Отрывок из новой расширенной версии книги «Поединок. Мой путь – конструирование»
Автор: Михаил Кауфман, конструктор, изобретатель (Ванкувер, Канада).
Источник: ТПА №1 (94) 2018, стр 58-61.
Кауфман Михаил Семенович, родился 12 августа 1935 г. в г. Смоленске, жил в Ленинграде и в 1941 г. был эвакуирован в г. Свердловск, где в 1952 г. окончил мужскую среднюю школу № 1 с отличием, а в 1957 г. – Уральский Политехнический Институт им. С. М. Кирова с красным дипломом. До 1960 г. работал на Уралмашзаводе конструктором в экскаваторном бюро, где прошел свои университеты ведущим конструктором по продукции завода, а затем в НИПИГОРМАШе на нисходящих должностях ГИП, зав. отделом мехпередач, СНС. С 1960 г. – инструктор альпинизма, покоривший 40 вершин и в 1968 г. защитивший через преграды промышленности и школ ученых кандидатскую диссертацию по выравниванию нагрузок гибкостью в изобретенных и усовершенствованных зубчатых планетарных передачах, нашедших с его участием применение в 200-х собственноручно сконструированных объектах, не бросил ее на произвол общества беспризорной и донес до промышленности и опубликовал ряд статей по этой тематике. 12 авторских свидетельств, автор планетарных безвальных встраиваемых передач с гибкими звеньями (1958 г.) диаметрами до 2 600 мм и бесшатунных аксиально-поршневых пневмомоторов ДАР, поднявших отечественное пневмомоторостроение до уровня лидера на мировой арене. Разработал номенклатуру и типоразмерный ряд этих секционных передач диаметрами от 90 до 2 800 мм, охватывающих многие отрасли отечественного машиностроения и использованных зарубежной фирмой, выполнил их рабочие табличные чертежи, произвел их стендовые ресурсные испытания мощностью до 3 000 кВт и добился утверждения их в качестве РТМ Министерства тяжелого машиностроения СССР.
Я стремился и попал к гиганту машиностроения, моему ровеснику и «заводу заводов», трижды орденоносному 40-тысячному Уралмашзаводу имени Серго Орджоникидзе. Скромный памятник его строителю и первому директору Банникову был смещен в уголок, а на его месте воздвигнут перед заводоуправлением величественный монумент Наркому Промышленности с фигурой Серго из красного мрамора, возможно, от осознания его роли в поддержке забытого создателя победного танка, а сам настоящий танк, простоявший еще 12 лет после Победы, был снят с наклонного пьедестала, уступив место наглядной очевидной деформации приоритетов и истории.
С другой стороны медали, по широкому видению пролетарского писателя М. Горького, я попал к этому гигантскому спруту для высасывания им ежедневно моей мозговой деятельности, чтобы быть выплюнутым в конце дня с тысячами других интеллектуальных рабов. Начались «Мои университеты» жизни в обществе людей нового типа, с новыми лицами, но прежними внутри. Когда после смены из 20 проходных через вооруженных охранниц выливались толпы рабочих на площадь и запруживали радиальные улицы, идущие от нее, транспорт останавливался на полчаса, пропуская это полчище. Но пропуск требовался не только чтобы пройти на завод, но и чтобы выйти из него. Охранницами были одинокие озлобленные суровые женщины, лишенные семейных уз, поселенные в особое общежитие и тренировавшиеся в стрельбе.
