Занимательная стандартизация — Белоусов В.
Страница 2 из 18
Занимательная стандартизация
Ступни, локти и эталоны
В один прекрасный день франкский король Карл Великий утвердил новую единицу измерения — длину своей ступни. Так появился королевский фут («фут» по-английски — нога). На Руси вопросы измерений решались не менее просто, с той лишь разницей, что эталоном для наших предков служили не нижние, а верхние конечности. Сейчас немногие знают, что пядь — это расстояние между большим и указательным пальцем, а сажень — между концами средних пальцев рук, разведенных в стороны на ширине плеч. Несмотря на кажущуюся примитивность, эти меры вполне устраивали наших предков. Сегодня отклонение в точности измерений могло бы привести к весьма неприятным последствиям.
К примеру, мастер считает, что его штангенциркуль «точнейший». Ну, а если он далеко не безупречен, если дает неверные показания? Тогда брак останется скрытым?
В самом деле, есть ли гарантия, что заводской инструмент дает верные показания? Есть. Ее дают научно-исследовательские институты, которые обеспечивают правильность и единство измерений по всей стране. Один из главнейших таких институтов расположен в Ленинграде. Это Институт метрологии, бывшая Палата мер и весов. Когда-то здесь работал великий русский ученый Д. И. Менделеев. В память о его открытиях на одной из стен института изображена периодическая система элементов.
В институте метрологии хранятся образцы самых различных мер — килограмма, метра и других. Эти образцы называются эталонами. Где бы ни изготавливались линейки или штангенциркули, они должны соответствовать эталону. Поэтому штангенциркули во всех уголках страны дают одинаковые показания. Правда, приборы во время работы изнашиваются, начинают «врать». Но это не страшно, потому что на каждом заводе есть контрольный, хорошо проверенный прибор. Этот прибор периодически возят на проверку в институт метрологии, где его показания сравнивают с показаниями постоянного эталона.
Так что, если мастер сказал, что его инструмент работает отлично, значит он его недавно проверял. И следовательно, теперь брак не останется незамеченным.
Как же выглядит сам эталон метра? Раньше это был стержень из драгоценного металла платины с примесью иридия. Расстояние между нанесенными на него штрихами равнялось метру. Однако штрихи, как бы искусно они ни были сделаны, тоже имеют какую-то ширину. Пусть небольшую, но имеют, значит точность чуть-чуть нарушалась. Если раньше с этим еще можно было мириться, то сегодня уже нет. Ведь ошибка в скорости космического корабля, идущего к Марсу, всего лишь на 1 метр в секунду приведет к его отклонению от курса более чем на 100 000 километров! Ни много, ни мало — почти на треть расстояния от Земли до Луны. Поэтому ученые избрали новый эталон метра — длину волны, излучаемой атомом элемента криптона. Эталон — это не что иное, как стандарт на меру длины. Поэтому и метрология — это раздел стандартизации.
2. ДОЛОЙ РАЗНОБОЙ
Трактор из велосипеда
Что общего между холодильником и мотоциклом? На первый взгляд такой вопрос кажется нелепым. Ничего общего, ответит уверенно любой из вас. Но… не будем спешить. Разберем мотоцикл, а потом и холодильник. Свалим их детали в кучу и хорошенько перемешаем. Ну-ка попробуйте теперь сказать, от чего этот винт или вот эта втулка? Внешне они ничем не отличаются. Тот же самый металл, одинаковые размеры. Какая же из втулок мотоциклетная? Не ломайте голову. Отличить их вам не удастся. В этом как раз и есть то общее между мотоциклом и холодильником, что вы уверенно отрицали. В любой паре машин можно без труда найти десятки одинаковых деталей — планок, кронштейнов или шестеренок. Поэтому можно с полным правом говорить о сходстве самолета и трактора, мясорубки и велосипеда. Но это случайные совпадения. А нельзя ли детальки и детали, из которых состоят машины, сделать одинаковыми сознательно? Тогда, взяв, скажем, велосипед с моторчиком, мы сможем разобрать его и тут же сделать бензопилу или двигатель для лодки. Пока что о таком можно прочитать только в фантастических романах.
