eng
Выпуск #4/2020
А. КУЗНЕЦОВ
НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ: СИСТЕМНЫЕ ПРИНЦИПЫ. ЧАСТЬ 2
НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ: СИСТЕМНЫЕ ПРИНЦИПЫ. ЧАСТЬ 2
Просмотры: 1222
DOI: 10.22184/2499-9407.2020.21.04.36.45
Рассмотрены механизмы повышения эффективности создания нового, более прогрессивного и инновационного технологического оборудования на базе анализа циклов эволюционного процесса развития технологических способов производства в соотношении с непрерывным совершенствованием конструкций станков, их компонентов и подсистем.
Рассмотрены механизмы повышения эффективности создания нового, более прогрессивного и инновационного технологического оборудования на базе анализа циклов эволюционного процесса развития технологических способов производства в соотношении с непрерывным совершенствованием конструкций станков, их компонентов и подсистем.
Теги: design efficiency mechatronic and adaptronic systems scientific and technological progress technological equipment мехатронные и адаптронные системы научно-технический прогресс проектирование технологическое оборудование эффективность
Направления развития металлорежущих станков: Системные принципы
Часть 2*
Александр КУЗНЕЦОВ
Рассмотрены механизмы повышения эффективности создания нового, более прогрессивного и инновационного, технологического оборудования на базе анализа циклов эволюционного процесса развития технологических способов производства в соотношении с непрерывным совершенствованием конструкций станков, их компонентов и подсистем.
Рассмотрим области решений для приводов главного движения – шпиндельных узлов металлорежущих станков.
Основным препятствием к повышению скоростей обработки на металлорежущих станках является невозможность адекватного повышения скоростей вращения и перемещения рабочих органов станков. В первую очередь это относится к шпиндельным узлам. Создание быстроходных шпиндельных узлов обусловливает необходимость решения ряда острых проблем – снижения уровня тепловыделений и уровня нагрева шпиндельных узлов, которые, с одной стороны, снижают работоспособность (а часто и не позволяют с помощью традиционных методов создавать быстроходные шпиндельные узлы с требуемыми параметрами), а с другой стороны ‒ высокая температура шпинделя вызывает термоупругие деформации металлорежущего станка в целом, что существенно влияет на его параметры точности.
Повышение скоростей перемещения рабочих органов, мощности и частот вращения шпинделя, увеличение скоростей резания и др. обусловливают необходимость увеличения подводимой к станку мощности. Известно, что до 50% тепловыделений приходится на потери в шпиндельных узлах станков, что, в свою очередь, увеличивает долю температурных деформаций узлов и деталей станка. На рис.11 приведены требования к шпиндельным узлам и их качественные относительные характеристики в различных отраслях промышленности.
Область решений (см. рис. 3 в первой части статьи) и типовые значения показателей быстроходности подшипников, применяемых в металлорежущих станках, для стандартных условий приведены в табл. 8. Для подшипников качения принципиальная качественная характеристика зависимости количества выделяемого тепла Q и, соответственно, значение избыточной температуры T о для разных типов подшипников может быть записана как функция:
Q = k1 ∙…∙ki ∙(n)5/3,
где коэффициенты k1…ki характеризуют тип подшипника, условия смазки, вид нагрузки и другие параметры.
На рис. 12 показана зависимость тепловыделений Q и избыточной температуры T о подшипников при увеличении частоты вращения n. Величина nкр зависит от многих факторов, после ее достижения происходит резкий рост тепловыделений и, соответственно, избыточной температуры. Следовательно, достижение максимально допустимой температуры Tmax, при которой подшипник еще является работоспособным, будет обусловлен и определяться параметрами и значением коэффициентов k1…ki. Однако во всех случаях изменение параметра быстроходности шпиндельных узлов будет качественно соответствовать приведенной зависимости, а применение иных дополнительных мер будет определять k1…ki и, следовательно, значение nкр.
Схемы наиболее распространенных компоновочных решений современных приводов главного движения металлорежущих станков приведены в табл. 9, а сопоставимая оценка их параметров и характеристик – в табл. 10. В обоснованных случаях используются приводы с двух-/трехступенчатыми коробками скоростей, а также полученные посредством соединения двигателя со шпинделем муфтой или промежуточной передачей (зубчатой или ременной). Использование в качестве приводов главного движения мотор-шпинделей (без коробок скоростей) накладывает отпечаток как на проектирование станков, так и возможность их эффективного использования.
В основе выбора основных технических характеристик любого главного привода лежит анализ технологических операций, которые реализуются на проектируемом станке. При назначении режимов резания учитываются характер обработки, тип и размеры инструмента, материал его режущей части, материал и состояние заготовки, эксплуатационные показатели станка. Параметры режимов резания взаимосвязаны и поэтому, как правило, нельзя произвольно изменить значение хотя бы одного из них без изменения других.
Величины погрешностей и динамика их изменения во многом определяются условиями работы станка, скоростями движения, ускорениями и др. В настоящее время максимальная скорость вращения (мин–1) шпинделей обрабатывающих центров колеблется от 35 тыс. (OKUMA), 45 тыс. (MAKINO), 42 тыс. (DMG MORI), 45 тыс. (DOOSAN) до 60 тыс. (MATSURA) . Для токарных центров максимальная скорость вращения (мин–1) основного шпинделя и контршпинделя составляет 6‒20 тыс. (в зависимости от диаметра заготовки), для фрезерных шпинделей – 30 тыс., а для сверлильных шпинделей – 50 тыс. (TSUGAMI).