Началась долгожданная большая жизнь. Всю энергию я направлял на подъем уровня конструкций более рациональными решениями, чтобы труд этой армии рабочих умножался на достижения конструкторов. Я анализировал и прогнозировал возможное прогрессивное развитие механизмов экскаваторного бюро и нефтебурового, выражал свое видение их перспективного развития в эскизах и описаниях подаваемых рац-предложений, пытаясь опереться на формальность службы системы изобретательства. Система изобретательства создавала вдохновляющую надежду тем, что знакомила завод и страну с изобретением и открывала окно в мир через железный занавес требованием мировой новизны и мирового доступа к нему. Изобретательство было единственной тропою достижения признания труда не по стажу, а по результату. В механизме этого умопомрачительного улья-муравейника я не позволял себе упускать ни единой возможности реакции даже на окружающие мелочи с любой стороны, вычитав, что даже Генри Форд стал Фордом среди многих других равных конкурентов именно благодаря такому подходу к работе, не теряя и не откладывая ни одной позиции в беге к финишу жизни, как в шахматной партии. Плыть не по течению, а по своему направлению. Я продолжал самовоспитание с детства, неподавленное отцом, а теперь и предприятием. И от бабушки ушел, и от дедушки ушел... Я боролся за подъем положения страны в мире не как стеклянно-хрупкие диссиденты, бросаясь грудью на амбразуру, как Матросов, а как сгибаемая ударами, но не ломающаяся рессора, своими конструкциями и стратегией обеспечения моей неистребляемости. Это казалось покорным системе сотрудникам дерзким вызывающим поведением не набравшего производственного стажа вчерашнего студента.
Для сохранения своих позиций руководство культивировало дух старшинства, измеряя уровень сотрудников лишь одним стажем и используя служебную дисциплину против попыток прогресса. Я следовал призыву Маяковского идти через головы союзов, и временных правительств, и через закостенелую реакционную машиностроительную культуру завода, насаженную и заразившую его немцами при его строительстве еще с 30-х годов. После разоблачения культа личности Сталина Хрущевым и восстановления коллегиального руководства партией и страной, которое вскоре сместило и самого новатора, в наступившей кратковременной оттепели появилась надежда на смягчение солдафонского режима и смелость действий внутри сковывающей служебной иерархии без опасения быть объявленным врагом народа. Мне, как окончившему институт с отличием, сразу установили повышенную на 2% зарплату, 910 рублей в месяц вместо минимальных 890, но и это было втрое больше стипендии и подняло бытовой уровень до пользования столовой.
Начало работы было обескураживающим. Мне поручили выпустить чертеж листа обшивки кабины шагающего драглайна с умопомрачительным координатным образмериванием его 400 крепежных отверстий вместо того, чтобы выполнять их по месту при сборке. Цепное образмеривание тогда еще не было предусмотрено чертежной системой, как и оговаривание всех смещений от номинального положения единым пунктом ТУ. Образмеривание приходилось привязывать к единой базе, чтобы не суммировались погрешности измерений, проведением этих 400 линий вдоль всего чертежа, да еще стольких же поперек. Не сойдет ли с ума проверщик этого чертежа, а затем и контролер ОТК? Это подобно заданию Золушке перебрать мешок крупы, только не за одну ночь, и нелепость работы трудно вообразить.
Начальником бюро шагающих экскаваторов был баскетболист Вениамин Львович Раскин, и сам он за чертежной доской никогда не стоял, а стратегически руководил проектированием и изобретателями, не покидая своего кресла, как трона. Энергичный, он попал соавтором во многие изобретения, и его портреты красовались среди почетных галерей достойнейших технических руководителей. Тактику игры, особенно должностной, он понимал больше, чем тактику конструирования, хотя и старался, мучительно морща широкий объемный лоб, на котором выступали капли пота от напряжения, когда я пытался разъяснить ему что-либо техническое. Взаимодействие игроков на баскетбольной площадке он лучше и легче представлял себе, чем взаимодействие деталей на поле чертежа. Он снимал очки, подозревая, что они мешают проникнуть внешним мыслям в его мозг, но это не помогало, и требовалось просверлить череп для вливания в него полезного содержимого. Но меня он называл на «ты», а я вынужден был обращаться к нему по имени-отчеству.
Чтобы не лишить себя шансов на будущее и заслужить положительную характеристику в аспирантуру, требовалось выполнять значимую комсомольскую работу, и я не противился избранию меня председателем спортсовета всего трехсотчисленного отдела Главного Конструктора Горнорудного Машиностроения. Инициативный директор стадиона Горностаев, бывший боксер, муж известной художественной гимнастки Людмилы, сам готовил его к сезону, заливая ледяное поле и дорожки. Он уважал спортсменов и считал, что они заслуживают большей оплаты, чем артисты, так как собирают больше зрителей на свежем воздухе и привлекают их к физической активности, отвечая повседневной заботе партии о здоровье трудящихся. Для привлечения зрителей в периоды меж летними играми были организованы гонки на велосипедах на 5 км квартетами на гаревой дорожке. Входить в поворот малого радиуса со скоростью 40 км/час было страшнее, чем на коньках, а педаль от наклона велосипеда грозила врезаться в дорожку, но и на поворотах приходилось напряженно крутить педали.
