О станках и калибрах - Перля Зигмунд Наумович. Страница 29

Вскоре научились так притирать две плитки, что они не разъединялись даже под действием силы в 100 килограммов. Такой притиркой можно «склеить» не только две, но и несколько плиток и получить набор, размер которого равен сумме размеров притертых плиток. {121}

Свойство точно шлифованных поверхностей крепко приставать друг к другу давно уже известно ученым. Уже больше шестидесяти лет назад заметили это свойство у поверочных плит, поверхности которых смазаны тонким слоем масла или другой жидкости. Для разъединения таких плит приходилось иной раз сдвигать их одну по другой, так как отделить их обычным путем оказывалось невозможным.

^{Притирка двух плиток}

Чем тоньше пленка жидкости между поверхностями, тем труднее, даже путем сдвигания, разъединять плиты. Некоторые ученые предположили, что прочное соединение вызывается силой атмосферного давления. Однако выяснилось, что если притирать плитки в безвоздушном пространстве, то свойство сцепления сохраняется полностью.

Тогда решили, что между притираемыми плитками остается настолько ничтожное пространство, что начинают действовать силы молекулярного притяжения.

Это предположение давало очень правдоподобный ключ к разгадке прочного соединения стальных плиток. Молекулярное притяжение начинает проявляться при наибольшей близости между поверхностями, обусловленной исключительной точностью изготовления мерительных плоскостей и тщательным притиранием их друг к другу.

При дальнейшем исследовании «слипания» обнаружилась любопытная подробность: если перед притиравшем переусердствовать в очистке поверхностей, {122} применив для этой цели спирт или керосин, и этим уничтожить все следы жира на поверхности, то прилипание значительно ослабляется. Но если нанести на мерительные поверхности тончайший слой жира или водяного пара, они снова «склеиваются». Сила сцепления, равная силе, которую надо приложить, чтобы разъединить плитки, зависела от того, какая жидкость нанесена на притираемые поверхности.

Площадь притираемых поверхностей плиток, которыми пользовались в опытах, равнялась 4,5 квадратных сантиметра. На эту поверхность попеременно наносили слои различных жидкостей. Сначала это были слои так называемых «тяжелых масел» (масла, получаемые при переработке нефти). На ощупь они кажутся липкими. В этих случаях для разъединения плиток необходима была сила около 14 килограммов. При введении парафина понадобилась для разъединения сила в 20 килограммов, а при нанесении слоя обыкновенной водопроводной воды — даже в 30 килограммов. Так было доказано, что для притираемых поверхностей «клеем» служит жидкость, и лучшим «клеем» является простая вода — «клей-невидимка».

Почему же жидкости, которыми нельзя склеить и двух картонок, оказались таким чудесным «клеем» для зеркально плоских поверхностей мерительных плиток?

Причину этого явления исследовали многие ученые. Их труды в этой области основаны на законах физики. Приведем здесь только вывод, к которому они пришли.

Чем тоньше слой жидкости, тем крепче сцепление.

В центре круглой, диаметром в 23 миллиметра, мерительной поверхности стального стержня помещалась капелька жидкости. К этой поверхности притирали, прижимая к капельке, стеклянную пластинку с особо точной плоской поверхностью. Стеклянную пластинку брали для того, чтобы можно было сквозь стекло наблюдать, как ведет себя жидкость. Площадь, покрытая жидкостью, нее увеличивалась и, наконец, достигла неизменной величины, когда стеклянная пластинка хорошо притерлась.

После этого притертые калибр и пластинку оставили в покое, чтобы можно было наблюдать за изменениями размера диаметра жидкостного пятна. Измерения показали, что пятно продолжает расти, правда, очень медленно. Увеличение диаметра продолжалось в течение двух часов, шло все медленнее и, наконец, прекратилось. {123} При этом сила сцепления возросла в сравнении с первым моментом после притирки, а толщина слоя жидкости, так крепко «склеивающей» притертые поверхности, как показали специальные, очень тщательные измерения, выражалась в тысячных долях миллиметра. Ученые доказали, что при таких именно толщинах слоя молекулы определенных жидкостей весьма прочно сцепляются с притертыми поверхностями и оказывают высокое сопротивление попыткам разъединить их. Бывали случаи, когда для разделения притертых калибров, оставленных на несколько дней в покое, необходимо было, зажав один в тиски, отбивать второй резким ударом.