Следовательно, принимая во внимание объединение множеств областей требований, знаний и решений, можно, как один из возможных вариантов, сформировать область разрабатываемых новых решений в виде структуры инновационного станка (рис. 13).
Тенденции повышения производительности, точности, надежности, гибкости, экономичности технологического оборудования, а также повышение эффективности всей системы производства обусловливают необходимость разработки новых системных методов анализа для реализации указанных задач и создания новых конструкций, в полном объеме реализующих различные физические процессы.
Развитие технических объектов происходит в направлении от макроуровня, когда объект, как система, состоит из сложных структур и элементов, осуществляющих передачу и преобразование физических явлений, к микроуровню, при котором элементы структуры объекта, как системы, сами реализуют физические явления, связанные со строением и свойствами материала, из которого они состоят. Таким образом, на микроуровне повышается степень взаимодействия физических полей и вещества.
Во второй половине 20 и начале 21 века на изменение конструкции и рост технологических возможностей металлообрабатывающих станков оказывали влияние факторы, сформировавшиеся в результате стремительного развития фундаментальных областей знания: квантовая физика, физическая химия, электроника, вычислительная техника и др. Их влияние проявилось в первую очередь в массовом использовании систем ЧПУ, регулируемых приводов, новых инструментальных материалов, оптических и лазерных измерительных систем, новых физических принципов обработки материалов.
Учитывая взаимосвязи между приведенными областями знаний можно выделить ряд основных направлений поиска новых решений, которые сформировались за эти годы:
При создании и совершенствовании конструкций станков для принятия решения часто используют системный анализ, а поиск решений осуществляется на альтернативной основе.
Разрабатываются станки, реализующие новые виды технологических операций, основанных на использовании физических и физико-химических методов обработки или их сочетаний с традиционными методами, а в одной конструкции объединяют различные технологические процессы.
Широко применяется агрегатно-модульный принцип, который требует унификации и типизации конструкторских решений, повторяемости и взаимозаменяемости узлов и деталей.
Технологические возможности оборудования расширяются за счет установки на станке дополнительных узлов и приспособлений, а на стадии разработки концепции предусматриваются все возможные модификации станка.
Создаются многофункциональные модули, которые расширяют технологические возможности станка (шпиндельные узлы с поворотом оси в пространстве, поворотные и «глобусные» столы и т.п.).
Широко применяются новые материалы ‒ керамика, полимербетон, композиты и др. ‒ и технологические процессы, особенно для точных, прецизионных и ультрапрецизионных станков.
Существенно сокращаются механические цепи при одновременном повышении сложности механизмов.
Функция согласования исполнительных движений передается от цепей механических передач к системе управления и регулируемым приводам различных видов.
Используются механизмы, созданные на основе новых физических принципов: например магнитострикционные приводы, магнитная подвеска шпинделей и др.
Широко применяются мехатронные и адаптронные устройства, что создает хорошие предпосылки для получения принципиально новых конструкторских решений.
В систему управления вводятся все более сложные элементы искусственного интеллекта, включая распознавание образов деталей, контроль качества изделий, адаптацию к процессу обработки и другим изменениям состояния станка.
Все это приводит к уменьшению количества оригинальных деталей в 3‒5 и даже более раз, что обусловливает, в свою очередь, изменения технологических пропорций в процессе производства станков.
Когда развитие технологического оборудования для достижения наилучших показателей, параметров и характеристик достигает предела, характерного для реализованного физического процесса (рис. 1а в первой части статьи), или становится неоправданным, то развитие следует по второму пути. В этом случае встает вопрос определения направлений исследований и выбора физического процесса, реализуемого станком, который обеспечивает достижение более высоких показателей, параметров и характеристик и имеет обоснованную перспективу дальнейшего совершенствования.
Новые решения в области совершенствования производственных технологий часто представляют собой интеграцию знаний из различных инженерных и технологических областей (табл. 1 в первой части статьи), а знание технологии представляется в виде различных видов технологических моделей. В настоящее время, хотя механизмы и отдельные технологии были тщательно исследованы и детально классифицированы (табл. 11), междисциплинарных решений практически не найдено.
Причинами этого являются ограниченные индивидуальные знания, касающиеся других дисциплин или технологий, а также психологические барьеры (вектор психологической инерции). Исследования и разработки новых технологических решений в основном характеризуются случайно обнаруженными эффектами и не сопровождаются генерацией моделей, систематическими и более эффективными исследованиями развития технологий.
С целью повышения вероятности междисциплинарных решений в области производственных технологий жизненно важно развитие исследований и разработок, объясняющих методологию и направления поиска новых инженерных решений, технологических методов и процессов. Хотя экспериментирование и остается наиболее важным инструментом для развития производственных технологий, а системное применение известных моделей до проведения экспериментов позволяет повысить эффективность процесса разработки. Полагаем, что технологические знания, необходимые для поиска и моделирования новых технологических решений уже существуют, и эти знания должны быть систематизированы и доступны для решения конкретных технологических проблем или производственных задач. В связи с этим знания технологии производства, необходимые для совершенствования технологий, должны содержаться в моделях, а сами модели классифицируются по различным видам и типам, например, как показано в табл. 11.
