзцовъ, то смыслъ ихъ примѣненія заключается въ то мт», что широкая рѣжущая грань срабатывается гораздо медленнѣе, чѣмъ узкая, такъ какъ въ первомъ случаѣ на единицу рѣжущей грани рѣзца приходится меньше работы при одной и той же поверхности обработки.

Въ виду высокой практической цѣнности, которую представляетъ американскій способъ обточки бандажей, я остановлюсь иодробпо на этомъ способѣ, иллюстрируя его данными испытаній, произведенныхъ въ желѣзнодорожныхъ мастерскихъ О-ва Нью-Іоркской центральной ж. д. въ 1905 г. 19 декабря *).

Испытывали колесно-токарпый станокъ съ двумя простыми суппортами, для обточки паровозныхъ полускатовъ, наибольшій діаметръ которыхъ 2200m,’m. Станокъ обыкновенный, 2-го тина (Табл. IV), т. е. принятаго у пасъ и въ Западной Европѣ, съ тою только разницей, что зубчатое зацѣпленіе совнутри планшайбы (внутренній зубчатый вѣнецъ). Отъ мотора движеніе передается цѣпью Морза, и подвижная бабка имѣетъ особый моторъ 5HL’ для ея перемѣщенія. Вѣсъ станка около 3150 пудовъ.

ІІолускатт» устанавливается и вывѣряется на упорныхъ центрахъ, укрѣпляется съ дополнительной вывѣркой кулаками и стяжными болтами. Рѣзцы какъ для чернового прохода, такъ и для чистой обточки,—изъ лучшей самозакаливающейся стали.

Полный процессъ установки и обточки такой:—колесную пару устанавливаютъ на центрахъ, помѣщая кривошипные пальцы въ соотвѣтствующія гнѣзда илапшайбы (у насъ обыкновенно полускать поддерживается люнетами, такъ какъ въ планшайбахъ большею частью нѣтъ гнѣздъ для кривошипныхъ пальцевъ). Затѣмъ устанавливаютъ кулаки такъ, чтобы они плотно прилегали своими рифельнымп щеками къ боковой поверхности бандажа, для чего щеки выдвигаются клиньями, по которымъ слегка ударяютъ G—7 фунтовымъ молоткомъ (большой ручникъ). Если при провѣркѣ наблюдается перекосъ полуската на центрахъ, что обнаруживается пробой рѣзцомъ по боковой внутренней поверхности бандажа, то тѣми же клиньями регулируютъ щеки кулаковъ до тѣхъ поръ, пока не установятъ полускатъ правильно, и затѣмъ притягиваютъ его болтами. Далѣе берутъ первую стружку и опредѣляютъ діаметръ обточки. Скорость по окружности зависитъ отъ качества стали рѣзца и твердости бандажа и не превышаетъ 5,5 метра въ минуту.

*) „Engineer14, НЮЯ г. 28 декаб.

Весь процессъ черновой обточки производится (Табл. Л'И, фиг. I) въ 16 оборотовъ рѣзцомъ фш. 26 въ слѣдующемъ порядкѣ: ll-ю оборотами снимаютъ стружку съ поверхности катанія въ одинъ пріемъ.

IJ ослѣ этого рѣзцы отодвигаютъ назадъ въ ручную на высоту гребня

колеса и, установивыіхъ, снимаютъ тремя оборотами лиінніП выступъ гребня. Далѣе, подавая рѣзецъ на 15-й и 16-й обороты, срѣзаютъ грубыми стружками оставшіеся угловыя кромки гребня. Угпмъ процессъ

черновой обточки заканчивается безъ перестановки рѣзца, и колесо имѣетъ совершенно своеобразный видъ, рѣзко отличающійся отъ нашей обточки.

На табл. VIII изображено колесо послѣ 11 ти оборотовъ грубой обточки, а табл. IX даетъ понятіе о размѣрѣ грубой стружки (масштабъ въ дюймахъ) и формѣ широкаго рѣзца.

Когда грубая стружка спята, то 4.-мя фасонными рѣзцами съ широкой поверхностью захвата заканчиваютъ обточку въ 8 оборотовъ, по

Рѣзцы ДЛИ ЧИСТОВОЙ 0UT04KII при 2 хъ первыхъ оборотовъ.

Рѣзецъ д ія чистовой обточки 2 хъ первыхъ оборотовъ поверхности катанія.

Фиг. 20 и 00— рѣзцы для чистовой обточки гребня.

схѳмѣ фиг. 2 (Табл. VII), причемъ порядокъ къ обточки такой: по два оборота (см. фиг. 2 табл. VII слѣва направо) приходится па рѣзцы фиг. 27, два оборота на рѣзецъ фиг. 28, и наконецъ послѣдній пріемъ —по 2 оборота на рѣзпы фиг. 20 и 00. Иолускатъ готовь, закрѣпляющіе болты, которыми притягиваютъ колесо къ кулакамъ планшайбъ, ослабляютъ, какъ и клинья кулаковъ, и иолускатъ снимаютъ краномъ.

Испытанія этого станка производилось въ мастерскихъ въ теченіи 9 час. 6 мин. и результаты испытаній приведены въ слѣдующей таблицѣ:

Діам. колеса. '"/т скор. ііраіц. пЧт ширина стружки. 1,1 in, толщина стружки. Время обточки Время уетанои-чниуты. ки, минуты.

1664 3978 1 5’^ 1 И.30 45 8

1664 3848 1 .5 1 1,30 46 9

1664 3900 1 ,5 12,75 44 10

1664 3640 1 13,00 43 9

1664 3822 1 ,5 12,75 42 8

1664 31.32 1 1 13.00 50 ' 8

1664 1632 1 1 • Л 11,30 52 8

1664 3132 1 1 .5 13,00 47 9

2005 4368 1 .5 9.75 46 10

2005 4368 1 ,5 1 1,30 43 9

Такимъ образомъ, мы видимъ, что среднее время, необходимое дли полной обточки наровозпаго полуската, всего 54,6 минуты, включая сюда и расходъ времени на установку.