А сегодня наша промышленность выпускает сотни тысяч самых разных деталей. Посмотрите на нашу холодильно-мотоциклетую смесь. Из двухсот килограммов деталей мы сумели найти всего лишь четыре — пять одинаковых пар. Все остальные разные. Но это опять-таки на первый взгляд. Если посмотреть внимательно, то окажется, что многие детали очень похожи друг на друга. У одной есть небольшой выступ, а у другой нет. Вот и вся разница.
А разве нельзя было эту деталь сделать без выступа? Можно. И другие детали после небольшой переделки тоже можно сделать одинаковыми. Вот тогда-то появится реальная возможность сделать из одной вещи другую.
Сейчас наши ученые и инженеры проводят большие работы по приданию «похожести» самым непохожим деталям. Эти работы называются унификацией. Унификация сокращает число выпускаемых типов продукции до разумного минимума, устраняет ее ненужное разнообразие.
Не так давно в народном хозяйстве использовались 80 тысяч различных зубчатых колес. Их ставили в тепловозы, автомобили, станки. Конечно, найти пару одинаковых шестеренок здесь было почти невозможно. А нужны ли все эти 80 тысяч?
Задумались инженеры. Ведь очень многие шестерни почти не отличались друг от друга. И решили — не нужны. Количество типов «зубчаток» сократили в 20 раз! Всего их осталось 4 тысячи. Теперь они гораздо чаще стали встречаться в тех же самых тепловозах и станках. Значит, мы сделали шаг к осуществлению фантастической мечты о создании из одной и той же вещи десятков других.
И это не все. Оказалось, что унификация «зубчаток» дала экономию в 30 миллионов рублей! За счет чего? Об этом вы прочитаете чуть ниже.
А сколько удалось сэкономить первосортного металла! Из него можно изготовить столько «запорожцев», что, если поставить их колонной вплотную друг к другу, эта колонна протянется от Ленинграда до Пушкина — на целых 25 километров!
Когда решается вопрос, какие детали изъять, а какие оставить, инженеры всегда оставляют лучшие.
Кто не знает, что такое пробка от бензобака? Она есть у каждого автомобиля и трактора. Деталь вроде бы «ерундовая». Но оказывается, от того, хорошо ли пробка защищает бак от пыли, зависит долговечность двигателя. Ведь, попав в бак, пыль идет дальше — в мотор, и он быстрее выходит из строя. Дело осложнялось еще и тем, что закрыть бак «наглухо» нельзя, ведь тогда он поведет себя точно так же, как перевернутая трубка с водой, один конец которой закрыт пальцем. Топливо из бака, как и вода из трубки, не прольется.
Поэтому надо оставить в пробке отверстие, но такое, чтобы оно, пропуская воздух, задерживало пыль.
Четыре тракторных завода страны — Липецкий, Волгоградский, Минский и Харьковский — выпускали разные пробки. Все они, кроме «харьковской», были тяжелы, дороги и пропускали пыль. Спрашивается, какой смысл делать пробки четырех видов? Никакого. Вот инженеры и решили, что лучше всего их унифицировать. Вместо четырех пробок выпускать одну — «харьковскую». Тем более, что за счет этого можно будет экономить ежегодно 500 тонн металла… на одних пробках.
Это пришлось по душе и трактористам. Пробка — такая вещь, что ее недолго и потерять. Сунул куда-нибудь, пока бак заправляется топливом, и забыл. И нет пробки. А пойдешь на склад, там предложат «липецкую» пробку, в то время как нужна «харьковская», или наоборот. Унифицированные же пробки все одинаковы. Так шаг за шагом мы приближаемся к такому времени, когда не только пробки, но и все другие детали одних машин будут подходить к другим. Когда, разобрав машину, можно будет собрать из нее другую, совершенно на нее непохожую, причем не из специально изготовленных для этого агрегатов, а из самых обыкновенных деталей.