Если поверхности плиток обработаны с необходимо высокой точностью (до трех или пяти десятитысячных миллиметра), то плитки выдерживают своего рода притирочную самопроверку. Контрольная плитка длиной хотя бы в 20 миллиметров «склеивается» по своим мерительным поверхностям с двумя другими плитками. Затем в получившуюся скобу укладывается с помощью притирки ряд плиток, длина которых в сумме также равна 20 миллиметрам. Еще показательнее другая проверка: скобой, составленной из плиток, проверяется размер мерительной «пробки». Эти опыты проходят успешно только при пользовании высококачественными неизношенными плитками. Легко понять, что сумма даже микроскопических погрешностей на поверхностях плиток не позволила бы осуществить сборку плиток в обоих этих случаях.

Глава IV. ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ И ТОЧНОСТЬ

Что такое взаимозаменяемость?

В 1856 году в Лондоне происходил очередной между народный съезд деятелей промышленности. Один из участников съезда поставил вопрос: нельзя ли добиться того, чтобы любая нормальная свеча № 1 всегда точно соответствовала гнезду нормального подсвечника № 1. так, чтобы ее нижний конец не нужно было ни подстругивать, ни обертывать бумагой. Конечно, в данном случае речь шла не только о свечах в подсвечниках. Этот вопрос был значительно более широк и важен. Свеча и подсвечник, о которых заботился участник съезда, просто {124} послужили наиболее показательным примером повседневного соединения двух «родственных» предметов. В нашем обиходе таких предметов множество.

Возьмем, к примеру, хотя бы мужскую сорочку и воротничок или ботинки и калоши.

В самом деле, приходилось бы тратить много времени и испытывать большие неудобства, если бы для подбора воротничка в каждом случае обмеряли шею покупателя. То же самое относится к обуви. Примерять десятки пар калош, чтобы подобрать себе одну пару, — дело хлопотное. Но мы избавлены от этой заботы: существуют определенные номера калош, которые всегда подойдут к определенному размеру ботинок.

Взаимозаменяемость бывает возможна там, где при соединении есть охватывающая часть (в наших примерах — воротничок, калоши) и охватываемая (ворот рубашки, ботинки).

Приведем еще несколько характерных примеров взаимозаменяемых изделий. Цоколь любой электролампочки, купленной где-нибудь в Австралии или в любом другом месте земного шара, всегда ввернется в любой патрон, приобретенный хотя бы в магазине «Электросбыта» в Москве. Лезвие безопасной бритвы, изготовленное в любой стране и на любой фабрике, всегда легко сядет своими тремя отверстиями на три штифта держателя и уложится в его размер.

До сих пор мы приводили для иллюстрации взаимозаменяемости так называемые стандартные изделия. Когда для широко распространенных изделий, вроде патрона и лампочки или винта и гайки, мы устанавливаем один из нескольких типов, характеризующихся определенным материалом, весом, размером, то такие изделия или детали называются стандартными. Если два стандартных изделия предназначены для соединения, то их размеры определяются таким образом, чтобы обеспечить их взаимозаменяемость.

Детали машин также могут быть изготовлены взаимозаменяемыми. Это имеет огромное значение для потребителя. Если бы, ремонтируя, автомобили и тракторы, нельзя было легко и скоро заменять износившиеся части запасными, сколько лишнего времени, труда и средств затрачивали бы городские гаражи, машинно-тракторные станции, ремонтные мастерские. А заводы, {125} изготовляя части машин взаимозаменяемыми, имеют возможность выпускать машины в массовом количестве и в короткий срок.