Станокъ этотъ требуетъ до 29НР и разсчитанъ на 35HP. ІІа другомъ станкѣ ІѴ-готина,но казанномъ на (фиг. 14 н 15, обточки вагоннаго нолуската производилась въ 52 минуты (11 нолуекатовъ въ 9 ч. 32 м.), включая сюда и время на установку. Рѣзцы и процессъ обточки былъ тотъ же, какъ и въ первомъ"случаѣ; фотографическіе снимки станка рѣзцовъ п схемы работы показаны въ приложеніи къ этой статьѣ-{Табл, отъ VI—IX).

Смѣлость, съ которой американскіе инженеры осуществляютъ ту или другую идею, какъ въ данномъ случаѣ повышеніе производительности кочесно токарнаго станка, поистинѣ достойна уваженія-Если изъ отечественныхъ крупныхъ заводовъ Фельзеръ и К° въ Ригѣ

•строитъ станки на 15НР, считающіеся у насъ наиболѣе сильными, то въ Америкѣ) синдикатъ машиностроительныхъ заводовъ Niles-Benvnit-Pond Со уже установилъ множество колесно-токарныхъ станковъ мощностью въ 35—50НР.

Впрочемъ, было бы несправедливо обвинять наши заводы въ отсутствіи иниціативы и консерватизмѣ, такъ какъ коренныя причины этого консерватизма лежатъ въ общемъ укладѣнашей технической жизни, о чемъ я буду говорить ниже.

IV.

Разсмотримъ теперь полностью весь колесно-токарный станокъ въ его исторической послѣдовательности, чтобы получить о немъ законченное представленіе. Для этого необходимо дополнить его схемы и описанныя выше главныя части тѣми деталями, которыя ему присущи п болѣе пли менѣе характерны для него.

Придерживаясь принятаго порядка схемъ, начнемъ описаніе станковъ со второй схемы.

I. Станокъ, изображенный на табл. 1, какъ уже было сказано при разсмотрѣніи бабокъ и суппорта, является одной изъ первыхъ европейскихъ конструкцій 2-й схемы, о чемъ можно судить хотя бы по тому, что Hartmann, давшій описаніе этого станка, констатируетъ фактъ его малой распространенности и доказываетъ преимущество этого станка передъ колесными станками 1-й схемы.

Станина А этого станка чугунная, цѣльная, имѣющая форму ко* робки съ продольной реберной перегородкой (фиг. 19) и усиленная поперечными ребрами (фиг. 17). Къ продольному ребру прикрѣплена зубчатая рейка и, но которой ходятъ шестерни суппортныхъ чугунныхъ досокъ Р, передвигая эги фундаментныя доски вмѣстѣ съ суппортами вдоль станины А.

Съ помощью этой же рейки сцѣпленіемъ шестерни t (фиг. 19) передвигается подвижная бабка J. Шпиндельные валы чугунные, и особенность вала неподвижной бабки—это постоянный не выдвижной нептръ I (фиг. 20).

Передвиженіе станины Q суппорта перпендикулярно оси полуската производится простымъ иродвнганіемъ по суппортной доскѣ Р, для чего нужно предварительно отпустить болты, прикрѣпляющіе суппортъ къ лоскѣ. Эти крестовые суппорта но тѣмъ временамъ (конецъ 40-хъ годовъ) были также новинкой, и поэтому у Hartmanп’а находимъ описаніе *) употреблявшагося тогда при колесно-токарныхъ станкахъ довольно примитивнаго суппорта, изображеннаго на фпг. 27.

На доскѣ Р устанавливается колонка V съ цилиндрической расточкой, куда входитъ нажимной рычагъ Т цилиндрическимъ пальцемъ.

*) Carl Hartmann. С.м. іірнлож. лигературпыхъ источниковъ.

Рѣзецъ помѣщаютъ сверху между V и Т и нажимаютъ винтомъ X палецъ державы Т, чтобы послѣдняя не отходила при напорѣ рѣзца во время работы.

Для быстраго хода станка при обточкѣ осевыхъ шеекъ, выключая зубчатое колесо G, вводятъ въ сцѣпленіе d и Е, предварительно соединивъ колесо Е, свободно вращающееся на шпиндельномъ валу, со ступенчатымъ шкивомъ D. Такимъ образомъ, G или d передаютъ вра щеніе di (фиг. 18), которое въ свою очередь передаетъ движеніе черезъ зубчатое колесо L насаженному на валъ келесу к,. Подача суппортовъ вдоль п перпендикулярно оси полуската производится въ ручную.

Станокъ этотъ 2-хъ суппортиыП, и обточка внутренней и внѣшней боковой поверхности бандажа ведется тѣми же суппортами, благодаря возможности поворачивать нижнюю каретку на 90", какъ показано на фшг. 16 у суппорта лѣвой бабки.

Въ своей книгѣ Harlniaim упоминаетъ, что для сильныхъ станковъ дѣлаютъ внутреннее сцѣпленіе планшайбъ съ шестернями, получаю іцими вращеніе отъ вала; къ сожалѣнію онъ не дастъ хотя бы схематическаго чертежа этой конструкціи.

Переходя къ общей оцѣнкѣ этого станка, можно сказать, что почти единственный его недостатокъ—это неподвижный центръ неподвижной бабки В н ея же упорный центръ, о которомъ я уже говорилъ. Станина А одинаковой ширины какъ между бабками, такъ и у бабокъ, хотя послѣднее является лишь неэкономнымъ расходомъ чугуна. У современныхъ станинъ дѣлается вырѣзъ но типу, который былъ уже разсмотрѣнъ (стр. 23).

Укрѣпленіе полуската также неконструктивно: водила вставлялись шипами въ соотвѣтствующія гнѣзда планшайбы, а эти гнѣзда разрабатывались при передачи вращенія полу скату.

Па шпиндельномъ валу неподвижной бабки сдѣланы вырѣзы е въ мѣстахъ насадки втулокъ ступенчатаго шкива „для уменьшенія тренія“, какъ объясняетъ конструкторъ; но это, конечно, наивное разрѣшеніе вопроса объ уменьшеніи тренія, потому что это влечетъ за собой лишь ослабленіе вала; и поэтому были бы гораздо проще сдѣлать соотвѣтствующую выточку во втулкахъ шкива.

