ІСТОРІЯ ВИНИКНЕННЯ АВТОМАТИЧНИХ ПРИСТРОЇВ
У зв`язку з удосконаленням енергетичного обладнання та прискоренням науково-технічного прогресу в енергетиці все більшої актуальності набувають питання розвитку різноманітних пристроїв, устав, агрегатів тощо. Доречним буде, на наш погляд, частково розкрити історію виникнення автоматичних пристроїв далекої давнини і зрозуміти еволюцію зародження і становлення їх залежно від розвитку продуктивних сил і виробничих відносин за первіснообщинного ладу та до сучасності. Людина намагалася вижити за цих умов не тільки за рахунок, власне, полювання на звірів, вилову риби і рільництва, але й шляхом удосконалення примітивних знарядь „автоматичних пристроїв” , які послужили в подальшому базою інтенсивного розвитку сучасної автоматизації виробничих процесів в суспільстві взагалі і в енергетиці зокрема.
Багато тисяч років тому назад земля була вкрита густими лісами. Люди збирали плоди і ягоди, полювали на звірів, ловили рибу. Щоб спіймати звіра мисливці робили ями-самолови в землі, снігу, льоді. Сама природа підказала людині як зробити пастку, використати енергію каменю, що скочується з гори, або ж дерево, що падає, або ж нахиленого стовбура чи його гілок.
З часом застосовували самолови і для риби, які майже не відрізнялися від пасток для звірів. Риба, потрапивши в сітьовий конічний мішок самолова, що лежав на дні водойми, намагалася вибратися із нього. Багаторазово наштовхуючись на сітку, натягувала її і врешті решт висмикувала кілочок з дна. Гілка дерева, що звільнилася, різко підтягувала сітьовий мішок з рибою вверх.
Таким чином, пастки, що з`явилися майже 20 тисяч років тому, нагадували найпростіші автомати і мали в історії людської культурі більше значення, ніж навіть винайдення колеса. Цікавим був і принцип дії пастки. Пастка починала працювати після зовнішньої дії (звіра) на неї, тобто необхідно було штовхнути палку, колоду тощо, попасти в петлю. Палка, петля тощо являли собою „чутливі елементи”. Вони передавали дію „виконавчим елементам” – каменю, стовбуру дерева, стрілі лука, які діяли на звіра.
Якщо порівняти пастку із сучасними автоматичними пристроями в енергетиці, можна виявити подібні за призначенням вузли. Адже сучасні автоматичні пристрої в енергетиці мають чутливі і виконавчі елементи: перші реагують на зовнішню дію і перетворюють її часто в електричні або пневматичні сигнали, а інші – виконують команду. Чутливі елементи сучасних автоматичних пристроїв в енергетиці мають призначення те саме, що і чутливі елементи пастки. У сучасних автоматичних пристроях вузли взаємопов`язані між собою і разом з об`єктами, на яких вони встановленні, утворюють замкнуті системи, подібні системі „звір-пастка”.
В І-ІІ ст. до н.е. було покладено початок пневматичній і гідравлічній автоматиці. Цей „чародійник” описаний знаменитим вченим глибокої древності Героном Олександрійським у праці „Пневматика” біля 120 р. н.е.
Одного разу жителі єгипетського міста були здивовані : двері храму самі відчинилися перед ними. На вівтарі храму жрець розводив вогнище. Піднявши руки доверху, він молився богу. Після закінчення молитви двері храму, на подив юрби, що зібралася, самовільно зачинилися.
Будова дверей, які самовільно відчинилися і зачинилися, була, за сучасними поняттями, досить простою. Під тиском нагрітого повітря вода із сферичної посудини перетікала у відро, що своєю масою рухало систему блоків, які й відчиняли двері. Звичайно, ніхто про це не здогадувався. Люди думали, що боги відкривали двері храму. „Чародійство” укріплювало віру в бога, а це було вигідно жрецям.
Чародій-автомат працював, використовуючи енергію повітря і води.
До багатьох чисельних винаходів Герона Олександрійського належить і створення таксометра-автомата. Він укріплювався на осі коліс і зубчатою передачею обертав диск лічильника. Значно пізніше лічильник-автомат був удосконалений одним із римських офіцерів, який винайшов пристрій, що дозволяв перед кожним новим рейсом встановлювати лічильний пристрій на нуль. Через кожні десять обертів диска в спеціальному віконці з`являлася відповідна велика цифра. Таким чином, римляни ознайомилися з так званою десятинною передачею, що застосовується і донині в різних лічильниках взагалі та в енергетиці зокрема.