Аналитико-физические модели основаны на физических законах, эффектах или функциях. Исходный вид физической модели – это фундаментально-аналитическая модель, которая в основном базируется на базовых физических уравнениях и лишь в незначительной степени – на эмпирических взаимосвязях. С тех пор как эра компьютеров нашла свой путь в моделировании производств и процессов, все больше используются методы численного моделирования на основе конечных элементов, кинематико-геометрических, молекулярно-динамических и иных подходов, что существенно изменяет время и результативность исследований в поисках новых направлений и их анализе.
Эмпирические модели основаны на экспериментальных данных, которые статистически анализируются. Наиболее распространенная эмпирическая модель ‒ регрессионная, описывающая отношения между зависимой переменной и одной или несколькими независимыми переменными.
В последнее время получила распространение эмпирическая модель на базе нейронной сети. Она используется для прогнозирования выходных параметров и характеристик в зависимости от входных переменных и системной модели процесса. Пока отношения между входом и выходом в этой модели скрыты, модель создается «автоматически».
Еще один тип моделей ‒ третий ‒ представлен эвристическими моделями, основанными на опыте, который часто не может быть описан в виде точных величин, но позволяет получить удовлетворительные результаты на правилах связи между характеристиками процесса. С помощью нечеткой логики информация может быть преобразована в математические выражения и таким образом использована для статистического анализа и прогнозирования результатов технологического процесса. Эвристические модели также описывают отношения между входными и выходными данными и специфичны тем, что используют знания экспертов и исследователей относительно причин и следствий поведения элементов системы.
Общим во всех моделях является то, что они содержат информацию, которая потенциально может быть использована для целей совершенствования различных производственных технологий в соответствии с общими системными принципами. Очевидно, что для оценки целесообразности и эффективности проведения работ по разработке выбранного из множества возможных видов технологического процесса необходимы методы оценки его сравнительной эффективности по отношению к уже существующему технологическому процессу.
На рис. 14 приведена принципиальная структурная схема системы построения и формирования способов, методов и видов обработки при производстве продуктов, изделий и деталей применительно к технологическому оборудованию и процессам производства. В этом случае элементами системы являются деталь и инструмент (в широком смысле, т.е. не обязательно из твердого материала) и свойства, параметры и характеристики, между которыми образованы связи и отношения, а физические процессы обусловливаются и определяются видами их взаимодействия.
Существующая классификация металлорежущих станков (например, ЭНИМС – классы металлорежущих станков) основана на реализации какой-либо одной схемы процесса резания, и станки получили наименование метода, который реализует эту схему: токарные, сверлильные, фрезерные, расточные, строгальные, долбежные. Другие классы станков названы по виду процесса: шлифование, хонингование, протягивание, или по виду обрабатываемого изделия: зубообрабатывающие (всех типов).
Привычная классификация станков очевидно основана на рассмотрении элементов разного уровня общей системы процесса резания, Можно заметить, что в каждой группе класса станков осуществляется только один физический процесс – пластическое деформирование материала ‒ и одно движение для его выполнения ‒ линейное или вращательное, а кинематические схемы резания различны (табл. 12).
С появлением станков, в которых одновременно или последовательно выполняются различные методы обработки разными инструментами, каждый из которых осуществляет независимо от другого линейное и/или вращательное движения ‒ например токарно-фрезерные центры, обозначенные достаточно удачным термином, предложенным T.
Moriwaki – Multi-functional Machine Tool. Кроме этого появилась группа станков под общим названием Multitask Machine Tool (многозадачные станки), в которых применяются и другие физические принципы изменения свойств детали, например лазерная обработка и т.п.
Считаем целесообразным ввести наименования групп и классов оборудования, которые отражают не только метод обработки, количество которых достаточно велико, а в первую очередь физические принципы и процессы, реализуемые этим оборудованием.
Взаимодействие твердых, а также взаимодействие твердых тел и полей без изменения параметров, свойств и характеристик детали образуют класс контрольно измерительных машин, приборов и устройств, а если изменение пространственно-временного положения осуществляется не системой, а человеком, тогда мы получаем класс ручных приборов и устройств.
Согласно схемам, приведенным на рис. 14, возможны следующие группы:
Оборудование, которое реализует взаимодействия:
1.1. «Твердое тело» – «Твердое тело»
1.2. «Твердое тело» – «Состояние среды»
1.3. «Твердое тело» – «Физическое поле».
Оборудование, которое реализует комбинацию взаимодействия:
2.1. «Твердое тело» – «Твердое тело» – «Состояние среды»
2.2. «Твердое тело» – «Твердое тело» – «Физическое поле»
2.3. «Твердое тело» – «Состояние среды» – «Физическое поле».
Оборудование, которое реализует взаимодействие твердых тел и полей без изменения параметров, свойств и характеристик детали:
3.1. Контрольно-измерительные машины.
3.2. Контрольно-измерительные приборы и устройства.
3.3. Ручные средства контроля и измерения.
В свою очередь, физический процесс взаимодействия, реализуемого в оборудовании, как системе, также может быть как однородным, например пластическое деформирование, так и множественным, например пластическое деформирование (резание) и плавление (шлифование) и т.п.