Богатый завод имел собственный УРАЛМАШСТРОЙ, и граничившие со стадионом одноэтажные разваливавшиеся землянки-бараки были снесены, и на стадионе были возведены трибуны на 40 000 болельщиков. Однако после двух лет этой дополнительной нагрузки на меня хлынула вся фальшь партии, и мне влили ложку дегтя в бочку меда, записав по настоянию вездесущего парторга Ципулина, что от политучебы в кружках повышения политической грамотности уклоняется. Уклонист! Но уклониться было некуда, и для неохваченных кружками работников и работниц отдела, большей частью молодых мам, еженедельно, уже в рабочее время, проводил попурри о последних политических событиях и известиях талантливый пропагандист А. Таршис, способный, захлебываясь, говорить больше слов в минуту, чем дикторы центрального радио, стремясь удержать интерес отвлекавшихся слушателей своим речитативом, выполняя свою партийную нагрузку перегрузкой голосовых связок.
Партия не выпускала из своих щупальцев воспитание и беспартийных, а комсомольский возраст был продлен до 28 лет, чтоб иметь и безвозмездно эксплуатировать больше прозревших общественных работников и 2%-ных налогоплательщиков. Я не нуждался в ее политучебе и был уже сам в состоянии научить ее предотвратить движение к катастрофе, но не был наивен, чтобы это предложить. Упирался подписать характеристику и ревностный деревенский техник-конструктор, воспитанный классово против инженера-горожанина, стремясь не допустить для него продвижения и мотивируя тем, что два года недостаточно. Этот же аргумент избрали и следующие комсомольские секретари с соответствующими ситуации фамилиями: Л. Нелюбин, а затем москвич С. Воздвиженский, хоть и с высшим столичным образованием, но непригодные за доской. Они не желали допустить продвижения провинциала, а не земляка, надменно полагая, что только их московское образование ведущими профессорами стоит этого. Мы были разных пород и устремлений: творческой и приспособленческой. Недаром Воробьянинов из «Двенадцати стульев» исторически-дальновидно, хоть и политически безграмотно, плюнул в доброе лицо Отца Федора, заподозрив в нем коммуниста и попав для удовлетворения читателей. Не набирая себе профессионального образования за годы учебы в вузе, они с его старта предпочитали себе социально-ускоренную карьеру, взбираясь по ее лестнице по головам позитивно нацеливавшихся специалистов, засоряя и вуз, и без того грязную всесоюзную организацию.
Наивным поиском правды здесь уже не занимался никто. Партия преследовала идеологическое зомбирование сильнее, чем разрушительное пьянство. Начальник одного бюро был командирован в министерство с докладом о выполнении заводом плана, и, получив билет на утро на самолет и командировочные деньги и купив новый костюм для повышения представительности и шансов на успех, отправился в ресторан «СЕВЕР» обмывать его по традиции. Проснулся он в снегу в одних кальсонах без денег и билета протрезвевшим и бросился будить товарищей и занимать одежду и деньги на продолжение полета. К счастью, партбилет, паспорт и доклад он не захватил сюда с собою. Когда об этом наутро доложили Главному Инженеру, тот стукнул по столу кулаком, как городничий, и приказал вернуть несправившегося и подорвавшего доверие и образ коммуниста, но было поздно, как у городничего с Хлестаковым. Самолет уже взлетел, и рейсы в те времена не возвращали, как ныне с террористами. А когда тот сам вернулся с успешным докладом, об инциденте не заикались. Не сохрани он партбилет в этой ситуации, его бы немедленно исключили из партии, не говоря о должности. Но он произвел на поведение потерпевшего заметное воспитательно-образовательное влияние, и этот начальник стал более доступным в общении, заглаживая этим свою промашку и пытаясь восстановить уважение рядовых инженеров. Таким образом, водка в отдаленной перспективе оказала воспитательное воздействие. Сулимов стал знаменитым на весь завод.
