CC BY
131
МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ
УДК 658.2 (091): 621.9.06- 133.2-52.001.2
B.В.Прейс, д-р техн. наук, проф., (4872)33-24-38, [email protected],
Н.А.Усенко, д-р техн. наук, проф., (4872)33-23-50,
(Россия, Тула, ТулГУ)
ЭВОЛЮЦИЯ ТУЛЬСКОЙ НАУЧНОЙ ШКОЛЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ПАТРОННО-ГИЛЬЗОВОГО ПРОИЗВОДСТВА
Освещается 75-летний период развития Тульской научной школы автоматизации производственных процессов, зародившейся на базе патронно-гильзового производства.
Ключевые слова: автоматизация, патронно-гильзовое производство, загрузочное устройство, автоматическая роторная линия.
Патронно-гильзовое производство охватывает диапазон от мелкокалиберных патронов до артиллерийских гильз и имеет массовый характер, который требует применения прогрессивных технологий и высокой степени автоматизации. Поэтому неудивительно, что именно на базе патронногильзового производства зародилась и развилась тульская научная школа автоматизации производственных процессов.
В 1937 году выделился в самостоятельный Тульский патронный завод, к этому времени уже работал Ульяновский машиностроительный завод, Ворошиловградский, Новосибирский, Орский механический и машиностроительный заводы и др.
В 1934 году в Ленинградском военно-механическом институте открывается специальность патронно-гильзового производства, а в 1939 году - и в Тульском механическом институте (ТМИ). Подготовку специалистов патронно-гильзового производства в ТМИ начали осуществлять на кафедре «Патронно-гильзовые производства» (в дальнейшем после войны кафедра «Технология штамповочного производства»). Основатель кафедры
C.П.Крылов (1895-1946 гг.), а с 1946 по 1954 годы кафедру возглавлял
А.Н. Малов.
В октябре 1941 года ТМИ был эвакуирован в г. Ижевск и объединен с эвакуированным туда же из г. Москвы Московским механикомашиностроительным институтом (МММИ) им. Н.Э. Баумана (ныне МГТУ им. Н.Э. Баумана). В связи с необходимостью срочной подготовки инженерных кадров для организации производства патронов стрелкового
оружия на эвакуированных заводах чтение курса «Оборудование патронно-гильзового производства» было поручено В.Ф. Прейсу, а в 1942 году он был назначен временно исполняющим обязанности заведующего кафедрой «Оборудование патронно-гильзового производства» (ОПГП) МММИ в г. Ижевске.
В 1943 году после реэвакуации ТМИ в г. Тулу В.Ф. Прейс распоряжением Государственного управления учебных заведений НКВ СССР был зачислен исполняющим обязанности заведующего кафедрой ОПГП ТМИ, а в 1945 году был утвержден в этой должности приказом Всесоюзного комитета высшей школы при Совете народных комиссаров СССР. Впоследствии кафедра ОПГП дважды меняла свое название: «Оборудование штамповочного производства» (ОШП), «Оборудование и автоматизация штамповочного производства» (ОАШП).
Начало публикаций в СССР по проблемам автоматизации загрузки штучных заготовок можно отнести к 1937 году, когда А.Н. Маловым - в то время главным инженером Ульяновского машиностроительного завода были опубликованы первые статьи, в которых был изложен практический опыт применения механических бункерных загрузочных устройств в производстве патронов стрелкового оружия.
В 1943 году Государственным специальным проектноконструкторским институтом (ГСПКИ-40) Наркомата вооружений СССР был выпущен «Типаж автоматов питания полуфабрикатами основного производства», в котором было собрано более двух десятков конструкций загрузочных устройств для элементов патронов стрелкового оружия с подробными техническими параметрами, а в отдельных случаях - с экспериментальными графиками фактической производительности загрузочных устройств.
В 1947 году вышла монография А.Н. Малова (в то время и.о. заведующего кафедрой «Патронно-гильзовое производство» ТМИ) «Автоматическая загрузка металлорежущих станков» [1], посвященная описанию загрузочных устройств, применяемых в отечественной и зарубежной промышленности. В этой работе впервые были даны рекомендации по выбору типа, числа и размеров захватывающих органов, производительности и области применения загрузочных устройств, основанные на практическом опыте их применения, прежде всего в патронной промышленности.