Металлорежущие станки, реализующие обработку резанием, будем рассматривать как способ обработки, физический процесс которого обусловлен взаимодействием твердых тел из материалов детали и инструмента. Очевидно, что аналогично можно рассмотреть другие физические процессы уменьшения массы детали, но при этом взаимодействовать будут или твердое тело и инструмент в другом состоянии (гидрорезка, газовая резка, плазменная резка и т.п.), или твердое тело и физические поля (лазерная резка, электрофизические методы и т.п.).
Рассмотрение процесса обработки резанием как системы обусловливает и охват структурных элементов (содержание, число и связи параметров которых характеризуют свойства системы процесса резания) и их взаимосвязь:
Исследования процесса резания металлов во всех его аспектах и проявлениях концептуально базировались на принципиальной физической постановке задачи, основанной на следующих положениях:
физическая модель – удаление (отделение) материала;
физический процесс – деформирование упругое, пластическое;
физическое явление – разрушение вследствие образования дислокаций и трещин.
Поэтому, исходя из вышесказанного, принципиально возможное количество вариантов наименований технологических процессов по способам преобразования материи, энергии и информации оценивается количеством порядка 561 330 реализаций. К этому следует добавить, что в предложенном и рассмотренном методе классификации и построения структур технологических процессов уровень описания системы ограничен только обобщенными характеристиками элементов. В действительности при большем (в зависимости от степени обобщения понятий) делении системы на элементы, их связи и отношения в соответствии с рассмотренным выше описанием системы, количество возможных вариантов реализации технологических процессов возрастет многократно.
Количество процессов, которые могут быть сформированы элементами системы, определяется числом сочетаний из n элементов по k. В зависимости от набора элементов и возможных (заданных, рассматриваемых) сочетаний, могут быть сформированы и классифицированы множества процессов и систем (группы, виды, классы и т.п.), обусловливающие их поведение и изменение состояния всей системы, обеспечивающее достижение поставленной цели – создание процесса, продукта, изделия, детали. Так, в рассматриваемой нами системе количество элементов, в зависимости от степени детализации, может быть: n = 6; 12; 18; 24; 30; 36; 42; 48 и больше. Следовательно, количество возможных сочетаний формирования множества систем, исходя из условия взаимосвязанного преобразования энергии, материи и информации – k =3, будет равно:
; ; ; ; ;
; ; ; ;
.
Большое количество созданных и создаваемых физических и технологических процессов и оборудования требует разработки метода их сопоставимой оценки для обоснования выбора и/или границ их эффективного применения.
Применительно к процессам обработки металлов резанием, результатом которой является деталь, структура взаимосвязей физических процессов и формируемых ими свойств детали приведена на рис. 15. Выделены составляющие элементы системы, которые обеспечивают формирование размера детали (физический процесс, осуществляемый инструментом) и поверхности детали (физический процесс формообразования поверхности, осуществляемый рабочими органами станка). Другие характеристики и параметры, которые описывают свойства, состояние или структуру детали, формируются иными методами обработки.
Подводимая энергия (чаще всего электрическая) преобразуется в другие формы (механическую, тепловую, электрическую, лучевую и т.д.), тем самым обеспечивает протекание того или иного физического процесса: деформирования (пластического или упругого), плавления, испарения и др., которые могут протекать независимо, последовательно, параллельно или в различных комбинациях. Это обусловливает создание технологического оборудования, такого как металлорежущие, многофункциональные, гибридные, комбинированные и другие станки, а также технологических комплексов, которые реализуют два и более физических процесса. Таким образом, все многообразие схем и методов структурного описания и анализа направлений развития металлообрабатывающих станков может быть представлено согласно изложенному методологическому подходу в энергоинформационном виде, как показано на рис. 15.
Ничто в разработке технологических систем и оборудования не является точной наукой в абсолютном понимании. Как и многие другие инженерные инструменты, которые используются в повседневной работе, концепция направлений, тенденций эволюции инженерных систем (технологических систем и оборудования) может дать лучшее понимание и указать направления, которые могут оказаться полезными и значимыми. Они не всегда покажут, что конкретно делать, и определенно не будут предсказывать, что и когда произойдет. Но если вы знаете тенденции и общее эволюционное направление, в котором происходит развитие вашего объекта, и, скорее всего, этому последуете, вы с большей вероятностью выберете эффективные и выигрышные идеи и направления, чем те, чье время уже прошло или возможно так и не наступит без дополнительных условий.
Литература
1. Mani M., Madan J., Lee J.- H., Lyons K. W., Gupta S. K. Review on Sustainability Characterization for Manufacturing Processes. – National Institute of Standards and Technology/NISTIR 7913/, 2013. 22 p.
2. DIN 8580: 2003-09 – Fertigungsverfahren – Begriffe, Einteilung. Beuth Verlag. 09 2003.
3. De Garmo E. Paul: Materials and Process in Manufacturing, The Macmillan Co (1962), USA
4. Ashby M. F. Materials selection in mechanical design, Butterworth-Hienemann, 2005, Oxford, UK.
5. Seidel R., Spur G. and Tönshoff H.G., Kienzle O. Systematiker der Fertigungstechnik – Ein Ingeniuer im Zug durch die Zeit. München: Hanser-Verlag, 2014.
6. Haapala K.l.R., Zhao Fu, Camelio J. A., Sutherland J.W., Skerlos S.J., Dornfeld D., Jawahir I.S., Claren A.F., Rickli J.L. A Review of Engineering Research in Sustainable Manufacturing. Journal of Manufacturing Science and Engineering. 2013. V. 135. P. 16. https://doi.org/10.1115/1.4024040.