В КБ старых мужчин почти не было, а женщины были всех поколений, и неожиданно стало видно, как неудержимо старят время и сидячая профессия организмы, стремления и психологию, как и надежды на протяжении карьеры, что не было наглядным в среде однокурсников. В бюро уже нельзя было встретить девушку своей мечты. О справедливости и равенстве разговоров здесь не возникало. Но женщины, которые бы на балах в УПИ не привлекли никакого внимания, оценивали и ставили себя высоко в дефиците выбора, который был всего из пяти сотрудниц выпускниц сибирских техникумов, а в других бюро молодых и вовсе не было.
Атмосфера юности и ее утопий, надежд была убита реальностью и глаза не сияли, а были наполнены тоской. Почему-то женщины предпочитают чертить сидя, а не как мужчины – стоя. Вероятно, стесняются демонстрировать окружающим свою полнеющую, расплывающуюся фигуру. Или, может быть, для избежания расширения вен ног? Стоячая поза у токарей и чертежников ведет к профессиональному заболеванию тромбофлебитом конечностей, но и сидячая поза ведет к профболезни сжимаемых сидением сосудов повыше у шоферов. Мышцы и расположение сосудов человека не предназначены Природой для неподвижного сидения на них, на которое его обрекла создаваемая им себе цивилизация, избавившая его от метаний, и мягкие подкладки не помогают, а к нездоровому вертикальному неподвижному положению тела с увеличенным перепадом давления крови в сосудах человек перешел по собственной эволюционной инициативе. Природа сотворила организм предков человека предназначенным оптимально функционировать на четырех точках опоры, и когда организм ослаблен болезнью, тело занимает как оптимальную лежачую позицию, а держать тело вертикально человек принялся самостийно. Необходимость постоянного движения в природном окружении человек заменил неподвижностью в цивилизации, оторвавшись от природы и пытаясь компенсировать застой искусственно кратковременными упражнениями, на выполнение которых расходуется его время и воля.
Не дожидался главный конструктор В. Р. Кубачек и 10 лет для набора мною опыта и начал знакомить обучаемых студентов с моими конструкциями планетарных передач, успешно внедренных на горных и других машинах, получая от меня чертежи задолго до того, как они появлялись в печатных трудах НИПИГОРМАШа и в других источниках. Его отношение к моим конструкциям изменилось после моей защиты диссертации на Ученом Совете, где он был членом. Отчасти торможение Главным Конструктором на УЗТМ вызывалось его стремлением скрывать свою подчиненную и подавляемую позицию и роль засилием производственников в Техсовете завода в царстве его бессменного Величества плана количества, а не уровня качества продукции, недоступного образованию руководящей иерархии, и планирования тоннажа ГОСПЛАНом.
Кафедра горных машин СГИ была единственной в Свердловске, знакомящей студентов с кинематикой планетарных передач, и позднее, когда я работал уже в НИПИГОРМАШе, у меня сложился информационный контакт еще с ее предыдущим заведующим, Александром Петровичем Зиминым, энтузиастом преимуществ этого вида зубчатых передач, который понимал некоторые зависимости их кинематики. Экзаменовать глубину их знания я удержался и дополнил его небольшую коллекцию натурных экспонатов устаревших планетарных передач свежими конструкциями, прошедшими у нас испытания. Планетарные передачи раньше нашли большее распространение в подземных машинах, работающих в стесненных выработками условиях. Позднее, на балу научных сотрудников и выпускников УПИ, танцуя с пригласившей меня на вальс дочерью Б. Сатовского, симпатичной доценткой кафедры деталей машин, обогнавшей в своей научной степени своего отца и восхищавшейся его творениями, а не более прогрессивными конструкциями экскаваторов ее мужа, я не удержался отразить реальную оценку его творчества и глубины знаний.