II. Высшую форму въ смыслѣ конструкціи бабокъ, станины и суппортовъ представляетъ станокъ, описанный НаіЧ’омъ въ 1867 г. Станокъ, изображенный на табл. 11, предназначался для обточки бандажей вагоппыуъ и тендерныхъ иолускатовъ и производился фабрикой П. Hartmann’a въ Chenmitz’t..

Прежде всего слѣдуетъ обратитъ вниманіе на центрировку полуската. Здѣсь это дѣлается съ помощью втулокъ m (фтг. 7), расточенныхъ па конусъ, въ которыя входятъ осевыя шейки полуската съ

надѣтыми на нихъ башмаками (каждый изъ двухъ половинъ), обточенными также на конусъ. Надвиганіемъ правой подвижной бабки Ь, съ помощью винта, приводимаго въ движеніе ручкой S и шестернями t и и (фиг. 2), цапфы полуската съ одѣтыми па нихъ башмаками входятъ во втулки m и зажимаются этими башмаками. Когда цапфы сидятъ во втулкахъ достаточно прочно, то полускатъ подпираютъ ещо центрами шпиндельнаго вала, чтобы спять часть давленія съ подшипниковъ шпиндельнаго вала и перенести его на упорные центры Z и Z,. Конструкція этой бабки важна для насъ въ томъ отношеніи, что она служитъ первымъ воплощеніемъ идеи самоцентрированія по. луската, которая у американскихъ пнжентровъ впослѣдствіи реали-зировалась въ разсмотрѣнный уже нами станокъ съ самоцентрирующими люнетами (етр. 17\ фш. 111.

Не менѣе интересна въ этомъ станкѣ и передача движенія планшайбамъ, которую также можно считать за прообразъ американской конструкціи станка ІѴ'-й схемы. Здѣсь прежде всего ступенчатый шкивъ вынесенъ и освобождаетъ подшипники шпиндельнаго вала неподвижной бабки отъ нагрузки происходящей отъ потолочной передачи.

На валу d, ступенчатаго шкива d, пропущенномъ черезъ станину а насажена шестерня е, отъ которой вращеніе передается шестерней f второму валу f, съ шестернями g и д( ((фи?. 3), передающимъ движеніе зубчатымъ колесамъ h и hj ((фиг. 2). сидящимъ на валахъ і—і,. Наконецъ шестерни k и к[ валовъ і —і, передаютъ вращеніе зубчатымъ колесомъ I— I, планшайбъ, къ которымъ и притянуты четырмя болтами втулки т— т,.

Можно сказать, что валъ f, съ зубчатымъ колесомъ f но срединѣ» напоминаетъ ІѴ-го схему американскихъ станковъ по передачи вращенія планшайбамъ; попятно, здѣсь передача движенія планшайбамъ І-Іі очень осложнена, такъ какъ тройная передача растянута на два лишнихъ вала; однако такая схема передачи несомнѣнно освобождаетъ и лѣвую бабку, которая обыкновенно неподвижна. Правда и здѣсь лѣвая бабка неподвижна, хотя для удобства центрировка слѣдовало ее конструировать подвижной; но это можно разсматривать какъ недоконченную мысль конструктора.

Правая бабка перемѣщается вдоль станины вмѣстѣ» съ валомъ і, (фиг. 2), подшипники же шестеренъ ді и ht неподвижны; обѣ шестерни остаются на мѣстѣ, причемъ шестерня ht, будучи свободно насажена на валъ іь пропускаетъ черезъ свою втулку зашиопенвую часть этого вала. Неподвижная лѣвая бабка отличается отъ подвижной лишь тѣмъ, что здѣсь нѣтъ тягового винта и шестерня h насажена на валъ і наглухо.

Разсмотримъ теперь приспособленіе для автоматическаго перемѣщенія рѣзца по двумъ взаимно перпендикулярнымъ направленіямъ. Въ предыдущемъ станкѣ каретки суппортовъ, какъ мы видѣли, перемѣщались въ ручную. Здѣсь же съ помощью храповичнаго присно-собленія и противовѣса суппортъ даетъ эги перемѣщрпія автоматически слѣдующимъ образомъ: къ рычагу противовѣса прикрѣпляется цѣпь, перекинутая черезъ два направляющихъ блока вверху надъ станкомъ: вторымъ концомъ цѣли. (фиг. 1) соединяется съ криво-

шипомъ зубчатки г, вращающееся отъ q, насаженное па шпиндельные валъ: разрѣзъ кривошипное зубчатки показанъ на фиг. 8. Такимъ образомъ, при ходѣ стопка винты р и рі или о и 0! поворачиваемые хроповичноВ системой. подаютъ ту или другую каретку суппорта, смотря по характеру работъ—будетъ ли это обточка профиля катанія или боковыхъ поверхностей бандажа. Эта система подачи практикуется и теперь даже съ тѣмъ же расположеніемъ шестеренъ g и г, иногда выносимыхъ на хвостовое конецъ шпиндельнаго вала. Перемѣщеніемъ кривошипа зубчатки г и измѣненіемъ величины плеча рычага съ противовѣсомъ можно увеличить или уменьшить величину оборота винта, а слѣдовательно и подачи рѣзца.

Станина этого станки конструктивно ничѣмъ не отличается отъ современное лучшее конструкціи: она цѣльная и укрѣплена поперечными П-образными ребрами. Станины бабокъ пустотѣлыя {(фиг. 10 и 11) съ разъемными подшипниками, причемъ станина правое подвижной бабки (фиг. 11) имѣетъ приливъ для установки въ него гайки, соединяемой съ винтомъ, перемѣщающимъ эту бабку.

III. ФрезнрующіВ токарные станокъ, хотя и рѣзко отличается отъ прочихъ типовъ своимъ рабочимъ инструментомъ, но въ томъ вицѣ, какъ онъ былъ построенъ Schifss'o.vrb въ Германіи и Бр. Бромлей у насъ, его можно отнести ко 2-й схемѣ по конструкціи бабокъ и укрѣпленію полуската.

