Основные направления НТР. Состояние машиностроения В середине ХХ в.
человечество вступило в новый этап исторического развития – началась эпоха научно-технической революции. Характерными особенностями НТР являются: - разработка фундаментальных проблем природоведения; - доведение результатов исследований фундаментальных проблем до научно-технических разработок и инженерных решений; - организация производства новой, а также усовершенствование существующей техники и технологий; - внедрение новой техники и технологий во все сферы производства и техническое перевооружение на этой основе всего хозяйства; - усовершенствование на основе использования достижений науки и техники организации производства, труда и управления; - техническое перевооружение непроизводственной сферы. В материальном производстве с середины XX века до наших дней произошли значительные изменения, которые отражают типовую специфику современного этапа научно-технического прогресса. В области добычи сырья и производства материалов происходит беспрецедентное наращивание объемов производства на основе внедрения высокопродуктивной техники и методов добычи и обогащения полезных ископаемых. Горнодобывающая промышленность превращается в высокомеханизированную отрасль, деятельность которой может сравниться с глобальными геологическими процессами. Происходит промышленное 93
освоение все более бедных руд, расширяется номенклатура химических элементов, используемых в промышленности, что приводит к поискам и добыче все новых минералов. Быстро увеличивается добыча каменного угля, нефти и природного газа, из-за изменения мирового топливно-энергетического баланса быстро возрастает потребление нефти и газа. Важным экономическим сырьем становятся урановые руды. Быстрыми темпами развивается химическая промышленность, бурно развивается сравнительно молодая химия пластмасс. Возникает новая область химической промышленности – производство синтетических материалов: искусственных волокон, пленок, конструкционных полимеров. Запускается производство синтетических материалов с особыми технологическими характеристиками: искусственных алмазов и других сверхтвердых абразивов, композитных материалов, различных покрытий и т. п. Интенсивно развиваются металлургия черных и цветных металлов, нефтепереработка, резиновая, целлюлозно-бумажная, цементная промышленность. В области промышленного производства и технологии обработки материалов происходит коренное техническое перевооружение, цель которого – значительное и быстрое увеличение объемов изготовляемой продукции и непрерывное улучшение показателей её качества. В частности, в металлообработке широко применяются прогрессивные способы формообразования: производство деталей методом точного литья под давлением, точная штамповка, плазменные, лазерные, электролучевые, электроэрозионные, электрохимические и т. п. Принципиальные изменения произошли и в развитии рабочих машин. Они в значительной мере связаны с выше приведенными сдвигами в отраслевой структуре промышленного производства. Основным технологическим оснащением в этих областях являются все более объемные и мощные закрытые емкости – агрегаты, в которых происходят химические процессы создания конечного продукта. Ход работы и эффективность этих агрегатов определяются сочетанием многочисленных переменных величин: физико-химического состава загруженных в них компонентов, скоростью и периодичностью подач, температурами, давлением и т. п. Специфика этих рабочих машин заключается, прежде всего, в том, что они не осуществляют процессов формообразования, и потому в них отсутствует рабочий инструмент, который действует на форму предмета обработки. В этих машинах происходит процесс преобразования веществ: выделение их из разных видов сырья и материалов или синтез новых веществ на основе использования разных компонентов сырья (химия органического синтеза, биологическая химия и др.). Вместе с тем, в агрегатах этого типа значительно усложняются функции передаточного устройства, которое вместо передачи энергии исполнительным механизмам должно
94
регулировать действие тех многочисленных переменных факторов, которые определяют работу агрегата. Сложность этого комплекса переменных факторов постепенно перерастает возможности человека в управлении и поднимает проблему оптимизации технологических режимов и процессов, определения и достижения этой оптимизации с помощью средств автоматики. Важные изменения происходят и в традиционных орудиях труда, которые применяются в отраслях обрабатывающей промышленности с беспрерывной технологией и дискретной продукцией (прежде всего, в металлообрабатывающей). Внедряется высокопроизводительное и мощное прессовое оборудование, металлорежущие станки с числовым программным управлением, станки типа "обрабатывающий центр", средства прецизионной обработки поверхностей. Интенсивное распространение массового серийного производства вместе с дальнейшим развитием индивидуального (одно- и многомоторного) электропривода способствовали функциональному усовершенствованию и предметной специализации рабочих машин. Сначала все более широкое применение находят многопозиционные станки, специализированные на обработке узкого круга деталей и изделий, а иногда даже одной конкретной