7. Kuznetsov A. P., Koriath H.-J. Energy – information regularities of increasing productivity in metalworking machine tools. EPJ Web Conf. IV International Conference “Modeling of Nonlinear Processes and Systems” Volume 224, 2019. MNPS-2019. PP. 1–8. https://doi.org/10.1051/epjconf/201922405008.
8. Putz M., Koriath H.-J., Kuznetsov A. P. Resource consumption classes of machine tools. Special Issue | HSM 2019 15th International Conference on High Speed Machining October 8–9, 2019, Prague, Czech Republic. MM Science Journal. PP. 3301–3309. https://doi.org/10.17973/MMSJ.2019_11_2019085.
9. Kuznetsov A. P., Koriath H.-J. Development of a Classification and Generation Approach For Innovative Technologies. Procedia CIRP 15th Global Conference on Sustainable Manufacturing. Published by Elsevier B.V. 2018. V. 21. PP. 798–805.
10. Kuznetsov A. P., Koriath H. J. A new systematic approach to the description of processes and their classification. Procedia CIRP 14th Global Conference on Sustainable Manufacturing. Published by Elsevier B.V. 2017. V. 8. PP. 199–206. https://doi.org/10.1016/j.promfg.2017.02.025.
11. Кузнецов А. П. Эволюция методов оценки точности металлорежущих станков и тенденции ее изменения. Часть 1. Эволюция понятия точность и ее физическая модель // Вестник машиностроения. 2016. № 12. C. 8–16.
12. Кузнецов А. П. Эволюция методов оценки точности металлорежущих станков и тенденции ее изменения. Часть 2. Эволюция понятий и моделей оценок точности металлорежущих станков и тенденции ее изменения // Вестник машиностроения. 2017. № 8. С. 22–35.
13. Кузнецов А. П. Структуры процессов и оборудования обработки резанием. Часть 2. Структуры технологических процессов и их классификация // М.: Вестник машиностроения. 2015. № 3. С. 65–76.
14. Кузнецов А. П. Структуры процессов и оборудования обработки резанием. Часть 3. Модели и структуры обработки резанием // Вестник машиностроения. 2015. № 4. С. 76–87.
15. Кузнецов А. П. Структуры процессов и оборудования обработки резанием. Часть 4. Структуры оборудования обработки резанием // Вестник машиностроения. 2015. № 5. С. 63–77.
16. Бушуев В. В., Кузнецов А. П., Сабиров Ф. С., Хомяков В. С., Молодцов В. В. Состояние и направления развитие научных исследований в станкостроении // СТИН. 2015. № 11. С. 12–20.
17. Бушуев В. В., Кузнецов А. П., Молодцов В. В. Инновации в проектировании технологического оборудования // Инновации. 2015. № 8. С. 100–105.
18. Кузнецов А. П. О материалах в станкостроении //Станкоинструмент. 2019. № 1. С. 44–55.
19. Крахин О. И., Кузнецов А. П. Сплавы с памятью и их применение в технике. – М.: Янус-К, 2010. 212 с.
20. Lee C., Lee D., Cho H., Kang K. I. A New System Form Design Process Using QFD and TRIZ. 36th International Symposium on Automation and Robotics in Construction (ISARC 2019). PP. 913–920.
21. Drossel W.-G. et all. High performance of machining processes by applying adaptronic systems. 6th CIRP International Conference on High Performance Cutting, HPC2014. Procedia CIRP 14, 2014. PP. 500–505.
22. Jedrzejewski J., Kwasny W. Development of machine tool operational properties // Journal of Machine Engineering. 2015. V. 15. No. 1. PP. 5–24.
23. Jedrzejewski J., Kwasny W. Development of high performance of machine tool // Journal of Machine Engineering. 2009. V. 9. No. 2. PP. 5–30.
24. Roderburg A., Klocke F., Koshy Ph. Principles of technology evolutions for manufacturing process design. Procedia Engineering, 2001, 9. PP. 294–310.
25. Dong Keun Park, Jun Young Choi, Chi Hyuk Choi, Choon Man Lee. The Technical Trend and Future Development Direction of Machine Tools Spindle System by Patent Analysis // Journal of the Korean Society for Precision Engineering. Vol. 29. No. 5. PP. 500–505.
КУЗНЕЦОВ Александр Павлович –
доктор технических наук, профессор кафедры станков МГТУ «СТАНКИН»
Часть 2*
Александр КУЗНЕЦОВ
Рассмотрены механизмы повышения эффективности создания нового, более прогрессивного и инновационного, технологического оборудования на базе анализа циклов эволюционного процесса развития технологических способов производства в соотношении с непрерывным совершенствованием конструкций станков, их компонентов и подсистем.
Рассмотрим области решений для приводов главного движения – шпиндельных узлов металлорежущих станков.
Основным препятствием к повышению скоростей обработки на металлорежущих станках является невозможность адекватного повышения скоростей вращения и перемещения рабочих органов станков. В первую очередь это относится к шпиндельным узлам. Создание быстроходных шпиндельных узлов обусловливает необходимость решения ряда острых проблем – снижения уровня тепловыделений и уровня нагрева шпиндельных узлов, которые, с одной стороны, снижают работоспособность (а часто и не позволяют с помощью традиционных методов создавать быстроходные шпиндельные узлы с требуемыми параметрами), а с другой стороны ‒ высокая температура шпинделя вызывает термоупругие деформации металлорежущего станка в целом, что существенно влияет на его параметры точности.