В первые послевоенные годы по заданию НКВ СССР В.Ф. Прейсом совместно с сотрудниками кафедры ОПГП развертываются масштабные научно-исследовательские работы по изучению механических бункерных загрузочных устройств для автоматической загрузки элементов патронов стрелкового оружия в прессы-автоматы и автоматические линии.
Результаты теоретических и экспериментальных исследований механических бункерных загрузочных устройств для элементов патронов стрелкового оружия, проводимых на кафедре ОПГП под руководством В.Ф. Прейса, легли в основу его кандидатской диссертации на тему «Осно-
вы методики проектирования крючковых и карманчиковых автоматов питания и их экспериментальное исследование». В этой работе впервые были введены понятия о вероятности захвата штучных заготовок захватывающими органами и коэффициенте выдачи; разработаны начала теории захвата заготовок захватывающими органами и теории выдачи заготовок из захватывающих органов; разработана методика экспериментального исследования бункерных загрузочных устройств и даны основные формулы для расчета их теоретической и фактической производительности.
Защита кандидатской диссертации успешно прошла в МВММИ им. Н.Э. Баумана в 1948 году. В этом же году В.Ф. Прейсу была присуждена ученая степень кандидата технических наук, а в 1949 году - присвоено ученое звание доцента по кафедре ОПГП.
Следует подчеркнуть, что кандидатская диссертация В.Ф. Прейса была на тот момент первой и единственной в мировой практике комплексной научно-исследовательской работой, в которой были созданы теоретические основы и разработана научная методика расчета и проектирования механических бункерных загрузочных устройств, базировавшиеся на положениях классической механики.
В 1948 году на преподавательскую работу по инициативе В.Ф. Прейса был приглашен инженер Л.Н. Кошкин, в то время начальник Конструкторского бюро автоматических линий (КБАЛ) НКВ СССР, которое было организовано в 1944 году на Ульяновском машиностроительном заводе (в настоящее время ОАО «Конструкторское бюро автоматических линий им. Л.Н. Кошкина», г. Климовск, Московской обл.). Основной задачей КБАЛ на многие годы стало создание автоматических роторных линий для производства патронов стрелкового оружия. Л.Н. Кошкин, впоследствии доктор технических наук, профессор, академик АН СССР, Герой Социалистического Труда, лауреат Ленинской и Государственных премий СССР, заслуженный изобретатель СССР, являл собой яркий пример талантливого инженера-конструктора, изобретателя и организатора.
По инициативе В.Ф. Прейса в эти же годы кафедра ОПГП приступила к выполнению совместных с КБАЛ научно-исследовательских работ по широкому кругу проблем комплексной автоматизации производства патронов стрелкового оружия.
В 1955 году вышла в свет совместная монография А.Н. Малова и В.Ф. Прейса «Механизация и автоматизация штамповочных работ» [2], в которой были опубликованы основные теоретические положения, разработанные В.Ф. Прейсом по расчету и проектированию механических бункерных загрузочных устройств для элементов патронов стрелкового оружия. В том же году А.Н. Маловым была переиздана монография «Автоматическая загрузка металлорежущих станков» [3], в которую им были включены расчетные зависимости для проектирования механических бункерных загрузочных устройств, полученные В.Ф. Прейсом.
Первые итоги сотрудничества высшей школы и производства были обсуждены в 1961 году на Межобластной научно-производственной конференции по исследованию, расчету, проектированию и применению в производстве автоматических роторных линий, организованной ТМИ совместно с ЦБТИ Приокского Совнархоза и с Тульским областным отделением НТО «Машпром». В оргкомитет конференции входили зам. директора ТМИ по научной работе А.Я. Шайденко, зав. кафедрой ОШП В.Ф. Прейс и доцент кафедры С.Д. Новиков.
В работе конференции приняли участие более 490 делегатов из 90 городов СССР (Москвы, Ленинграда, Тулы, Подольска (Климовска), Новосибирска, Барнаула, Фрунзе, Минска, Харькова, Воронежа, Ельца, Одессы, Риги, Зеленодольска и др.). В их числе были представители 48 вузов и средних технических учебных заведений страны, 212 ведущих научноисследовательских институтов, проектно-конструкторских бюро и заводов, научно-технических инженерных обществ и управлений совнархозов.
Конференция одобрила деятельность кафедры ОШП по подготовке специалистов в области автоматизации производства, проведению научноисследовательских работ в этом направлении и выпуску аспирантов.