Вспомним «зубчатки», о которых мы говорили. Допустим, стране нужно было 10 миллионов зубчаток. Мы сократили число их типов или партий. Но ведь нам все равно нужны те же 10 миллионов. Значит, поскольку самих партий стало меньше, количество «зубчаток» в каждой партии выросло. Теперь вместо 100 «зубчаток» мы изготовим 100 тысяч.
Чтобы сделать всего 100 деталей, даже старенький станок жалко покупать. Другое дело — 100 тысяч! Теперь мы приобретаем современнейшую автоматическую линию с программным управлением, и она будет каждую минуту «выдавать» несколько новеньких шестеренок, над которыми старый станок трудился бы полдня.
Вот в этом-то и заключен главный смысл унификации. Она открывает возможность перехода от мелкосерийного, иногда даже полукустарного производства к массовому. Новейшие автоматические и поточные линии не любят работать «по мелочам». Им подавай огромные заказы, а унификация — один из разделов стандартизации — как раз и предоставляет им такую возможность.
Семейство машин
Семьи бывают, конечно, у людей. Иногда семьей называют горстку желтых пушистых утят, вперевалку идущих за своей мамой-уткой к речке. С этим еще можно согласиться — все-таки они родственники. Но вот «семейство машин»?
Это уже слишком! Не может же одна машина произойти от другой! И тем не менее я знаю одну такую семью. А познакомился я с ней, когда на нашей улице сносили старый дом. Дом вроде небольшой и ничем не приметный, разве что такой старый, что мимо было боязно проходить. Но когда его разломали, выросла огромная гора кирпича и щебня. Из нее угрожающе торчали железные прутья и толстые бревна. Гора как бы говорила всем прохожим: ну-ка, попробуйте подступиться. И подступиться действительно никто не смел. Правда, строители попробовали разок вручную разобрать гору, но ничего у них не вышло. Вот тогда-то и отправились они за подмогой.
На следующий день вся улица проснулась раньше обычного от грозного рева. Это не был шум обычного грузовика или автобуса. Скорее можно было подумать, что идет танк. Я выглянул в окно и увидел странную машину на четырех огромных колесах. Каждое из них было выше человеческого роста. А рубцы протектора на покрышке толщиной с руку. Передвигалась машина как-то странно — задом наперед. Мотор, который у всех машин впереди, у этой был сзади. На ее моторе, таком же огромном, как и у трактора «кировец», стояла надпись «МоАЗ». Почему МоАЗ, а не МАЗ? Позже я узнал, что МАЗы делает минский автомобильный завод, а МоАЗы — могилевский.
Между тем МоАЗ решительно направился к снесенному дому. Выставил вперед свой огромный ковш и, грозно заревев, бросился на гору. Ковш со скрежетом врезался в нее. Поднялась невообразимая пыль. Не успела она рассеяться, а МоАЗ-погрузчик уже вываливал содержимое своего ковша в подошедший трехтонный самосвал. Под тяжестью кирпича и бревен самосвал осел. Его кузов даже немного перекосился. А ведь МоАЗ всыпал в него всего один ковш! Всыпать второй было уже некуда.
Вслед за первым самосвалом подкатил второй, потом еще и еще. Погрузчик работал без устали. Все яростнее вгрызался он в развалины, поднимая как пушинку тяжеленные каменные блоки. Шоферы самосвалов уже не поспевали за этим богатырем.
А МоАЗу хоть бы что. Было видно, что хотя он и здорово работал, но все-таки «вполсилы».
Шофер погрузчика, раздосадованный на самосвальщиков, направился к телефону, вызвал гараж и попросил срочно прислать еще один МоАЗ.
Зачем же ему еще такая машина, если самосвалы и так еле-еле справляются с работой? Оказалось, что машина была такая, да не совсем. То есть из того же семейства, но немного не такая, чуть-чуть непохожая. Ведь братья из одной семьи тоже не совсем похожи друг на друга. И вот улица огласилась уже знакомым ревом. По ней шел огромный грузовичище-самосвалище. Иначе не скажешь. В его кузов можно было поместить несколько обыкновенных самосвалов вместе с их грузом. На радиаторе этой машины тоже было написано «МоАЗ». Но она была совершенно не похожа на погрузчик.