На фиг. 31 изображенъ фрезирующій токарный станокъ завода Бр. Бромлей въ Москвѣ. Суппорта этого станка уже описаны на стр. 24 —2о поэтому остановимся лишь на самомъ станкѣ.

Прежде всего замѣтимъ, что станокъ приводится въ дѣйствіе ступенчатымъ шкивомъ В. получающимъ движеніе отъ потолочнаго привода. Ось шкива В связана находящимся на пей червякомъ а съ винтовымъ колесомъ К: въ свою очередь ось К. проходящая черезъ неподвижную бабку несетъ винтовое зацѣпленіе съ основнымъ валомъ ѵ, на который насажены шестерни, приводящія въ движеніе планшайбы. При помощи рычаговъ г эти шестерни могутъ быть выключаемы изъ сцѣпленія съ планшайбами. Правая подвижная бабка перемѣщается при помощи винта М, входящаго въ самоходную гайку станины. Для перемѣщенія суппортовъ служатъ винты w и wj съ заточкой на квадратъ ихъ кои-

Фиг. 31.

цовъ т, какъ и М подвижной бабьи, дли одѣванія ключа: при перемѣщеніи суппортовъ болты b отпускаютъ и суппортная доска свободно можетъ перемѣщаться.

Па этомъ чертежѣ показаны также стаканы для поддержанія шпинделей па тотъ случай, когда приходится обтачивать паровозные полу скаты съ кривошипными пальцами и упорный центръ выдвигается далеко.

Кромѣ того, что ираілчіка, какъ я уже говорилъ раньше, положила предѣлъ неумѣреннымъ увлеченіямъ Фрезой, къ которымъ нужно отнести н фрезирующій станокъ, этотъ станокъ благодаря сложности и дороговизнѣ передачъ (винтовыя зацѣпленія) п двумъ дополнительнымъ потолочнымъ приводамъ менѣе удобенъ, чѣмъ обыкновенный колесно-токарный; и только за эти совершенно ненужныя конструктивныя осложненіи слѣдовало бы выбросить его, хотя бы фреза и давала дѣйствительно хорошую производительность.

IV. С ганокъ, изображенный на таб. XI фт. J, такъ называемый, „Рапидъ“ изготовляется заводомъ бывш. Фельзеръ въ Ригѣ.

Описываемый станокъ имѣетъ электрическій моторъ на 10НР, но существуетъ также много установокъ и отъ потолочныхъ приводовъ. Станокъ сконструированъ съ достаточнымъ запасомъ прочно сти и разсчитанъ на работу быстрорѣжущей сталью (самозакаливающейся). Неподвижная бабка (лѣвая) несетъ шпиндельный валъ съ прекрасной конструкціей шпинделя. На обыкновенной планшайбѣ можетъ быть еще установленъ „медвѣдь“ Q, играющій роль поддерживающаго люнета, верхняя часть котораго удерживается постоянными откидными болтами q; но хотя этотъ „медвѣдь“ вращается вмѣстѣ съ плапшай-бойи, слѣдовательно, не царапаетъ оси полу ската, тѣмъ не менѣе это приспособленіе является лишнимъ и обычно его выбрасываютъ. Вынесенный валъ V изъ подъ бабокъ и несущій шестерни для передачи вращенія планшайбамъ, получаетъ движеніе слѣдующимъ образомъ: отъ мотора, дѣлающаго 965 оборотовъ, вращеніе передается зацѣпленіемъ А и В шестернѣ I, отъ І-й—ІІ-й и ІІІ-й, сидящей на одномъ валу со ІІ-й; затѣмъІѴ-ой на на томъ же валу, и, наконецъ, отъ а передается движеніе зубчатому колесу b вала V. Благодаря муфтѣ N, перебрасываемой ручкой г, можно вводить въ сцѣпленія другія ме-стерни, измѣняя такимъ образомъ скорости враіценія. Такихъ скоростей станокъ Фельзера даетъ 2:—до 3,5 и до 14 метровъ въ минуту.

Суппорта, каждый съ двумя рѣзцами для обточки профиля бандажа, автоматическіе, такого типа, какъ описаны на стр. 2.9 -W перемѣщенія суппортовъ возможно вдолі» и поперекъ станины съ помощью рейки и шестерни съ храповичнымъ приспособленіемъ. Вторая пара

Колесно-токарный СТАНОКЪ. 43

простыхъ суппортовъ, также съ 2-ми рѣзцами каждый. предназначена для обточки боковыхъ поверхностей бандажа. Обѣ пары суппортовъ приводятся въ движеніе системой рычажныхъ передачъ отъ криво шипа зубчатки для вторыхъ суппортовъ и кривошипа колеса для первыхъ. ін>л°со и зубчатка насажены на о инъ валикъ, причемъ зубчатка подучаетъ вр-иценіе отъ шестерни, сидящей на валу V у подвижной бабки (правой), которая перемѣщается вдоль станины при помощи впита S. Нужно сказать, что этотъ станокъ является у насъ одной изъ лучшихъ, если не единственной конструкц'ей II-го типа, благодаря тому, что валъ V вынесенъ изъ подъ бабокъ наружу, и всѣ зубчатыя зацѣпленія легко доступны, какъ и всѣ движущіяся части могутъ быть наблюдаемы при работѣ. Единственный его недостатокъ—это-станина но цѣльная, и ея часть подъ простыми суппортами соединяется съ основной болтами. Этотъ недостатокъ не оправдывается никакими соображеніями, т. к. отливка цѣльной станины не велика и не сложна, а строгать все равно необходимо обѣ части соединенными, такъ что тяжесть здѣсь не играетъ роли при установкѣ.

V. Наиболѣе сильные станки 11-го тина производятся всетаки американскими заводами, хотя послѣдній десятокъ лѣтъ англичане*), сильно копирующіе американскіе конструкціи и методы производства, начали выпускать также довольно мощные колесно-токарные станки—до 4 О HP (у американцевъ—до 50НР).

