Родственники скалки | ТМ 1938-08/09

В. СМИРНЯГИН и Евг. ЦИТОВИЧ

Что может быть проще скалки! Гладкий деревянный валик — и ничего больше. А между тем вряд ли найдется другой бытовой прибор, у которого можно было бы насчитать столько самых близких родственников.

Даже в своем простейшем виде скалка выполняет самую разнообразную работу. Она разминает тесто, крошит сухари, катает белье. Наверное, многие из вас видели, как домашняя хозяйка проглаживает скалкой белье. Она при этом проводит по скалке вальком — небольшой доской с зубцами.

Это движение валька по скалке полностью напоминает, правда только по принципу, а не по назначению, передвигание тяжести с помощью катка. Простейший каток — та же скалка, только больших размеров — был известен еще первобытному человеку. Надо думать, что это открытие относится к доисторическим временам. Какая-нибудь тяжесть, которую первобытные люди волокли по земле, случайно попала на гладкое, лежащее на земле бревно, и люди сразу убедились, насколько легче перекатывать тяжесть, пользуясь катком, чем волочить ее по земле. Так впервые человек применил ротационное (т. е. вращательное) движение. Можно смело сказать, что это было одно из величайших открытий человечества.

На катках египтяне подвозили тяжелые камни для постройки пирамид.

Передвигание тяжести на катках применялось в древности очень широко. Время шло, примитивный каток постепенно превратился в колеса, сначала грубые, потом все более совершенные. Но для передвигания больших тяжестей каток сохранился в своем первобытном виде. На катках египтяне подвозили тяжелые плиты для своих пирамид. На катках же древние римляне передвигали осадные башни и тяжелые орудия. Катки применялись всюду, где надо было перевозить большие тяжести, которых не могла выдержать ось колеса. Они дожили и до наших дней. На катках был передвинут Крымский мост в Москве. На катках же передвигаются многоэтажные дома. Конечно, эти катки не деревянные, как у древних египтян, а металлические, и двигаются они не по земле, а по рельсам.

На металлических катках, уложенных на рельсы, передвигаем мы теперь многоэтажные дома.

На катках был передвинут Крымский мост в Москве.

Принцип передвигания на катках применяется и в несколько другом виде. Посмотрите на роликовые транспортеры, какие часто встречаются на заводах. Они представляют собой ряд уложенных параллельно металлических валиков, которые вращаются на неподвижных осях. Окончив обработку детали, рабочий толкает ее, и деталь легко перекатывается по валикам на следующую операцию.

Что такое роликовый конвейер, как не ряд катков, закрепленных на своих осях?

Во всех этих случаях происходит одно и то же: трение скольжения заменяется так называемым трением качения, на преодоление которого требуется значительно меньшее усилие. Такое же явление происходит и в роликоподшипнике.

Роликоподшипники — это те же маленькие катки-ролики, вложенные в цилиндрическую обойму.

Мы уже говорили, что даже в кухонном обиходе скалка применяется для разнообразных целей. Одно из ее назначений — раскатывать тесто, превращая его из бесформенного комка в ровный тонкий блин. В технике такой процесс называется деформацией пластических материалов. По такому же принципу выполняет свою работу дорожный каток, который уминает дорогу или проглаживает асфальт. В полузастывшем виде асфальт по своей пластичности напоминает крутое тесто и легко выравнивается под тяжестью катка. Дорожные катки бывают самых разнообразных видов и размеров, от маленького ручного до мощного механизированного, весом в несколько тонн.

Ручной дорожный каток для укатывания асфальта мало чем отличается по принципу своего действия от скалки, которой раскатывают тесто.

Такие же, но механизированные катки с мощным мотором применяются строительстве дорог.

В дорожном деле валик нашел еще одно интересное применение. Жители крупных городов, наверное, не раз наблюдали механизированную уборку улиц. Впереди трактора прицеплена громадных размеров цилиндрическая щетка, сделанная из проволоки. Передвигаясь по улицам и площадям, валик вращается и сдирает с мостовой или асфальта любую грязь своей проволочной «щетиной».

Эта необычного вида «скалка» сделана из проволочной щетины. Прицепленная к тягачу, она быстро и аккуратно подметает улицы.

До сих пор мы говорили о машинах и приспособлениях, в которых действует один валик, катящийся по плоскости. Но во многих случаях бывает удобнее сдваивать валики. Их располагают почти вплотную друг к другу, с небольшим зазором. Валики вращаются на неподвижных осях в противоположном направлении.

Такие валки, как их называют в технике, в самых различных вариантах можно встретить почти всюду. Так же, как и скалка, они могут и крошить, и гладить, и раскатывать, и выжимать. На этих валках прокатывают и резину, и шоколад, и металлы, пока они еще не застыли и обладают достаточной пластичностью.

Так, например, с помощью валков производится прокатка листового железа. Железная поковка в горячем состоянии проходит последовательно через несколько валков. С каждым разом зазор между валками делается все меньше, и грубая болванка становится, под конец, ровным тонким железным листом.

