Институте автоматики

Электрошлаковый переплав (ЭШП) разработан в Институте Электросварки им. Е. О. Патона. Переплаву подвергают выплавлен-шй в дуговой печи и прокатанный на круглые прутки металл. Источником теплоты при ЭШП является шлаковая ванна, нагреваемая при прохождении через нее электрического тока. Электрический ток подводится к переплавляемому электроду /, погруженному в шлаковую ванну 2 и к поддону 9, установленному в водоохлаждаемом Металлическом кристаллизаторе 7, в котором находится затравка 8 (рис. 2.10). Выделяющаяся в шлаковой ванне 2 теплота нагревает ее до температуры 1700 °С и более и вызывает оплавление конца электрода. Капли жидкого металла 3 проходят через шлак, образуя под шлаковым слоем металлическую ванну 4.

Большой комплекс научных работ в области радиационных методов проводится в Институте электросварки им. Е. О. Патона.

Возникла идея помещения порошкообразных компонентов, которые используются в качественном покрытии, внутри пустотелой электродной проволоки, получившей название порошковой проволоки. Впервые в СССР порошковая проволока была применена в институте электросварки им. Е. О. Патона в 1956—1957 гг. для сварки в СО2.

В институте электросварки с участием сотрудников института металлофизики НАНУ проведены сравнительные исследования процессов массопереноса при различных способах сварки давлением — ударом в вакууме (УСВ) и контактной сваркой сопротивлением (КСС), выполняемой без использования защитных газовых сред или вакуума. В обоих случаях торцы из низколегированной стали нагревались до температуры 1100°С, а деформация выполнялась с повышенной скоростью (0,15 м/с). Нагрев деталей сечением до 500 мм2 КСС выполнялся на универсальной стыковой матине импульсами тока до 20000 А в длительности нагрева до 20 с, а нагрев образцов такого же сечения при УСВ производился электронно-лучевым нагревателем за 180 с. Время протекания процесса пластической деформации при КСС и УСВ составляло порядка 10-2 с. В обоих случаях величина деформа-

что она осуществляется сварочной установкой автоматически под флюсом, благодаря чему этот способ сварки обеспечивает надежность шва и высокую производительность процесса. Данный способ сварки разработан в Институте электросварки АН УССР под руководством Е. О. Патона. При нем возможна сварка деталей толщиной от 2 до 130 мм и более. Этот способ сварки экономически наиболее целесообразен при непрерывных прямолинейных и кольцевых швах значительной протяженности и в особенности при крупносерийном и массовом производстве.

Вакуумная рабочая камера имеет форму параллелепипеда и изготовлена из листовой нержавеющей стали толщиной 15 мм. Соединение листов осуществлено в Институте электросварки им. Е. О. Патона АН УССР герметичными сварными швами в среде аргона. Камера заключена в водо-охлаждаемый кожух. В рабочей камере вакуум создается форвакуумным насосом ВН-2-МГ, диффузионным насосом Н-5С-М1 и вымораживающей ловушкой типа ТВЛ-500-4.

В конце 30-х годов в Институте электросварки АН УССР под руководством Е. О. Патона был разработан отечественный способ автоматической дуговой сварки под флюсом, который обеспечил повышение производительности труда в 5—10 раз за счет механизации процесса и применения большей электрической мощности.

Повышение чувствительности люминесцентного метода возможно за счет применения капиллярно-вакуумного способа, разработанного в Институте электросварки им. Е. О. Патона [49]. В случае применения этого способа над исследуемой поверхностью создают разрежение < 5 • 10* Па в течение 5—Юс. При этом в местах течей возникает результирующее давление воздуха, действующее на пенетрант в направлении выхода дефектов на поверхность. При сравнении чувствительности контроля герметичности сварных швов нахлесточных соединений стенки резервуара обычным люминесцентным и предложенным методами по количеству обнаруженных течей во втором случае было выявлено почти в 4 раза больше сквозных дефектов. Наблюдался быстрый рост индикаторных пятен в местах дефектов, а из отдельных течей пенетрант выходил в виде тонких струек. Швы проявителем не покрывали.