Изъ американскихъ станковъ этого типа отмѣчу конструкцію завода ßement, Niles Со (Филадельфія, участникъ синдиката Niles-Bement-Bond Со). Станокъ этотъ (фиг. 2) для обточки паровозныхъ полускатовъ разсчитанъ на наибольшій діаметръ нолуската—2337m/m (92 дюйма)г наибольшее разстояніе между центрами- -2743Ш ,ІП (9 футовъ). Правая подвижная бабка перемѣшается при помощи рейки и шестерни, приводимой въ движеніе ключомъ съ храповичнымъ приспособленіемъ, У лѣвой бабки помѣщается моторъ перемѣнной скорости отъ котораго системой зубчатыхъ передачъ вращеніе передается валу станка и отъ пего планшайбамъ. Кромѣ измѣненія скоростей маторомъ, возможно давать еще двѣ скорости съ помощи муфты Т, вводящей въ сцѣпленіе то правую, то лѣвую систему зубчатокъ.

VI. Станокъ завода Niles tool Works (Hamilton, Ohio) изъ того же синдиката, показаиый на таб. XI фш. беретъ до 50НР. Этотъ станокъ разсчитанъ па обточку паровозныхъ иолускатовъ діаметромъ отъ 1321 до I727m/m (52—68"); наибольшое разстояпіе между центрами 2743. Приводится онъ въ дѣйствіе моторомъ перемѣнныхъ скоростей, причемъ скорости регулируются также различными сцепленіями зубчатыхъ колесъ, что даетъ возможность измѣнять скорости отъ 3,05-до 9,14 метр. въ минуту. Послѣдняя скорость годится даже

*) ЗапоХь London Hrottu-rs. Ltd. Lund n.

для обточки шеекъ. Кромѣ того, электро-мапштная муфта S--S даетъ возможность моментально понижать скорость вращенія до I02m/U)-Планшайбы съ вырѣзами для помѣщенія въ нихъ пальцевъ кривошиповъ имѣютъ внутреннее зацѣпленіе. Массивная станина цѣльная, суппорта простые, приводимые въ дѣйствіе рычажной системой. Правая подвижная бабка перемѣщается вдоль станины при помощи особаго мотора.

Характерной чертой для американскихъ станковъ, приводимыхъ въ дѣйствіе отъ электромоторовъ, является то, что ихъ скорости вращеніе измѣняются непосредственно также отъ моторовъ, т. е. иначе говоря, американцы ставятъ почти исключительно моторы перемѣнныхъ скоростей, значительно уменьшая нагроможденія зубчатыхъ передачъ.

Заканчивая обзоръ станковъ Il-го типа, слѣдуетъ отмѣтить еще одно изъ спеціальныхъ приспособленій къ станкамъ для обточки паровозныхъ полускатовъ—это люнеты, устанавливаемые на станинѣ станка для поддержанія оси полуската. Ихъ ставятъ только русскіе и англійскіе заводы. Практика однако выбрасываетъ люнеты даже и при нашемъ примитивномъ способѣ укрѣпленія иолускатовъ; если-же перейти къ американскому способу укрѣпленія, то естественно люнеты окажутся техническимъ апахронизмомъ. Другое приспособленіе, ирактикумое почти исключительно американскими заводами, это приборъ для расточки въ колесахъ дыръ для кривошиеныхъ пальцевъ. Впрочемъ, это случайное увлеченіе американцевъ универсальностью колесно-токарнаго станка примѣняется рѣдко, и тѣ же заводы, которые конструируютъ станки съ расточнымъ приборомъ, рекомендуютъ для этой цѣли спеціально расточные станки.

Покончивъ со станками ІІ-го типа, перейдемъ къ конструкціямъ Ill-го типа.

VII. Примѣрами станковъ 111-го типа первой категоріи могутъ служить почти совершенно тожественныя конструкціи станковъ съ „медвѣдями“, изготовляемыя московскими заводами б. К. А. Вайхельтъ и Бр. Бромлей. Станки эти появились, какъ я уже говорилъ, еще въ 1873 г. на Вѣнской всемірной выставкѣ, экспонированные заводомъ И. Hartmann въ Chemnitz^. На западѣ они давно уже выброшены, но у насъ, благодаря относительной дешевизнѣ, упомянутые за воды еще производятъ ихъ. причемъ нисколько не измѣнили почти 40-лѣтней конструкціи, повидимому чтя завѣты древности глубокой.

На стр. 45 показанъ такой станокъ завода Бр. Бромлей, работающій, между прочимъ, и въ Александровскихъ мастерскихъ Николаевской жел. дор. Станки эти приспособлены исключительно для обточки вагонныхъ и тендерныхъ полускатовъ, поэтому высота цеігп ровъ не превышаетъ (>10m/m. Обѣ планшайбы получаютъ движеніе отъ

по схемѣ стр. 7 if пи. S. Шестерни нала V могутъ быть выключаемы рычагами г. Налъ V получаетъ вращеше отъ ступенчатаго шкива съ помощью зубчатаго перебора Z—Z,; винтъ К вала ступенчатаго шкива сцѣпляетсясъ винтовымъ колесомъ ѵ, имѣющимъ кривошипъ отъ котораго цѣпями или рычажными передачами суппорта получаютъ автоматическое перемѣщеніе. Какъ уже было сказано раньше, „медвѣди“, т. с. регулируютъ подшипники Р, практикой выброшены, какъ не достигающіе цѣли {фи/. Sä).

Изъ разновидностей итого станка съ безплодной попыткой замѣнить цилиндрическія зубчатыя колеса планшайбы винтовыми съ передачей вращенія отъ винтовъ былъ построенъ колесно токарный станокъ по патенту инженера К. С. Bluff а. заводомъ Saxonia. Но этотъ станокъ дальше всемірной Вѣнской выставки 1873 г. не пошелъ.

VIII. Неудачная европейская конструкц:я 3-го типа замѣшена американцами станкомъ, показаннымъ на фи/. SS, бабка котораго была детально описана па стр. 17. Станокъ этотъ для колесъ наибольшаго діаметра I067n7m (завода Niles tool Works) получаетъ движеніе отъ мотора перемѣнной скорости, снабженъ 2-мя крестовыми суппортами получающими автоматическую подачу отъ системы рычаговъ. Маховикомъ К перемѣщается не вращающійся шпиндель, а маховичекъ Kj,

Фи/. SS.