В далеком прошлом, когда надо было получить железный лист, его отковывали на наковальне. Это была очень тяжелая и неблагодарная работа. Листы железа получались неровные по толщине и небольшие по размеру. Для крупных изделий их приходилось склепывать.

Путем прокатки между валками можно получить не только листовое железо, но и рельсы, и балки, и проволоку. Для этого надо лишь сделать в валках вырезы, так называемые ручьи, соответствующие профилю изделия. Полоса металла последовательно протягивается через ряд таких ручьев, все больше и больше приближаясь к нужному профилю.

Придя в технику, скалка вырастает до неузнаваемости. Мощные прокатные станы блюминги — это целое сооружение. Общий вес их достигает 2 тыс. т. Их валы изготовлены из особых сортов стали и специально закалены. Диаметр таких валов на некоторых особо мощных станах достигает полутора метров. Для работы одного блюминга требуется целая электростанция, мощности которой хватило бы, чтобы осветить крупный город. Чтобы сделать работу, которую производит блюминг, понадобилось бы применить силу 250 сталинградских тракторов или 70 тыс. человек одновременно.

Мощный прокатный стан —  блюминг. Эту «скалку» приводит в действие целая электростанция мощностью в 7 тыс. л. с.

Применение валков столь разнообразно, что для одного лишь перечисления их потребовался бы многотомный каталог. Так, например, в металлургии существуют не только прокатные валки, но и штамповальные, и гибочные, и правильные, которые, как это показывает само название, штампуют, изгибают или выпрямляют различные металлические изделия. Валки в разных сочетаниях и комбинациях встречаются во всевозможных отраслях промышленности. Расскажем только о некоторых, наиболее важных или наиболее оригинальных способах их применения.

Вот современная бумажная машина. Это целый арсенал всевозможных валов. Их можно насчитать десятками. Сырая бумажная масса, напоминающая собою жидкое тесто, сначала наливается на так называемую «сетку» — суконную ленту, которая проходит через целый ряд валов. Проходя между валками на этой сетке, бумажная масса уплотняется, или, как говорят специалисты бумажного дела, «свойлачивается», и просушивается. Наконец бумага становится достаточно сухой и плотной и продолжает дальнейший путь самостоятельно, уже без сетки, в виде бесконечной полосы. Она досушивается, проходя между полыми цилиндрами, которые обогреваются изнутри. Затем она проходит через глезеры и каландры, состоящие из 10—12 гладко отполированных валов. Здесь бумага получает лоск и необходимую плотность. Через все эти процессы бумага проходит последовательно и непрерывно, сплошной бесконечной лентой. Производительность такой машины исключительно велика. Валки совершают свою работу неутомимо и безостановочно, без всяких холостых, возвратных движений.

Бумажный каландр. Бумага проходит бесконечной полосой между 12 «скалками», получая окончательную плотность и лоск.

Любопытно сопоставить с этим прежний процесс производства бумаги. Бумажная масса разливалась по частой сетке, натянутой на плоскую форму. Форму трясли, чтобы масса слежалась плотнее, причем избыток воды стекал через сетку. Затем бумага шла под пресс. Выжатые листы для окончательной сушки развешивались на веревках, наподобие белья.

Но валки не только прокатывают и проглаживают, они могут и дробить хрупкие материалы, попавшие между ними. Подобно тому как домашняя хозяйка крошит и разминает под скалкой сухари, десятки и сотни машин в различных отраслях промышленности дробят материалы, попадающие между валами или между одним валом и плоской поверхностью. В мукомольном деле валки уже почти полностью вытеснили мельничные жернова. Сначала зерно попадает между чугунными валками, поверхность которых в косом направлении испещрена пилообразными зубчиками, наподобие напильника. Здесь происходит первая обдирка зерна. После первой и второй обдирки зерно идет на помол. Оно попадает на более гладкие валки, зазор между которыми уменьшается. Окончательный тонкий помол происходит на совершенно гладких чугунных или фарфоровых валках. Регулируя расстояние между валками, можно производить и относительно грубый и самый тонкий помол в зависимости от того, какой сорт муки должен быть получен.

Подобным образом между валками размалывается не только зерно, но и всевозможные другие более или менее хрупкие материалы. Так дробят известняк, гравий, разминают глину, измельчают руду и т. д. Иногда такой процесс дробления и одновременно размешивания производится в так называемых вальцовых дробилках. Дробилка представляет собой два больших тяжелых колеса, или, вернее, вала, которые все время катятся по кругу в большой чугунной чаше.

Вот еще одно оригинальное применение валков для размола — цилиндрические мельницы. В больших полых барабанах заключено множество гладких цилиндриков. При вращении барабана они перекатываются по его стенкам и непрерывно дробят и разминают материал, который поступает в барабан. Такие мельницы применяются для очень тонкого помола различных материалов. На них разминают каолин для фарфоровой промышленности, известь для цемента, кварц для стекла, цементный порошок и различные флотационные смеси. Размалываемый продукт в этих мельницах превращается буквально в пыль.