Повышение скоростей перемещения рабочих органов, мощности и частот вращения шпинделя, увеличение скоростей резания и др. обусловливают необходимость увеличения подводимой к станку мощности. Известно, что до 50% тепловыделений приходится на потери в шпиндельных узлах станков, что, в свою очередь, увеличивает долю температурных деформаций узлов и деталей станка. На рис.11 приведены требования к шпиндельным узлам и их качественные относительные характеристики в различных отраслях промышленности.
Область решений (см. рис. 3 в первой части статьи) и типовые значения показателей быстроходности подшипников, применяемых в металлорежущих станках, для стандартных условий приведены в табл. 8. Для подшипников качения принципиальная качественная характеристика зависимости количества выделяемого тепла Q и, соответственно, значение избыточной температуры T о для разных типов подшипников может быть записана как функция:
Q = k1 ∙…∙ki ∙(n)5/3,
где коэффициенты k1…ki характеризуют тип подшипника, условия смазки, вид нагрузки и другие параметры.
На рис. 12 показана зависимость тепловыделений Q и избыточной температуры T о подшипников при увеличении частоты вращения n. Величина nкр зависит от многих факторов, после ее достижения происходит резкий рост тепловыделений и, соответственно, избыточной температуры. Следовательно, достижение максимально допустимой температуры Tmax, при которой подшипник еще является работоспособным, будет обусловлен и определяться параметрами и значением коэффициентов k1…ki. Однако во всех случаях изменение параметра быстроходности шпиндельных узлов будет качественно соответствовать приведенной зависимости, а применение иных дополнительных мер будет определять k1…ki и, следовательно, значение nкр.
Схемы наиболее распространенных компоновочных решений современных приводов главного движения металлорежущих станков приведены в табл. 9, а сопоставимая оценка их параметров и характеристик – в табл. 10. В обоснованных случаях используются приводы с двух-/трехступенчатыми коробками скоростей, а также полученные посредством соединения двигателя со шпинделем муфтой или промежуточной передачей (зубчатой или ременной). Использование в качестве приводов главного движения мотор-шпинделей (без коробок скоростей) накладывает отпечаток как на проектирование станков, так и возможность их эффективного использования.
В основе выбора основных технических характеристик любого главного привода лежит анализ технологических операций, которые реализуются на проектируемом станке. При назначении режимов резания учитываются характер обработки, тип и размеры инструмента, материал его режущей части, материал и состояние заготовки, эксплуатационные показатели станка. Параметры режимов резания взаимосвязаны и поэтому, как правило, нельзя произвольно изменить значение хотя бы одного из них без изменения других.
Величины погрешностей и динамика их изменения во многом определяются условиями работы станка, скоростями движения, ускорениями и др. В настоящее время максимальная скорость вращения (мин–1) шпинделей обрабатывающих центров колеблется от 35 тыс. (OKUMA), 45 тыс. (MAKINO), 42 тыс. (DMG MORI), 45 тыс. (DOOSAN) до 60 тыс. (MATSURA) . Для токарных центров максимальная скорость вращения (мин–1) основного шпинделя и контршпинделя составляет 6‒20 тыс. (в зависимости от диаметра заготовки), для фрезерных шпинделей – 30 тыс., а для сверлильных шпинделей – 50 тыс. (TSUGAMI).
Следовательно, принимая во внимание объединение множеств областей требований, знаний и решений, можно, как один из возможных вариантов, сформировать область разрабатываемых новых решений в виде структуры инновационного станка (рис. 13).
Тенденции повышения производительности, точности, надежности, гибкости, экономичности технологического оборудования, а также повышение эффективности всей системы производства обусловливают необходимость разработки новых системных методов анализа для реализации указанных задач и создания новых конструкций, в полном объеме реализующих различные физические процессы.
Развитие технических объектов происходит в направлении от макроуровня, когда объект, как система, состоит из сложных структур и элементов, осуществляющих передачу и преобразование физических явлений, к микроуровню, при котором элементы структуры объекта, как системы, сами реализуют физические явления, связанные со строением и свойствами материала, из которого они состоят. Таким образом, на микроуровне повышается степень взаимодействия физических полей и вещества.
Во второй половине 20 и начале 21 века на изменение конструкции и рост технологических возможностей металлообрабатывающих станков оказывали влияние факторы, сформировавшиеся в результате стремительного развития фундаментальных областей знания: квантовая физика, физическая химия, электроника, вычислительная техника и др. Их влияние проявилось в первую очередь в массовом использовании систем ЧПУ, регулируемых приводов, новых инструментальных материалов, оптических и лазерных измерительных систем, новых физических принципов обработки материалов.
Учитывая взаимосвязи между приведенными областями знаний можно выделить ряд основных направлений поиска новых решений, которые сформировались за эти годы:
При создании и совершенствовании конструкций станков для принятия решения часто используют системный анализ, а поиск решений осуществляется на альтернативной основе.
Разрабатываются станки, реализующие новые виды технологических операций, основанных на использовании физических и физико-химических методов обработки или их сочетаний с традиционными методами, а в одной конструкции объединяют различные технологические процессы.