Но даже уральская кузница кадров, УПИ, до сих пор не обучает студентов-механиков прогрессивным планетарным передачам. Инженерный дух ее основателя ступенями выдыхался приходящими на смену поколениями. Выращивая последователей внутри себя, кафедра испаряла связь с текущими проблемами создания новой техники без перекрестного опыления ее опытом внешних специалистов. Их было непросто найти для десятков кафедр других вузов страны, да и кабинетный состав кафедр избегает корректировки его курсов.
Как инженер, В. Кубачек, специализировавшийся на дробилках, обладал большей интуицией и, например, разгадал причину продолжавшихся разрывов болтов, крепящих жесткие редукторы лебедок к поворотной платформе ЭКГ-4, несмотря на неоднократное увеличение их числа и диаметра вплоть до М42. Центральная цапфа деформировала плоскость платформы в конус от усилий при копании, создававший рычажный эффект, и сокращение числа болтов до четырех прекратило разрывы. Он также разгадал причину сгорания подпятника скольжения при стендовых испытаниях вновь разработанных могучих конусных дробилок 1 300 мм. На чертеже зарубежного аналога пята состояла из двух дисков, зафиксированных от проворота относительно друг друга штифтом, и разработчики заменили их одним двойной толщины. Установка двух свободно плавающих дисков разделила их скорости скольжения и устранила перегрев, а злополучный штифт, очевидно, нанесло бюро искажений, существовавшее в некоторых фирмах для заблуждения конкурентов.
Однако наиболее глубокое понимание передач проявил Владимир Васильевич Рудоискатель, сменивший его на этой должности, добравшись до анализа числа степеней микроподвижности звеньев планетарного редуктора, которые в макро статически определимой системе распределяют нагрузки. Планетарная кинематика контринтуитивна. На столе лежат две монеты одинакового диаметра. Обкатывая одну вокруг другой без проскальзывания на один круг, можно ли представить себе, на сколько градусов она повернется? Или, наоборот, обкатывая диск внутри кольца двойного диаметра, вообразить, сколько оборотов он совершит в пространстве?
Аналитических путей мысли в логически-наглядном поиске передаточного отношения (числа) ПЧшвк в планетарной передаче от соосных центральной шестерни с числом наружных зубьев Ш к водилу В сателлитов промеж них при неподвижно закрепленной охватывающей их своим числом внутренних зубьев К короне несколько, и фразировка, следующая по пути воображаемого без чертежа движения звеньев, позволяет установить его.
Остановив водило и вращая шестерню в этом теперь доступном воображению однопараметрическом движении для того, чтобы корона совершила полный оборот, шестерню требуется повернуть в обратном направлении на К/Ш оборотов. А теперь, заморозив все звенья этого механизма, повернем его обратно на один оборот, чтобы корона вернулась на свое прежнее положение, как если бы она и не меняла его, и от этого и шестерня совершит еще один оборот в том же направлении, увеличив число своих оборотов до К/Ш+1, что и является искомым ПЧ. Таким мысленным приемом достигается раскрытие фундаментального закона планетарного движения. Число зубьев сателлита никак не влияет и определяется требованием зацепиться с зубьями шестерни и короны одновременно, для чего оно должно быть (К–Ш)/2, а числу самих сателлитов следует быть кратным сумме чисел К+Ш.
Разделение во времени последовательно движений звеньев позволяет воображению охватить их.
Представить себе наглядно кинематику движения звеньев планетарной передачи возможно, придавая им подвижность из плоскости чертежа разреза методом возможных перемещений, определяемых формами взаимодействующих поверхностей звеньев на основе принятого их условного изображения штрихпунктирными линиями, начиная от оси передачи. Микрокинематику составляющей скольжения поперек линии диаметральных контактов приближенных квазиформ бочкообразных роликов при перекатывании между сферическим и криволинейного профиля внутренним кольцом этого типа подшипников наглядно выявить в сравнении со строгой корректной геометрией двурядных роликоконических подшипников, хотя и в них неизбежно скольжение удерживаемых за торцы выталкиваемых коничностью роликов. Только роликоподшипники обладают полным избавлением от трения скольжения вдоль прямолинейных линий контакта, а все остальные с криволинейным контактом не могут быть освобождены от нарушения закона чистой кинематики качения.
Продолжение следует.
Ванкувер, Канада, январь 2017 года