подобно контргайкѣ», закрѣпляетъ шпиндель въ установленномъ по. ложенін. R—валикъ съ устанавливаемыми уравновѣшенными шаблонами но профилю бандажа для провѣрки обточки какъ но профилю, такъ и по діаметру колеса. На этомъ станкѣ мы видимъ старую систему укрѣпленія полуската водилами. Кромѣ того, затруднителенъ доступъ къ передачѣ вращенія шестернямъ, выдвигающимъ самоцентрирующіе люнеты. Послѣднее устранено въ этомъ же станкѣ К. А. Вейхельта (табл. III) выносомъ конца Е валика D шестерни С къ тому же мѣсту, гдѣ находится маховичекъ шпинделя, что дѣлаетъ доступнымъ и удобнымъ перемѣщеніе люнета.

47.

КоЛЕСНО-ТОКАГНЫП СТАНОКЪ.

Этимъ собственно и можно закончить обзоръ станковъ всѣхъ существующихъ типовъ, потому что 4-й типъ былъ уже описанъ мною сь достаточной нлотпотой на стр. 20 и 21. Сравнительная оцѣнка отдѣльныхъ типовъ также была сдѣлана, и мы пришли къ выводу, что 4-й типъ устраняетъ недостатки всѣхъ трехъ предыдущихъ. Однако недостатки эти обоснованы болѣе или менѣе теоретически, или вѣрнѣе оцѣнка ихъ в'ь значительной степени теоретическая. Если же мы обратимся къ учету ихъ недостатковъ, такъ сказать, во времени и пространствѣ, то можно сказать, что всѣ три послѣднихъ типа станковъ (причемь 3-й—американскій) вполнѣ равноправны въ колесномъ цехѣ мастерскихъ. Въ самомъ дѣлѣ, если станокъ Sharp, Stewa t & Со въ петербургскихъ мастерскихъ Петерб.—Варш. жел. дор. могъ работать 50 лѣтъ, то опредѣлить износъ станка, вводя независимую перемѣнную—время, довольно трудно. Износъ станка, опредѣляется конечно, путемъ наблюденій; по если станокъ стараго завода и старой конструкціи работаетъ 50 л ѣлъ, то врядъ ли хватитъ и двухъ человѣческихъ жизней для наблюденій въ предѣлахъ осязаемости и научности результатовъ этихъ наблюденій. Гораздо болѣе серьезный вопросъ, чѣмъ износъ той или другой конструкціи станка,—это вопросъ объ ихъ коэфнціентѣ полезнаго дѣйствія. Однако острота и этого вопроса въ значительной степени ослабляется, если принять во внпмапіе ничтожный процентъ полезной работы тяжелыхъ станковъ.

Единственное требованіе, которое должно предъявлять къ колеснотокарнымъ станкамъ это требованіе быстроходности и, какъ результатъ ея, высокой производительности. Какъ бы не была вульгарна американская поговорка „time is money“, но она примѣнима и къ оцѣнкѣ конструктивныхъ особенностей машинъ, потому что „time is money“ — основа современнаго процесса производства, въ которомъ техникъ» рабочій играютъ главныя роли. И оставаясь вѣрными этому принципу, американскіе инженеры создали вполнѣ цѣлесообразную конструкцію колесно-токарныхъ станковъ, потому что, геній изобрѣтательности очищая отъ вульгарности этотъ принципъ, стремился къ экономизаціи человѣческихъ силъ и энергіи, добываемой изъ топлива.

Посмотримъ теперь, какъ относятся къ новому слову техники наши желѣзныя дороги, являющіяся почти единственнымъ потребителемъ колесно -токари ы хъ стаи ковъ.

Наши дороги должны быть богаче но сравненію съ американскими, потому что чистая прибыль на персту у насъ 5000 рублей, тогда какъ у американцевъ 40(H) руб., т. е. на 20°/о ниже. Но мы должны быть и бережливѣе и требовательнѣе къ техническому оборудованію, стоившему намъ гораздо дороже, на что указываетъ намъ процентное отношеніе чистой выручки къ стоимости сооруженія жел. дорогъ: у

насъ 4,«1°/о, а въ Америкѣ 5%. Однако за 10 лѣтъ (1894 но 1904 г.) наша выручка упала съ 4,5% до 4,3%, тогда какъ у американцевъ возросла съ 3,1°,'о до 5%. Послѣднія цифры достаточно подчеркиваютъ упадокъ нашего желѣзнодорожнаго хозяйства, но нптересно также прослѣдить, какими фактами технической нецѣлесообразности сопровождается потеря нашими дорогами и времени и денегъ.

Устарѣлость оборудованія нашихъ желѣзнодорожныхъ мастерскихъ теперь стала уже притчей во языцѣхъ. Однако нѣтъ надежды и на скорое обновленіе этого оборудованія, потому что прежде всего приходится сталкиваться съ пріемственнымъ невѣжествомъ желѣзнодорожныхъ инженеровъ, которое успѣшно эксплуатируется нашими заводами подъ охраной запретительной пошлины. Насколько характерно стремленіе русскихъ заводовъ учесть это невѣжество, можно судить по нижеслѣдующей выписи конкурсныхъ предложеній на поставку колесно-токарныхъ станковъ по вызову одной изъ лучшихъ дорогъ Петербургскаго узла. Въ объявленіи техническихъ условій дорога эта не потребовала самого главнаго: производительности и количества силъ, потребныхъ для станка. II вотъ какъ отвѣтили заводы:

ЗАВОДЫ: Фениксъ. Фельзеръ Брянскій. я О =2Г _* » Крамотор- скій. Веихельтъ. Герлахъ и Пульстъ. Гейслеръ. і Контора Сап-Галп.

Цѣиа, руб. . 2G000 23620 23775 10900 9150 11500 14100 10650 19000

Срокъ нзгот.