К началу конференции была издана коллективная монография «Автоматические линии роторного типа» [4], которая долгие являлась единственным учебным пособием для студентов ряда ВУЗов, где зарождались специализации по роторному оборудованию. В монографии были изложены основы устройства, проектирования, конструирования и расчета роторных машин и на их базе автоматических линий. Особое внимание уделялось вопросам компоновки АРЛ, автоматической загрузки и межопераци-онного транспортирования штучных заготовок, установлению областей применения АРЛ, их экономической эффективности.
За большую научную и пропагандистскую деятельность президиум правления Тульского областного НТО «Машпром» присудил в 1961 году В.Ф. Прейсу премию им. С.И. Мосина за работу «Вопросы теории автоматических загрузочно-ориентирующих устройств».
Конец 50-х начало 60-х годов ХХ века ознаменовались становлением и интенсивным развитием общетеоретических принципов комплексной автоматизации патронно-гильзового производства, теории проектирования и эксплуатации автоматических роторных машин и линий.
Весной 1962 года под редакцией В.Ф. Прейса был издан сборник «Автоматические роторные линии (исследование, расчет, проектирование)» [5], в который вошли статьи сотрудников и аспирантов кафедры, обобщавшие результаты многолетних теоретических и экспериментальных исследований в области расчета и проектирования автоматических роторных линий и средств их автоматической загрузки штучными заготовками.
В октябре 1962 года в г. Туле по инициативе В.Ф. Прейса прошла Межобластная научно-производственная конференция по промышленному применению средств автоматической загрузки и межоперационного транс-
порта, организованная ТМИ совместно с ЦБТИ Приокского Совнархоза и с Тульским областным отделением НТО «Машпром». По результатам работы конференции Тульским ЦБТИ был издан сборник «Средства автоматической загрузки и межоперационного транспорта машин-автоматов и автоматических линий» [6] под редакцией В.Ф. Прейса и И.А. Клусова, в котором были опубликованы статьи ученых и производственников Тулы, Москвы, Ленинграда, Львова, Харькова, Севастополя, Киева, Одессы, Риги, Новосибирска, Климовска.
В 1962 году в ученом совете Московского станкоинструментального института В.Ф. Прейс защитил докторскую диссертацию на тему «Основы теории бункерных загрузочных устройств для захвата и ориентации заготовок в автоматах и автоматических линиях штамповочного производства». В 1963 году ему была присуждена ученая степень доктора технических наук и одновременно присвоено ученое звание профессора.
Впервые в мировой практике В.Ф. Прейсом были разработаны научные основы расчета, проектирования и исследования механических бункерных загрузочных устройств, включавшие ряд фундаментальных теоретических положений: теорию подготовки заготовок к захвату, теорию захвата заготовок захватывающими органами, теорию ориентации и переориентации заготовок, теорию выдачи заготовок в приемники. Научные положения, разработанные В.Ф. Прейсом, базировались на методах теоретической механики, теории механизмов и машин, теории производительности машин-автоматов и обширных экспериментальных исследованиях большого типажа бункерных загрузочных устройств для элементов патронов стрелкового оружия.
В конце 50-х годов в зарубежной печати появилась информация о вибрационных загрузочных устройствах. В.Ф. Прейс, обладая развитой инженерной интуицией и широким научным кругозором, проявил особый интерес к автоматическим загрузочным устройствам нового типа. Развивать это перспективное научное направление он поручил своему молодому ученику Н.А. Усенко, который в 1967 году защитил кандидатскую диссертацию на тему «Исследование вибрационных загрузочных устройств с электромагнитным приводом».
В эти годы кафедра, руководимая В.Ф. Прейсом, стала подлинным научным центром по общим проблемам автоматизации различных производств, и, в первую очередь, комплексной автоматизации патронногильзового производства на основе АРЛ и вопросам автоматической загрузки элементов патронов стрелкового оружия.
На кафедре ОАШП получили поддержку В.Ф. Прейса новые научные направления в области автоматической загрузки сложных объемных и плоских заготовок с асимметрией формы и физических свойств, основанные на использовании электромагнитных полей (Б.А. Иоффе, Институт физики Латвийского отделения АН СССР, г. Рига); А.Н. Лихачев, НИИ-ТОП г. Горький), пневмовихревых и пневмоструйных методов
(А.А. Иванов, НИИТОП г. Горький; А.Г. Неизвестных, Севастопольский приборостроительный институт); фотоэлектрических методов (Ю.Л. Маткин, Е.А. Грудзин, ТПИ).