* Интенсивные исследования в этом направлении проводятся в Институте гидродинамики СО АН СССР под руководством А. А. Дерибаса, в Волгоградском политехническом институте под руководством П. О. Пашкова, в Институте электросварки им. Е. О. Патона В. М. Кудиновым. 213

В 1939 —1940 гг. в Институте электросварки при непосредственном участии и под руководством Е. О. Патона была завершена разработка нового высокоэффективного способа сварки — автоматической сварки под слоем флюса, с использованием оригинальной отечественной аппаратуры и на основе

Сварка в период Великой Отечественно!! eoi ны. Война потребовала усиления технической оснащенности и совершенствования сварки в производстве танков, самолетов и других средств оборонного и гражданского назначения. Значительно расширилась номенклатура сталей, допускающих применение сварки и широко используемых в артиллерийских системах, танках и других изделиях оборонной техники. Во время войны советскими сварщиками разработана технология сварки ряда марок специальных сталей. Была значительно усовершенствована и упрощена в изготовлении аппаратура для автоматической сварки — головки с постоянной скоростью подачи электродной проволоки (рис. 17), предложенные в 1942 г. В. И. Дятловым. В 1941 — 1943 гг. в Институте электросварки были созданы самоходные сварочные головки. По сравнению с громоздкими сварочными установками США,

Большое место в исследованиях по теории автоматического регулирования занимали работы, связанные с возникшей в Институте автоматики и телемеханики идеей построения инвариантных систем.

Существенное влияние на дальнейшее развитие телемеханики оказала впервые высказанная в Институте автоматики и телемеханики АН СССР идея применения в промышленной телемеханике принципа циклической передачи информации. Эта идея, реализация которой на релейно-контактной аппаратуре нерациональна в связи с большим износом последней при непрерывной работе, способствовала значительному упрощению структуры устройств телемеханики и теперь используется по существу во всех бесконтактных системах с временным разделением сигналов.

В 40-х и начале 50-х годов теоретические исследования по автоматическому регулированию были сосредоточены в Институте автоматики и телемеханики АН СССР, где большая группа талантливой научной молодежи сплотилась вокруг академика А. А. Андронова (1901—1952 гг.), выдающегося физика и одного из основателей нелинейной механики. Многие ученые, работавшие в этом институте и других организациях и получившие мировое признание, выросли и воспитались на острых научных дискуссиях, характерных для деятельности семинара, организованного институтом. Здесь получили развитие частотные методы, было положено начало работам по теории импульсных систем и создан теоретический базис для постепенного перехода от теории обычного замкнутого контура с отрицательной обратной связью к современной теории сложных систем автоматического управления, к теории оптимальных систем [52].

Важным этапом развития телемеханики явился переход к построению комплексных телеавтоматических систем (TAG), содержащих программные и логические блоки, позволяющие автоматически выполнять последовательности операций, определяемые технологическими процессами. Начальным этапом в этом направлении было создание релейно-контактной телемеханической системы с автоматической сигнализацией отклонений и отработкой заданий, созданной для оросительных систем. TAG с использованием частотного распределения сигналов установлены в ирригационной системе в таджикской части Голодной степи и на Зай-Каратаевском нефтеперерабатывающем и нефтедобывающем предприятии. Первой в стране крупной TAG явилась разработанная в Институте автоматики и телемеханики АН СССР совместно с Южгипрошахтом и заводом «Красный металлист» полупроводниковая система типа БТА-ПУ-С, предназначенная для телеавтоматического управления поточно-транспортными механизмами. Система БТА-ПУ-С прошла испытания на одной из шахт для управления поточно-транспортными механизмами на поверхности. Другим примером TAG является разработанная в Мосгортранспроекте совместно с Институтом автоматики и телемеханики АН СССР система, позволяющая из пункта управления задавать и изменять программы работы группы светофоров, расположенных вдоль крупной магистрали города [47].