мѣсяцевъ . 5 0 9 5 6 ѵ* 5 0 10 4—5

Вѣсъ, пуд. . 2000 •2830 2000 1900 1100 1800 2150 1750 1170

Число IIP . — 10 — — - 10 15 15

Въ запросѣ отмѣчалась опредѣленная модель станка для обточки паровозныхъ полу« катовъ съ высотою центровъ 1100т/ш и наибольшимъ разстояніемъ ихъ 2800м/т; кт> станку требовались автоматическіе суппорта для обточки профиля бандажа и простые суппорта для обточки его боковыхъ поверхностей.

Въ отвѣтѣ заводовъ характерно прежде всего колебаніе вѣса— НТО и 2880 пудовъ. Уже вѣсъ указываетъ на различную мощпость станковъ, слѣдовательно іі на различную производительность ихъ. Поэтому заводы благоразумно умолчали о количествѣ IIP, кромѣ Фельзера Герляха и Пульста, Гейслеран конторы 0. Санъ-Галли, которая прислала описаніе станка Niles-Bement-Poml Со, требующаго 35HP, и, очевидно, изъ скромности поставила 15НР. Но какъ ипаче можетъ- отнестись заводъ или техническая контора къ дорогѣ, которая въ тех-

' " ѵ.  * с* , ѵ* і .* ,

,і. .

пическнхъ условіяхъ требуетъ, чтобы планшайбы были укрѣплены па „сильныхъ“ шішндаляхъ. Понятно, что если такой звонкій и пустой терминъ изъ рекламнаго каталога допустимъ въ техническихъ условіяхъ дороги, то также легковѣсно отвѣчаютъ и заводы, предлагая станки цѣною отъ 5,8 до 16 руб. за пудъ, т. е. съ тройной разницей 'цѣнъ. Изъ всѣхъ заводовъ только бывш. Фельзеръ и К° въ Ригѣ представилъ вполнѣ обстоятельныя данныя и ве рекламное описаніе своего станка .Рапидъ“.

Какъ бы то не было, но новыя и сильныя конструкціи колеснотокарныхъ станковъ проникаютъ и въ археологическій музей пагаихъ желѣзнодорожныхъ мастерскихъ. Тѣмъ не менѣе мастеръ колеснаго цеха, обыкновенно инженеръ, заваленный и поглащенный исполненіемъ своихъ бюрократическихъ обязанностей, какъ и во всякомъ другомъ цехѣ, почти никогда не интересуется технической стороной дѣла. Станокъ попадаетъ на попеченіе невѣжественнаго десятника, который начинаетъ уродовать его сообразно со своимъ техническимъ вдохновеніемъ и неумѣніемъ рабочихъ обращаться съ новымъ станкомъ. И въ результатѣ получается такая, напримѣръ, картина:—въ Александровскихъ мастерскихъ Николаевской жел. дор. были выброшены автоматическіе суппорта Герляха и Пульста, потому что рабочіе, десятники и „сами инженеры“ нашли ихъ непригодными. Эти суппорта были замѣнены простыми крестовыми. Но въ Петербургскихъ мастерскихъ Варшавской- жел. дор. эти суппорта дали почти вдвое большую производительность, чѣмъ простые И это зависило отъ того, что мастеръ колеснаго цеха умѣлъ научить своихъ рабочихъ обращаться съ этими суппортами*). Еще болѣе разительный примѣръ инженерскаго легкомыслія представляетъ Путиловскій заводъ, гдѣ на колесныхъ станкахъ иаравозо-механическаго цеха эти же суппорта Герляха и ІІульста были забракованы, а въ колесномъ цехѣ вагонныхъ мастерскихъ ими были очень довольны. іМожгіо допустить» что на заводѣ явленіе это было случайнымъ, хотя по общему ходу нашего заводскаго хозяйства допущеніе это дѣлается съ большой натяжкой; но за то въ желѣзнодорожныхъ мастерскихъ наше техническое невѣжество и неумѣлость—фактъ констатированный. Это и не удивительно, потому что „чинъ“ цеховаго мастера для 'желѣзнодорожнаго инженера лишь одна изъ низшихъ ступеней іерархической лѣстницы, ведущей къ высшему окладу. При такихъ условіяхъ, конечно, мало будетъ мѣста техникѣ, а „сами инженеры“ въ оцѣнкѣ того или другого станка будутъ всегда руководствоваться рекламой каталога и невѣжественной экспертизой рабочаго пли десятника.

*» Пользуюсь здѣсь случаемъ, чтобы принести глубокую благодарность колесному мастеру А. II Нюману за помощь, оказанную мнѣ при собираніи практическихъ данныхъ для этой статьи.

Попробую сдѣлать сравніггельную оцѣнку нашихъ и американскихъ работъ по обточкѣ полускатовъ съ технической и экономической точки зрѣнія.

Несмотря на то, что въ Соединенныхъ Штатахъ Сѣв. Америки не болѣе Ю°/о вагонныхъ полускатовъ имѣютъ бандажи, а остальные 90°/о отливаются изъ чугупа съ закалкой поверхности катанія, и, слѣдовательно, не перетачиваются при износѣ, а выбрасываются въ переплавку,—американцы стремятся понизить и это сравнительно съ нашими небольшое количество обточныхъ работъ послѣ прокатки и нереточныхъ послѣ износа полускатовъ. У нихъ, напримѣръ, нѣтъ такой совершенно непроизводительной работы, какъ обточка боковыхъ поверхностей бандажа, положительно ничѣмъ не оправдываемой. Но количество работъ по обточкѣ уменьшается еще и осмысленнымъ пользованіемъ воздушнаго тормаза, благодаря чему у нихъ почти нѣтъ тѣхъ явленій скольженіе колеса но рельсу, которыя вызываютъ выбоины, какъ нѣтъ выбоинъ и отъ тормозныхъ колодокъ. Значитъ, переточка бываетъ только отъ естественнаго износа.

Благодаря раціонально-поставленнымъ испытаніямъ колесно-токарныхъ станковъ, американцы вырабатываютъ типъ наиболѣе высокой производительности, они уничтожаютъ излишнія работы, какъ обточка боковыхъ поверхностей бандажа, и такимъ образомъ, понижаютъ стоимость обточки полуската по крайней мѣрѣ на 100"/0 противъ нашей.