Безусловно, приоритетным направлением научных исследований кафедры ОАШП под руководством В.Ф. Прейса всегда оставались проблемы комплексной автоматизации патронно-гильзового производства, что нашло отражение в кандидатских диссертациях сотрудников КБАЛ: Е.Н. Фроловича (1965 г.), К.С. Рудакова (1967 г.), И.Ф. Корнюхина (1968 г.), В.В. Хмелевского (1970 г.), Н.В. Волкова (1970 г.), В.Я. Владимирова (1970 г.), Г.А. Тинякова (1971 г.), В.С. Сыроватского (1973 г.), А.С. Егорова (1974 г.), Г.В. Комарова (1974 г.), Ф.М. Сахарова (1975 г.), защищенных в стенах ТПИ.
В эти же годы кандидатские диссертации по данному научному направлению были защищены в ТПИ сотрудниками и аспирантами кафедры ОАШП: А.Р. Сафарянцем (1965 г.), Н.А. Усенко (1967 г.),
И.С. Бляхеровым (1968 г.), А.Н. Лукашом (1968 г.), А.Н. Беляковой (1969 г.), Л.Ф. Анчишкиной (1969 г.), Ю.Л. Маткиным (1970 г.), Л.П. Воропаевым (1972 г.), И.В. Лисициным (1975 г.). Большинство из них были учениками и аспирантами В.Ф. Прейса.
27 декабря 1971 года впервые в истории ТулПИ состоялась закрытая защита И.А. Клусовым, учеником В.Ф. Прейса, докторской диссертации на тему «Синтез систем роторных машин».
После проведения в ТулПИ на базе кафедры ОАШП ряда всесоюзных, республиканских, отраслевых и областных конференций по проблемным вопросам комплексной автоматизации технологических процессов академик И.И. Артоболевский предложил создать в институте Тульский филиал семинара Академии наук СССР по основным проблемам теории механизмов и машин. Начиная с 1971 года работу Тульского филиала научного семинара АН СССР возглавил В.Ф. Прейс. Это было действительным признанием ведущей роли сложившейся под руководством В.Ф. Прейса Тульской научной школы автоматизации производственных процессов.
В 1975 году уже после смерти В.Ф. Прейса его учениками и соавторами была закончена и выпущена монография «Автоматизация загрузки прессов штучными заготовками» [7], в которой наиболее полно была изложена научная концепция В.Ф. Прейса и обобщены результаты работ по автоматизации загрузки элементов патронов стрелкового оружия на основе механических и вибрационных бункерных загрузочных устройств.
В 1984 году Усенко Н.А. и Бляхеров И.С. выпустили монографию «Автоматические загрузочно-ориентирующие устройства» [8], в которой впервые были представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований нового перспективного класса автоматических загрузочных устройств - вибрационно-роторных.
В течение последних 20 лет по научному направлению комплекс-
ной автоматизации патронно-гильзового производства и аналогичных ему массовых производств докторские диссертации защитили: Н.А. Усенко «Основы проектирования высокопроизводительных автоматических загрузочных устройств штучных заготовок» (1984 г.), И.Ф. Корнюхин «Основы теории построения механической системы роторных технологических машин и автоматических линий» (1984 г.), Е.Н. Фролович «Основы проектирования комплексно-автоматизированных производств массовых изделий на базе автоматических роторных и роторно-конвейерных линий» (1986 г.), В.И. Золотухин «Синтез технологических систем роторных машин штамповочного производства и эффективность их функционирования» (1990 г.), Ю.Л. Маткин «Автоматические транспортно-загрузочные системы на основе многофункциональных вибрационных устройств модульного исполнения» (1991 г.), В.Н. Тилипалов «Технологические и конструкторские методы повышения эффективности автоматических роторных линий механической обработки» (1993 г.), И.С. Бляхеров «Вибрационные технологические устройства: теория и основы проектирования» (1997 г.), В.В. Прейс «Теория и проектирование роторных систем автоматической загрузки» (1997 г.), В.А. Крюков «Теория, моделирование и синтез систем приводов автоматических роторных линий для обработки давлением» (2000 г.), Е.А. Ядыкин «Теоретические основы технической диагностики автоматических роторных линий» (2004 г.).
