ПОДШИПНИК - ИНФОРМ

Леонардо да Винчи фактический основоположник «трибологии» (от греческого tribos – трение) – специальной науки, занимающейся изучением трения и износа узлов машин и механизмов в присутствии смазочных материалов. Как вы понимаете, к подшипникам эта наука имеет самое непосредственное отношение. Леонардо пытался решить проблему трения в механизмах, разрабатывая различные системы. Например, для того, чтобы выдерживать давление вертикальной оси, можно использовать и шариковые, и роликовые подшипники. Он разработал подшипник со скользящим кольцом, позволяющим шарикам двигаться более свободно, не соприкасаясь друг с другом.

Особое внимание Леонардо да Винчи уделял механике, называя ее «раем математических наук» и видя в ней главный ключ к тайнам мироздания. Он предпринял попытки экспериментально определить коэффициенты трения скольжения и качения, изучал сопротивление материалов, занимался гидравликой, созданием подшипников, проектированием механических передач и различных деталей машин. Зубчатые зацепления в эскизах и схемах Леонардо встречаются в весьма сложных разновидностях, начиная от цилиндрических зубчатых передач и кончая винтовыми колесами и глобоидным червяком. Он составил эскизы различных устройств для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное и наоборот. Им были впервые сконструированы спиральные и конические зубчатые передачи; он изучал шарнирную цепь и другие механические устройства подобного рода.

Гений Леонардо да Винчи отразился на многих областях технической мысли. Он не только совершал практические разработки, но и зачастую совершал фундаментальные исследования, которые решали возникавшие проблемы. Так с проблемой трансмиссии движения тесно связаны исследования трения, которые привели к появлению подшипников, применяемых и в наши дни. Леонардо испытывал подшипники, сделанные из антифрикционного материала (сплава меди и жести), и в конечном итоге остановился на разнообразных шарикоподшипниках – прообразах современных. Механизмы Леонардо не только осуществляли трансмиссию движения, но и преобразовывали его от непрерывного к переменному. Это хорошо видно на примере устройств для шлифовки линз.

Леонардо да Винчи решил вопрос замены в подшипниках и опорах валов трения скольжения трением качения (как известно, трение качения меньше трения скольжения, в результате чего подшипники качения сейчас распространены гораздо больше, чем подшипники скольжения). По этому поводу мы находим у него следующие рассуждения: «Я не вижу большой разницы, применять ли в подобных подшипниках шарики или же ролики, исключая ту, что шарики могут вращаться во всех направлениях, а ролики только в одном. Но если во время движения шарики или ролики соприкасаются, движение будет более медленным, так как при их касании сила трения будет действовать в противоположном направлении. Если же шарики или ролики находятся на расстоянии друг от друга, это облегчает движение».

Подшипники Леонардо современны и предвосхищают многие сегодняшние технические решения. Примитивные же шарикоподшипники использовались уже в классической античности.

Леонардо проводил серьезные теоретические и экспериментальные трибологические изыскания. Так, мы встречаем у него следующие рассуждения: «Какой способ больше разрушает подшипник (la madre) оси? Существуют три положения осей, а именно горизонтальное, вертикальное и наклонное. Но вертикальное больше снашивает подшипник, чем горизонтальное. Происходит это, потому что из осей равного веса та больше снашивает место установки (femina), которая меньше касается ее. Следовательно, ось, помещенная вертикально, занимает меньше места торцовой частью, чем боками, кроме случая, когда поддерживающий ее подшипник очень тесен, ибо последний в короткое время перерезал бы эту ось. С какой стороны подшипник стирается осью? Подшипник стирается с той стороны, в которую ось склоняет свое движение, ибо ось эта постоянно движется в эту сторону, постоянно отходя от противоположной стороны».
Многие технические разработки Леонардо да Винчи изложены в так называемом «Мадридском кодексе». Кодекс был случайно обнаружен в 1966 г. Материалы состоят из 2-х томов: Мадридский кодекс I и Мадридский кодекс II. Кодекс I относится к начальному периоду пребывания Леонардо в Милане, содержит рисунки машин для текстильной промышленности, отдельные части механических устройств: винтов, цепей, зубцов, муфт, маховиков, подшипников, шестерен, часовых механизмов. В Мадридский кодекс II вошли отчеты о проблемах отливки бронзового коня и проект поворота русла реки Арно, а также план укрепления Пиомбино. Кодексы хранятся в Мадриде в Национальной библиотеке.

Вот одна из разработок Леонардо, в которой он использовал подшипники: для поднятия грузов существовало наиболее мощное устройство – домкратный винт, он управлялся рукояткой и геликоидальным механизмом. Для устранения трения между винтом и пластиной домкратного винта Леонардо применил шарикоподшипники.

Постоянная увлеченность моделированием, страсть к экспериментам привели Леонардо к гениальным конструктивным догадкам, намного опережавшим эпоху. Таковы сделанные им наброски проектов, чертежи и схемы металлургических печей и прокатных станов, печатных, деревообрабатывающих, землеройных и других машин. У него есть даже удивительные для того времени эскизы подводной лодки и танка, а также разработанные после тщательного изучения полета птиц конструкции летательных аппаратов и парашюта.

Некоторые, не встречавшиеся ранее в описаниях механизмы и машины, впервые изображенные в зарисовках и эскизах Леонардо, могли отражать действительность того времени. Другие он мог внедрить в итальянское промышленное производство непосредственно через заинтересованных предпринимателей. Часто же принципиально верные изобретения не удавалось претворить в жизнь из-за недостатка мастерства, умения, нужных материалов. К ним, например, относятся центробежный насос, гидравлический пресс, огнестрельное нарезное оружие, пушка, заряжающаяся с казенной части.

Во всех конструкциях Леонардо да Винчи просматриваются настойчивые попытки облегчить и сократить ручной труд в производстве, постоянное стремление к максимальной машинизации технологических процессов.

Внимательный анализ работ Леонардо убеждает не только в его исключительных способностях конструктора и экспериментатора, но и в умении давать теоретические и практические обоснования своим разработкам. Конструирование сложных механизмов и машин привело Леонардо к необходимости развития теории передаточных механизмов. Он разрабатывает общие основы теории зубчатых передач, как плоских, так и пространственных, изучает вопросы кинематики передач с переменными скоростями вращения, работает над теорией передач с гибкими звеньями. И, наконец, он основательно решает сложные вопросы замены в подшипниках и опорах валов трения скольжения трением качения.

Творчество Леонардо да Винчи сыграло значительную роль в создании научных основ классической механики; оно создало важный исторический прецедент плодотворного соединения научной теории и практики.

По материалам сайта www.vinci.ru