48. «Развитие теории автоматического управления в Институте автоматики и телемеханики (1939—1964 гг.)».— «Автоматика и телемеханика» 1964, 25, № 6.

52. Трапезников В. А. Проблемы технической кибернетики в Институте автоматики и телемеханики (1939—1964гг.).— «Автоматика и телемеханика», 1964, 25, № 6.

В Институте автоматики и телемеханики АН СССР разработан метод измерения расхода жидких потоков, основанный на использовании механической модуляции радиоактивного излучения (рис. 1). В потоке жидкости располагается чувствительный орган — вертушка, в одной или нескольких лопастях которой размещен радиоактивный изотоп Со60, запрессованный в тело лопастей вертушки так,что его контакт с измеряемой жидкостью исключается. С наружной стороны трубо-

В Институте автоматики и телемеханики АН СССР разработан [1, 2] новый бесконтактный метод контроля расхода и скорости газа, основанный на использовании модулированного радиоактивного излучения и отличающийся определенными преимуществами перед существующими методами измерения расхода. Принципиальная схема измерения представлена на рис. 1. Радиоактивный изотоп располагается в специальном контейнере 1 снаружи трубопровода и не имеет непосредственного контакта с исследуемой средой. Излучение, направленное на трубопровод, прерывается специальным устройством — модулятором 2, в результате чего трубопровод периодически «пронизывается» на короткие промежутки времени с последующими паузами. При этом внутри трубопровода периодически создаются ионизированные участки среды — ионные «метки» — «пакеты», которые переносятся вместе с потоком. Расположенный ниже по потоку приемник 3 с пластинами фиксирует момент прохождения ионного пакета, а специальное измерительное устройство 5 отсчитывает время между моментами создания пакета и прохождения его мимо приемника. При контроле расхода ионный пакет в трубопроводе перекрывает все сечение потока и при переносе принимает форму эпюры распределения скоростей в потоке 4, что позволяет измерять среднюю по расходу скорость потока, соответствующую времени переноса максимального числа ионов из меченого объема.

Измерение расхода жидкости и газа. Принципиальная схема частотного расходомера жидкости, разработанного в Институте автоматики и телемеханики (ИАТ) АН СССР [28], изображена на фиг. 17. Поток жидкости вращает крыльчатую вертушку, в одной из лопастей которой запрессовано небольшое количество радиоактивного вещества 1. Поток гамма-излучения пронизывает стенку трубопровода и попадает на приемник излучения 2, соединенный с измерительным устройством 3. На пути потока излучения располагается защитный экран 4 таким образом, что излучение попадает в приемник только в течение небольшого промежутка времени за каждый оборот вертушки. Поэтому число импульсов излучения, поступающих на приемник, равно числу оборотов вертушки. На выходе измерительного устройства включен стрелочный прибор 5, показывающий значение мгновенного расхода жидкости, и электромеханический счетчик импульсов 6, который учитывает суммарный расход. Толщина защитного экрана / выбирается по формуле

В Институте автоматики и телемеханики создан набор логических струйных элементов, позволяющий строить любые логические преобразователи, однотактные и многотактные, а также цифровые устройства. Схемы некоторых элементов, выполняющих элементарные логические функции, показаны на рис. 1. Разработана система модулей струйной техники СМСТ, принятая к промышленному производству.

Комплекс, разработанный в Киевском институте автоматики, укомплектован программами измерения технолоричееких режимов.

2. Золотухин Ю. Н. Разработка аппаратуры КАМАК в институте автоматики и электрометрии СО АН СССР//Автоматизация научных исследований на основе применения ЭВМ. Материалы Всесоюзной конференции. Новосибирск. 1977. С. 190—193.