Посмотримъ, каковы условія производства этой работы въ Россіи.

Прежде всего у нась на желѣзныхъ дорогахъ не только пѣтъ испытаній станковъ на производительность, но нѣтъ даже и рѣчи о требованіи опредѣленной производигельности отъ станка той или другой фирмы. Количество работъ но переточкѣ необычайно велико, потому что износъ бандажей нацихъ заводовъ почти вдвое быстрѣе, чѣмъ нѣмецкихъ или американскихъ. Для иллюстраціи послѣдняго можно указать хотя бы на наши составы сибирскихъ скорыхъ поѣздовъ, но наблюденіямъ надъ которыми выяснилось, что полускатъ безъ переточки ходитъ не болѣе 20000 верстъ, т. е. иначе говоря, всего два конца отъ Москвы до Иркутска. Кромѣ того, плохая сборка воздушныхъ тормазовъ, неумѣніе съ ними обращаться и осмотръ ихъ плохо понимающими дѣло осмотрщиками даетъ громадное количество выбоинъ въ бандажѣ. Въ результатѣ служба нашихъ бандажей колеблется отъ 3 до 8 лѣть, если производить обточку но министерскимъ правиламъ, т. е. допускать износъ (выкатъ) не болѣе 5,u/m для пассажирскихъ и 7,n/m для товарныхъ полускатовъ, тогда какъ Круппов-скіе бандажи служатъ вдвое дольше.

Такъ или иначе, но мы перерасходуемъ на этихъ работахъ не менѣе 100°/0 но сравненію съ американцами, не говоря уже о потерѣ времени и первоначальныхъ затратахъ не увеличенную площадь ма-

Колесно-токарный СТАНОКЪ. 51.

стерскихъ при установкѣ малопроизводительныхъ станковъ. II ото не только на колесно-токарныхъ работахъ, по и на всѣхъ другихъ, еще менѣе изслѣдованныхъ, чѣмъ колесныя.

Заканчивая ату монографію, долженъ замѣтить, что я отнюдь не предполагаю прописывать въ видѣ рецепта тотъ или другой въ смыслѣ патента или завода колесно-токарный станокъ противъ золъ нашего колеснаго цеха. Задачей этой работы было научное объективное изслѣдованіе конструкціи одного изъ самыхъ дорогихъ станковъ въ нашихъ желѣзнодорожныхъ мастерскихъ. И, конечно, не мнѣ судить насколько удалось эго изслѣдованіе; но я глубоко убѣжденъ, что работу въ этомъ направленіи продолжать необходимо, потому что раціональное оборудованіе мастерскихъ—очередной вопросъ, для разрѣшенія котораго до сихъ поръ у насъ нѣтъ матеріала.

П. А. Козьминъ.

ЛИТЕРАТУРНЫЕ ИСТОЧНИКИ.

1) Альбомы станковъ для обработки металловъ. Составлены инж. Ва-

сильевымъ. Библіотека СПБ. Технологическаго института.

2) Вильмутъ, пнж. техн. - „Изнашиваніе гребней паровой, колесъ“.

Инженеръ“. 1885 г.

3) А. Гатцукъ, проф. а) Американскіе станки для обработки металловъ.

СПБ. 1896 г.

Ь) ЛитографпрованныП курсъ мехаиич. техи. ме галловъ, СПБ. 1905 г.

4) Гадолинъ, нроф. и академикъ, Мехаиич технологія. Лнтограф.

курсъ. СПБ. техн. пнст. 1888;'о г.

5) К. А. Зворыкинъ,-профес. „Набота и усиліе, кеобходим. для отдѣ-

ленія металич. стружекъ. Москва, 1893 г.

6) В. Ннаббе, проф. а) Современ. оборудованіе машиностронт. зав‘»д.

и жел.-дор. мастерскихъ. Харьковъ, 1896 г. Ь) Машины—орудія для холодной обработки металловъ, СГІН. 1902 г.

7) Н. Саввинъ.—Быстрорѣжущая сталь. „Извѣстія СПБ. Политехни-

кума, 1905 г.

8) Отчеты желѣзныхъ дорогъ за 1905 г.

„Свѣдѣнія о желѣзныхъ дорогахъ" 1904 г. Изданіе „Отдѣла статистики М. П. С.”

10) Ernst А. ѵ. Hesse, Maschinen—ingenieur in Wien. .Die Werkzeugmaschinen zur Metall—und Holzbearbeitung nach den Ergebnisst n der Winer Weltausstelung“. Leipzig, 1874.

11) „Engineer“, 1906 r. 28 декаб — Иснытаіге американскаго токарнаго станка системы Niles-Benient Pond Со.

12. Dr. Carl Hartmann. — Vollständiges Handbuch der Metalldreh*'rei.—Weimar,

13) J. Hart, profes. der Maschinenbaues an der polytechnischen S hule in

Carlsruhe.—„Die Werkzeugmaschinen für den Maschinenbau zur Metall—und Holzbearbeitung.—Heid lberg, 1867 г. и ІІ-е изд. 1874 г.

14) Ledebour А., проф. горной академіи въ Фрейбергѣ.—Die Verarbei-

tung der .Metalle ouf mechanischen Wege“.—Braunschweig, 1877 r.

15) Prof. J. T. Nicolson and Mr Dempster Smith.—„Enginer“, 1906 r. 14 д.

16) „Progress Reporter“.—A rernarcable record in the turning.—New Jork,

March, 1906 r.

17) W. Täylor. —The shape and duty of roughing tools.—American Machinist,

March 2—9, 1907 г.

фиг. 1.

Американскій станокъ аавода К. А. Нейхельдъ, Москва.

фиг. 2.

Стапокъ завода Niles, Betent & Pond C°, испытанный 1905 г. 19 декабря въ главныхъ мастерскихъ

New Iork Central Railroab C°.

(fui. 2\

Чистовой проходъ четырмя типами фасонныхъ рѣзцовъ.

Стружки грубой обточки.

Рѣзецъ чистовой обточки поверхности катанія.

Фасонный рѣзецъ чистовой обточки внѣшней части гребня-