Широко применяется агрегатно-модульный принцип, который требует унификации и типизации конструкторских решений, повторяемости и взаимозаменяемости узлов и деталей.
Технологические возможности оборудования расширяются за счет установки на станке дополнительных узлов и приспособлений, а на стадии разработки концепции предусматриваются все возможные модификации станка.
Создаются многофункциональные модули, которые расширяют технологические возможности станка (шпиндельные узлы с поворотом оси в пространстве, поворотные и «глобусные» столы и т.п.).
Широко применяются новые материалы ‒ керамика, полимербетон, композиты и др. ‒ и технологические процессы, особенно для точных, прецизионных и ультрапрецизионных станков.
Существенно сокращаются механические цепи при одновременном повышении сложности механизмов.
Функция согласования исполнительных движений передается от цепей механических передач к системе управления и регулируемым приводам различных видов.
Используются механизмы, созданные на основе новых физических принципов: например магнитострикционные приводы, магнитная подвеска шпинделей и др.
Широко применяются мехатронные и адаптронные устройства, что создает хорошие предпосылки для получения принципиально новых конструкторских решений.
В систему управления вводятся все более сложные элементы искусственного интеллекта, включая распознавание образов деталей, контроль качества изделий, адаптацию к процессу обработки и другим изменениям состояния станка.
Все это приводит к уменьшению количества оригинальных деталей в 3‒5 и даже более раз, что обусловливает, в свою очередь, изменения технологических пропорций в процессе производства станков.
Когда развитие технологического оборудования для достижения наилучших показателей, параметров и характеристик достигает предела, характерного для реализованного физического процесса (рис. 1а в первой части статьи), или становится неоправданным, то развитие следует по второму пути. В этом случае встает вопрос определения направлений исследований и выбора физического процесса, реализуемого станком, который обеспечивает достижение более высоких показателей, параметров и характеристик и имеет обоснованную перспективу дальнейшего совершенствования.
Новые решения в области совершенствования производственных технологий часто представляют собой интеграцию знаний из различных инженерных и технологических областей (табл. 1 в первой части статьи), а знание технологии представляется в виде различных видов технологических моделей. В настоящее время, хотя механизмы и отдельные технологии были тщательно исследованы и детально классифицированы (табл. 11), междисциплинарных решений практически не найдено.
Причинами этого являются ограниченные индивидуальные знания, касающиеся других дисциплин или технологий, а также психологические барьеры (вектор психологической инерции). Исследования и разработки новых технологических решений в основном характеризуются случайно обнаруженными эффектами и не сопровождаются генерацией моделей, систематическими и более эффективными исследованиями развития технологий.
С целью повышения вероятности междисциплинарных решений в области производственных технологий жизненно важно развитие исследований и разработок, объясняющих методологию и направления поиска новых инженерных решений, технологических методов и процессов. Хотя экспериментирование и остается наиболее важным инструментом для развития производственных технологий, а системное применение известных моделей до проведения экспериментов позволяет повысить эффективность процесса разработки. Полагаем, что технологические знания, необходимые для поиска и моделирования новых технологических решений уже существуют, и эти знания должны быть систематизированы и доступны для решения конкретных технологических проблем или производственных задач. В связи с этим знания технологии производства, необходимые для совершенствования технологий, должны содержаться в моделях, а сами модели классифицируются по различным видам и типам, например, как показано в табл. 11.
Аналитико-физические модели основаны на физических законах, эффектах или функциях. Исходный вид физической модели – это фундаментально-аналитическая модель, которая в основном базируется на базовых физических уравнениях и лишь в незначительной степени – на эмпирических взаимосвязях. С тех пор как эра компьютеров нашла свой путь в моделировании производств и процессов, все больше используются методы численного моделирования на основе конечных элементов, кинематико-геометрических, молекулярно-динамических и иных подходов, что существенно изменяет время и результативность исследований в поисках новых направлений и их анализе.
Эмпирические модели основаны на экспериментальных данных, которые статистически анализируются. Наиболее распространенная эмпирическая модель ‒ регрессионная, описывающая отношения между зависимой переменной и одной или несколькими независимыми переменными.
В последнее время получила распространение эмпирическая модель на базе нейронной сети. Она используется для прогнозирования выходных параметров и характеристик в зависимости от входных переменных и системной модели процесса. Пока отношения между входом и выходом в этой модели скрыты, модель создается «автоматически».
Еще один тип моделей ‒ третий ‒ представлен эвристическими моделями, основанными на опыте, который часто не может быть описан в виде точных величин, но позволяет получить удовлетворительные результаты на правилах связи между характеристиками процесса. С помощью нечеткой логики информация может быть преобразована в математические выражения и таким образом использована для статистического анализа и прогнозирования результатов технологического процесса. Эвристические модели также описывают отношения между входными и выходными данными и специфичны тем, что используют знания экспертов и исследователей относительно причин и следствий поведения элементов системы.
Общим во всех моделях является то, что они содержат информацию, которая потенциально может быть использована для целей совершенствования различных производственных технологий в соответствии с общими системными принципами. Очевидно, что для оценки целесообразности и эффективности проведения работ по разработке выбранного из множества возможных видов технологического процесса необходимы методы оценки его сравнительной эффективности по отношению к уже существующему технологическому процессу.