В 1990 году большим коллективом авторов (И.С. Бляхеров, Г.М. Варьяш, А.А. Иванов, И.А. Клусов, Г.В. Комаров, Ю.Л. Маткин,
A.Ю. Махлин, В.А. Поляков, В.В. Прейс, Н.А. Усенко, Б.И. Черпаков,
B.С. Шаршов) был издан справочник «Автоматическая загрузка технологических машин» [9], в котором научные результаты работ учеников и последователей В.Ф. Прейса в области автоматической загрузки элементов патронов стрелкового оружия были обобщены до практических рекомендаций и инженерных методик проектирования средств автоматической загрузки на основе стационарных и роторных механических и вибрационных бункерных загрузочных устройств для широкого круга штучных заготовок.
В 1999 году коллективу авторов в следующем составе: И.А. Клусов, Ю.Л. Маткин, В.В. Прейс, Г.М. Варьяш, А.Н. Лукаш за цикл работ «Научные основы автоматизации производства боеприпасов и смежных изделий» была присуждена юбилейная премия им. С.И. Мосина.
В последнее десятилетие научные положения, разработанные в рамках Тульской научной школы автоматизации производственных процессов, зародившейся много десятилетий назад на базе патронногильзового производства, получают новое развитие в работах учеников В.В. Прейса и Н.А. Усенко [10, 11], результаты которых активно используются в учебном процессе [12, 13], обеспечивая подготовку высококвалифицированных кадров специалистов и магистров, востребованных ведущими предприятиями Тульского региона, входящими в структуру оборонно-промышленного комплекса России.
Список литературы
1. Малов А.Н. . Автоматическая загрузка металлорежущих станков. М.: Машгиз, 1947. 324 с.
2. Малов А.Н., Прейс В.Ф. Механизация и автоматизация штамповочных работ. М.: Машгиз, 1955. 308 с.
3. Малов А.Н. Автоматическая загрузка металлорежущих станков. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машгиз, 1947. 400 с.
4. Автоматические линии роторного типа / Л.Н. Кошкин [и др.]. Тула: ЦБТИ, 1961. 253 с.
5. Автоматические роторные линии (исследование, расчет, проектирование); под ред. В.Ф. Прейса. М.: Машгиз, 124 с.
6. Средства автоматической загрузки и межоперационного транспорта машин-автоматов и автоматических линий; под ред. В.Ф. Прейса и И.А. Клусова. Тула: ЦБТИ, 1962. 287 с.
7. Автоматизация загрузки прессов штучными заготовками /
В.Ф. Прейс [и др.]. М.: Машиностроение, 1975. 280 с.
8. Усенко Н.А., Бляхеров И.С. Автоматическое загрузочно-ориентирующие устройства. М.: Машиностроение, 1984. 112 с.
9. Автоматическая загрузка технологических машин: справочник / И.С. Бляхеров [и др.]; под общ. ред. И.А. Клусова. М.: Машиностроение, 1990. 400 с.
10. Прейс В.В., Галонска М.К. Бункерные загрузочные устройства с вращающимися воронками криволинейного профиля; под ред.
В.В. Прейса. Тула: Изд-во ТулГУ, 2004. 128 с.
11. Давыдова Е.В., Прейс В.В. Автоматическая загрузка стрежневых предметов обработки с неявно выраженной асимметрией по торцам; под ред. В.В. Прейса. Тула: Изд-во ТулГу, 2009. 112 с.
12. Прейс В.В., Усенко Н.А., Давыдова Е.В. Автоматические загру-зочно-ориентирующие устройства. Ч. 1. Механические бункерные загрузочные устройства: учеб. пособие; под ред. В.В. Прейса. Тула: Изд-во Тул-ГУ, 2006. 125 с.
13. Усенко Н.А., Зайцев А.Б., Фалдин А.В. Автоматические загру-зочно-ориентирующие устройства. Ч. 2. Вибрационные загрузочные устройства: учеб. пособие. Тула: Изд-во ТулГУ, 2010. 143 с.
V. Prejs, N. Usenko
Еvolution of the Шla scientific school of automation of cartridge-sleeve manufactures.
The seventy-five-year period of development of the Tula scientific school of automation of the productions which have arisen on base of the cartridge-sleeve manufactures is considered.
Key words: automation, cartridge-sleeve manufacture, the loading device, an automatic rotor line.
Получено 04.08.10