детали или одного изделия. Эти станки занимают значительное место на быстро возрастающих серийных линиях массового производства и становятся важным условием их высокой экономической эффективности. Ярким примером этих тенденций есть автомобильная промышленность с ее многопозиционными, строго специализированными станками. Однако в процессе развития машинного производства и его серийной формы организации эти высокоэффективные станки предметной специализации вступают в противоречие с высокими темпами технического прогресса и превращаются из фактора его ускорения в тормозящий фактор. Функционально-специализированная рабочая машина более гибкая и более пригодная к возможным изменениям объектов производства, чем предметно специализированное технологическое оборудование. Функционально-специализированная рабочая машина почти универсальная в выполнении своих функций, равнодушная к объекту производства, так как она осуществляет определенную обрабатывающую функцию – обтачивает ту или иную поверхность, фрезерует, шлифует и т. д. Таким образом, станок функциональной специализации более гибко реагирует на смену объектов производства. Между тем технический прогресс выражается частым изменением объектов производства – продуктов труда, в изменении их конструкций и типов, в появлении совсем новых изделий. Высокоспециализированные предметные станки, спроектированные для обработки крайне узкого типа деталей или изделий, тяжело переключить на обработку других, новых изделий. Вместе с тем такие станки в силу их сложности
95
стоят дорого. Эти обстоятельства не разрешают снимать их с эксплуатации вместе с изменением объектов производства. Требование гибкости становится все более важным критерием прогрессивности рабочей машины. Рабочая машина, в которой органически слились в одно целое три элемента машинного комплекса (машинадвигатель, передаточный механизм и собственно рабочая машина – исполнительный механизм), снова разъединяется на части. Однако это уже не бывшие части – элементы машинного комплекса, а функциональноспециализированный и усовершенствованный, так сказать, "микрокомплекс" – силовая головка, которая вмещает слитые двигатель, передаточное устройство и рабочий исполнительный механизм. Агрегатные станки, которые представляют собой предметное соединение силовых головок, – это уже не просто единый машинный комплекс, а настоящая система машин, в каждый элемент которой входят все три части машинного комплекса. Это для нашего времени высшая форма первичной клетки машинного способа производства. Она осуществляет значительное влияние и на характер технического разделения труда, и на тип и квалификацию рабочего. В ней заложены также элементы, которые находят свое полное развитие на последующих этапах машинного производства. В развитии рабочих машин в период НТР следует отметить еще две важных тенденции. Первая из них состоит в многоразовом увеличении единичной мощности и производительности основных видов энергетического и технологического оснащения. Это прослеживается на примерах возрастания мощностей гидравлических и паровых турбин (из десятков тысяч киловатт в начале минувшего столетия до 1 млн. киловатт), объема доменных печей (с 500 - 600 куб. м перед второй мировой войной до 5 000 куб. м), размеров передвижных механизмов (экскаваторы с ковшом емкостью 100 куб. м и вылетом стрелы 50 - 65 и больше метров, автомобили грузоподъемностью до 300 тонн). Одновременно с ростом единичных мощностей технологических агрегатов увеличиваются также масштабы предприятий, возрастает концентрация производства. Вторая исключительно важная тенденция в развитии рабочих машин, которая возникла и получила некоторое распространение на предшествующем этапе развития машинного производства, связана с созданием и внедрением машин-автоматов. Это знаменует переход к новой, высшей степени в развитии машин, в характере работы и в организации производства – переход к автоматизации. Автоматизация является одной из важных составляющих научно-технической революции. Внедряются полностью механизированные и автоматизированные участки и линии, в 70-е годы производство начинает оборудоваться промышленными роботами – автоматическими промышленными манипуляторами первого поколения. Развивается применение автоматизированных систем проектирования, технологической подготовки производства 96
и управления процессами обработки материалов с использованием ЭВМ. На основании применения ЭВМ, нового технологического оборудования и усовершенствования организации производства в последние годы началось развитие оборудованных роботами и управляемых ЭВМ гибких автоматических производств (ГАП) и интегрированных автоматизированных комплексов, которые должны решить особенно сложную проблему автоматизации дискретных производственных процессов с часто изменяющейся номенклатурой изготовляемой продукции. Научно-техническая политика инженерной деятельности направлена на полную автоматизацию материального производства, на создание в перспективе автоматических предприятий, на которых будет полностью ликвидирован нетворческий труд.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Основные направления НТР. Состояние машиностроения В середине ХХ в.» з дисципліни «Історія інженерної діяльності»
