Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2005 № 05

Опыты доказали верность решения. Но ионизация требовала опасно высокого напряжения. Оставался большим расход воздуха. К тому же в воздухе появлялся озон. Он полезен в малых количествах и вреден в больших.

И все же идею удалось, как говорится, довести до ума. В Московском государственном технологическом университете СТАНКИН мне показали озонатор, его главная часть — металлическая трубка. По ее оси проходит высоковольтный провод, на него подано напряжение 12 000 В переменного тока с частотой 1000 Гц. Транзисторный источник высокого напряжения потребляет мощность около 70 Вт. Это и есть ионизатор. Разработали его кандидаты наук Е.Чекалова и В.Турин. Корпус ионизатора заземлен на массу станка, поэтому поражение работающего электричеством исключено. Воздух, входящий в ионизатор, завихряется и движется, вращаясь вокруг высоковольтного провода. Благодаря этому воздух, прежде чем достичь выхода, проходит путь, намного превышающий длину ионизатора. За это время он успевает многократно подвергнуться действию электрических разрядов.

При обработке твердой конструкционной стали марки 45 этот метод помог получить высокую скорость резания и очень низкий износ резца. Чем объясняется этот успех?

Специалисты применяли воздух низкого давления — всего одна атм. Благодаря этому, содержащиеся в нем озон и ионы успевали полностью прореагировать с поверхностью металла. Это приводило прежде всего к снижению прочности металла, а также к уменьшению трения между стружкой и резцом. Все это и устранило основные причины для выделения тепла. Так ученые из СТАНКИНа сделали стружку холодной, совсем ее и не охлаждая. А экологическая экспертиза установила, что в воздухе, прошедшем мимо резца, ионы и следы озона содержатся в ничтожных количествах.

Так что если к нам и в самом деле через какое-то время залетят инопланетяне, им будет легче понять, чем же на самом деле занят токарь. При обработке обычных машиностроительных сталей с весьма умеренной скоростью резания 50 — 100 метров в минуту (0,8–1,7 м/с) может выделяться тепловая мощность около 1,5–3 кВт на мм 2поверхности режущей кромки резца. Большая ее часть, 75 % — уходит в стружку, 20 % — нагревает резец, 4 % — нагревает деталь, 1 % — уходит в окружающий воздух.

А что будет, если скорость значительно увеличить?

В конце 40-х годов в Томском политехническом институте попытались найти предел скорости резанья. Постепенно увеличивая ее, сначала получили стружку, раскаленную докрасна. Дойдя до скорости резания в 4000 метров в минуту (это примерно в 100 раз больше обычной), заметили на стружке признаки оплавления. Что не удивительно. Плотность потока энергии могла достигать 100 кВт/мм 2— почти как в пятне хорошего лазера!

Но эти рекордные цифры относятся к чистому резанию. У обычного же токаря, делающего штучные детали, много времени уходит на отладку режима, измерения размеров и смену деталей. Стократное увеличение скорости привело бы к сокращению времени на изготовление детали лишь в два-три раза. Зато прибавилось бы хлопот с раскаленной стружкой и резким ускорением износа станка и резца.

Правда, среди токарей встречаются «олимпийские чемпионы». Полвека назад ленинградский токарь Генрих Борткевич работал со скоростью резания 1000 метров в минуту. Ему дали Сталинскую премию, ставили всем в пример. Но сравняться с ним смогли лишь немногие.

А изыскания в области высоких скоростей резания даром не пропали. Столь быстро смогли работать станки-автоматы. Здесь все вспомогательные операции выполняются без участия рук человека, и сверхвысокие скорости резания заметно повышают производительность.

А.ИЛЬИН

Рисунки автора

ДОРОГИЕ ДРУЗЬЯ!

Если вы решите выписать «Юный техник» на II полугодие, напоминаем: подписная кампания завершается 10 июня. При желании вы можете воспользоваться купоном, напечатанным ниже, вписав туда количество номеров (с 7 по 12), свою фамилию, адрес и индекс «ЮТ».

При подписке по каталогу агентства «Роспечать» индекс журнала — 71122, в Объединенном каталоге «Пресса России» наш индекс — 43133. Надеемся на встречи в новом полугодии.

«ЛЕЖАЧИЙ ПОЛИЦЕЙСКИЙ»теперь дает электричество. По крайней мере, такой эксперимент проведен в одном из районов Каира — столицы Египта. Здесь это нехитрое приспособление еще оснастили и педалью, наезжая на которую автомобили вращают электрогенератор, дающий энергию для стоящего рядом светофора. Просто и остроумно.

ЖИВЫЕ «КОСИЛКИ»начали работать в итальянском городе Тревизо, находящемся близ знаменитой Венеции. Местные власти подсчитали затраты на ежегодную стрижку газонов и приобрели на эту сумму шесть… осликов. Теперь ослики бродят по газонам и «стригут» траву совершенно бесплатно, в то время как газонокосильщикам приходилось платить за их работу по 100 тысяч евро. Наевшиеся же ослики вдобавок еще и перевозят по городу небольшие партии различных грузов. «В общем, кругом сплошная экономия!» — радуется городская администрация.

МОБИЛЬНИК ВМЕСТО… БИЛЕТА. Число функций мобильных телефонов увеличивается день ото дня. Вероятно, в ближайшем будущем с помощью мобильника можно будет заплатить за проезд в городском транспорте. Эксперимент начнется в Германии, в небольшом городе Ханау. Здесь некоторые автобусы уже оснастили специальными считывающими устройствами, так что обладателям телефонов SI Nokia (именно эта фирма первой проводит эксперимент) с адаптированными корпусами достаточно лишь поднести свои мобильники к датчику электронной кассы, и плата за проезд тут же будет снята с их счета. Умная система будет к тому же подсказывать владельцу телефона, сколько ему еще ждать автобус на остановке, а также сообщит о новых товарах, поступивших в ближайшие магазины.

КАРТОШКУ ЧИСТИТ… ЛАЗЕР. Японские ученые и инженеры разработали технологию, благодаря которой овощные и фруктовые очистки могут полностью исчезнуть, если на кухнях вместо ножей использовать лазеры. Направленный луч снимает с поверхности картофелины пласт толщиной всего несколько микрон. Кожура превращается в невидимую пыль и сгорает в воздухе. Никаких отходов при этом не остается. Самое сложное было найти такой режим, при котором поверхность плода не нагревается. Однако все происходит настолько быстро, что вкусовые качества даже самых нежных тропических фруктов не успевают измениться. Кроме того, специальные исследования доказали: обработка плодов лазером абсолютно безопасна для здоровья человека.