Цилиндрическая мельница. При вращении барабана несколько десятков заключенных в нем стальных цилиндриков растирают руду и минералы в мельчайшую пыль.

Совершенно своеобразное применение нашли валки в кожевенной промышленности. Часто бывает нужно разрезать слишком грубую, толстую кожу на две более тонкие. Для этой цели кожа пропускается между валками так называемой двоильной машины. Вдоль валков перед самым зазором с большой скоростью пробегает бесконечный ленточный нож. Выходя из валков, кожа попадает прямо на этот нож и разделяется им по толщине с большой точностью. Валки можно регулировать так, что спилок будет получаться любой толщины. Таким образом, можно не только двоить, но даже троить кожу и в буквальном смысле слова «снимать три шкуры с одного вола».

Эта машина позволяет разрезать одну кожу на два и даже три слоя.

Но вот еще одна весьма важная область применения валков. Если на вашей скалке будет какой-либо изъян, бугор или царапина, вы это сразу обнаружите во время работы. Такая скалка будет каждый раз выдавливать по тесту одни и те же узоры. Это обстоятельство послужило причиной для создания всевозможных вальцовых формовочных машин.

Такие формовочные валки встречаются в кондитерской промышленности. Так изготовляются всевозможные шоколадники и леденцы забавной формы: в виде петушков, свистулек и т. д. По такому же принципу делается и тот рисунок рубчиками, который каждый из вас видел на подошве галош. Резина пропускается через гофрированные, т. е. покрытые соответствующей нарезкой, валки. После них резина выходит бесконечной полосой с уже нанесенными рубчиками.

Вальцовый пресс для формовки конфет.

Таким же образом производится и печатание рисунков на тканях. Для этой цели употребляются медные валы с вырезанными на них узорами. Вращаясь, валы проходят через красочный аппарат, наносящий на их поверхность краску, а затем передают эту краску на ткань материи.

Удобство и быстрота такого способа нанесения рисунков привела к изобретению ротационной типографской машины для печатания газет и журналов.

Эта идея была осуществлена не сразу. Долгое время казалось невозможным расположить типографский набор по поверхности цилиндра.

Выход был найден с помощью так называемых матриц и стереотипа. На первоначальный плоский набор накладывается матрица — лист специальной картонной массы. Под большим давлением на этом листе получают углубленное изображение набора. Затем на матрицу наливают горячий типографский металл, который, застывая, дает копию набора — стереотип. Для ротационного печатания матрицы выгибают по внутренности цилиндра. С них получают стереотип в виде двух изогнутых полуцилиндром металлических пластин, которые могут быть закреплены на вал печатающей машины.

Современная ротационная типографская машина представляет собой сложнейший агрегат со множеством валков. Бесконечная бумажная полоса движется между этими валками. Одни из них направляют бумажную полосу, другие натягивают ее, третьи печатают, четвертые наносят краску. Производительность такой ротационной машины в несколько десятков раз больше, чем обычных плоскопечатающих. Весь процесс происходит здесь непрерывно, так же, как и в бумажной машине. Полоса чистой бумаги входит в ротационную машину, а выходит из нее совершенно готовая газета.

Ротационная печатная машина. Бесконечной полосой входит в эту машину чистая бумага. Она выходит в виде отпечатанных, сложенных и даже отсчитанных газет.

Так многообразно применение валков — этих двух скалок, вращающихся в противоположных направлениях. Они разминают тесто и гладят белье, размешивают глину и выжимают бумажную массу, дробят камень и растирают краски, размалывают муку и печатают газеты, закатывают сигары и наносят узоры на ткань...

Сигарозакаточная машина. Система вальцов захватывает табачный лист и закатывает его в сигару без прикосновения рук рабочего.

И во всех случаях, где применяются валки или целая их система, замечательна одна особенность: почти везде валик пришел на смену плоской поверхности. Груз можно тащить волоком по земле. Дорогу можно трамбовать какой-нибудь тяжелой тумбой. Лист железа можно отковать на наковальне. Белье можно прогладить утюгом. Сухари можно растолочь в ступке. Муку можно размолоть на плоских жерновах. Бумажную массу можно выжать под прессом. Газету можно отпечатать на плоской машине.

Так люди и делали. Но появились валки, и оказалось, что это была работа примитивная и неэкономная. Современная техника все больше и больше переходит на ротационный принцип. Вращение оказалось наиболее совершенным и экономным из всех движений, известных в механике. В ротационных машинах нет обратных, холостых движений. Эти машины могут работать равномерно, безостановочно, бесконечно. Они легко поддаются точной регулировке. И везде, где поступательное движение, или ударное движение, заменилось вращательным, везде, где на смену плоскости пришел валик, можно сказать: техника становится совершенной.