Прикрасою столу у багатьох заможних власників осель понад 2 тис. років тому назад вважалася лампа з фігурками звірів і птиць. Проте лампа була вартою уваги не лише завдяки своїй красі, але й автоматичному пристрою подачі гнота. В ній не потрібно було періодично подавати гніт в світильник, як це традиційно робили в гасових лампах в середині ХІХ століття, після їх винаходу, і продовжують робити й понині. Пристрій всередині лампи, з фігурками звірів і птиць виконував це без участі людини, тобто автоматично. При витрачені масла, його рівень в лампі знижувався і поплавок опускався. Зубчастий стержень, зв`язаний з поплавком, переміщувався по направляючим і знаходячись в зчеплені із зубчастим колесом, примушував його обертатися. Обертаючись, зубчасте колесо переміщувало зубчасту дугоподібну обмотану гнотом рейку, розташовану на дні лампи, і гніт подавався у світильник.
Так вперше в історії автоматики була застосована пара: зубчасте колесо і рейка, поплавок – чутливий елемент, зубчасте колесо і рейка – виконавчий механізм. Таким чином, в глибині віків невідомим винахідником був створений алгоритм проектування найсучасніших автоматичних регуляторів прямої дії, які широко використовуються в різних галузях суспільства взагалі та в технологічних схемах енергетичного обладнання і в системах проти аварійних автоматичних пристроїв в енергетиці зокрема.
Отже, в глибині віків невідомим винахідником і був створений алгоритм проектування найсучасніших автоматичних токарних верстатів (для обробки тіл обертання діаметром до 6 м, вагою до 250 т) та технологій їх виготовлення, виробництво та впровадження з високою конкурентоздатністю на світовому ринку.
Робота верстатів базується на фундаментальних наукових дослідженнях з механіки, теорії суцільних середовищ, гідравліки, гідродинаміки, механотроніки, фізико-механічних процесів прецизійного формоутворення деталей. На створених важких токарних верстатах з числовим програмним керуванням підвищеної точності можна виготовити найбільш великі й відповідальні деталі прокатних станів, надпотужних турбін і генераторів морських суден та інших машин. Верстати, відрізняючись високою продуктивністю, точністю, надійністю й довговічністю, забезпечують новий якісний етап у розвитку важкого, транспортного й енергетичного машинобудування, чорної металургії й інших галузей промисловості, дозволяють звільнитися від імпорту подібного устаткування й розширити експорт важких токарних верстатів і продукції важкого машинобудування. Висока продуктивність верстатів забезпечується за рахунок автоматизації всіх операцій обробки і залучення сучасних засобів безконтактного виміру якості оброблених деталей. Важкі токарні верстати за технічними показниками знаходяться на рівні кращих світових зразків і успішно конкурують з верстатами провідних европейских фірм. Їх застосування дозволяє підвищити продуктивність обробки деталей на 30%. Випущені верстати нового покоління, які поставляються за рубіж та українським підприємствам, успішно працюють в Україні, Росії, Болгарії, Італії, США, Японії, Китаї.
Розробка, створення, освоєння серійного виробництва та впровадження гами високоефективних конкурентоспроможних важких токарних верстатів нового покоління, має суттєві особливості, які полягають в розмірах і масі деталей. Одним з лідерів світового верстатобудування є Відкрите акціонерне товариство «Краматорський завод важкого верстатобудування», який випускає токарні верстати та інше обладнання, що призначене для обробки найбільш важливих деталей основного і допоміжного обладнання металургійних підприємств. Створення обладнання, що забезпечує обробку заготовок діаметром до 2000 мм, довжиною до 8000 мм і масою до 20 тонн при забезпечені необхідних показників точності і якості поверхонь вимагало від розробників розв’язання складних конструктивних задач. Досягнуті результати були б неможливі без об’єднання зусиль виробничників з вченими Академії наук України ? Інституту проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України, Інституту надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України та вищих навчальних закладів - Національного технічного університету України „Київський політехнічний інститут” та Донбаської державної машинобудівної академії МОН України та Науково виробничого комплексу «Завод ім. Г.І.Петровського».Цитування та використання будь-яких матеріалів порталу Etar на інших сайтах дозволяється лише з гіперпосиланням: www.etar.com.ua