На рис. 14 приведена принципиальная структурная схема системы построения и формирования способов, методов и видов обработки при производстве продуктов, изделий и деталей применительно к технологическому оборудованию и процессам производства. В этом случае элементами системы являются деталь и инструмент (в широком смысле, т.е. не обязательно из твердого материала) и свойства, параметры и характеристики, между которыми образованы связи и отношения, а физические процессы обусловливаются и определяются видами их взаимодействия.
Существующая классификация металлорежущих станков (например, ЭНИМС – классы металлорежущих станков) основана на реализации какой-либо одной схемы процесса резания, и станки получили наименование метода, который реализует эту схему: токарные, сверлильные, фрезерные, расточные, строгальные, долбежные. Другие классы станков названы по виду процесса: шлифование, хонингование, протягивание, или по виду обрабатываемого изделия: зубообрабатывающие (всех типов).
Привычная классификация станков очевидно основана на рассмотрении элементов разного уровня общей системы процесса резания, Можно заметить, что в каждой группе класса станков осуществляется только один физический процесс – пластическое деформирование материала ‒ и одно движение для его выполнения ‒ линейное или вращательное, а кинематические схемы резания различны (табл. 12).
С появлением станков, в которых одновременно или последовательно выполняются различные методы обработки разными инструментами, каждый из которых осуществляет независимо от другого линейное и/или вращательное движения ‒ например токарно-фрезерные центры, обозначенные достаточно удачным термином, предложенным T.
Moriwaki – Multi-functional Machine Tool. Кроме этого появилась группа станков под общим названием Multitask Machine Tool (многозадачные станки), в которых применяются и другие физические принципы изменения свойств детали, например лазерная обработка и т.п.
Считаем целесообразным ввести наименования групп и классов оборудования, которые отражают не только метод обработки, количество которых достаточно велико, а в первую очередь физические принципы и процессы, реализуемые этим оборудованием.
Взаимодействие твердых, а также взаимодействие твердых тел и полей без изменения параметров, свойств и характеристик детали образуют класс контрольно измерительных машин, приборов и устройств, а если изменение пространственно-временного положения осуществляется не системой, а человеком, тогда мы получаем класс ручных приборов и устройств.
Согласно схемам, приведенным на рис. 14, возможны следующие группы:
Оборудование, которое реализует взаимодействия:
1.1. «Твердое тело» – «Твердое тело»
1.2. «Твердое тело» – «Состояние среды»
1.3. «Твердое тело» – «Физическое поле».
Оборудование, которое реализует комбинацию взаимодействия:
2.1. «Твердое тело» – «Твердое тело» – «Состояние среды»
2.2. «Твердое тело» – «Твердое тело» – «Физическое поле»
2.3. «Твердое тело» – «Состояние среды» – «Физическое поле».
Оборудование, которое реализует взаимодействие твердых тел и полей без изменения параметров, свойств и характеристик детали:
3.1. Контрольно-измерительные машины.
3.2. Контрольно-измерительные приборы и устройства.
3.3. Ручные средства контроля и измерения.
В свою очередь, физический процесс взаимодействия, реализуемого в оборудовании, как системе, также может быть как однородным, например пластическое деформирование, так и множественным, например пластическое деформирование (резание) и плавление (шлифование) и т.п.
Металлорежущие станки, реализующие обработку резанием, будем рассматривать как способ обработки, физический процесс которого обусловлен взаимодействием твердых тел из материалов детали и инструмента. Очевидно, что аналогично можно рассмотреть другие физические процессы уменьшения массы детали, но при этом взаимодействовать будут или твердое тело и инструмент в другом состоянии (гидрорезка, газовая резка, плазменная резка и т.п.), или твердое тело и физические поля (лазерная резка, электрофизические методы и т.п.).
Рассмотрение процесса обработки резанием как системы обусловливает и охват структурных элементов (содержание, число и связи параметров которых характеризуют свойства системы процесса резания) и их взаимосвязь:
- физическая модель;
- физический процесс: механика (статика, кинематика, динамика), механика сплошной среды (упругая и пластическая деформации), физика твердого тела (дислокации);
- физические явления: механические (разрушение), тепловые, электромагнитные, химические;
- схемы процесса: элементы, параметры, свойства;
структуры процесса: элементы, связи, отношения;
- описание (структурно-логическое, математическое, аналоговое) процесса изменения и поведения структуры;
- реализация модели процесса (механизмы, машины, оборудование, системы).
Исследования процесса резания металлов во всех его аспектах и проявлениях концептуально базировались на принципиальной физической постановке задачи, основанной на следующих положениях:
физическая модель – удаление (отделение) материала;
физический процесс – деформирование упругое, пластическое;
физическое явление – разрушение вследствие образования дислокаций и трещин.
Поэтому, исходя из вышесказанного, принципиально возможное количество вариантов наименований технологических процессов по способам преобразования материи, энергии и информации оценивается количеством порядка 561 330 реализаций. К этому следует добавить, что в предложенном и рассмотренном методе классификации и построения структур технологических процессов уровень описания системы ограничен только обобщенными характеристиками элементов. В действительности при большем (в зависимости от степени обобщения понятий) делении системы на элементы, их связи и отношения в соответствии с рассмотренным выше описанием системы, количество возможных вариантов реализации технологических процессов возрастет многократно.
Количество процессов, которые могут быть сформированы элементами системы, определяется числом сочетаний из n элементов по k. В зависимости от набора элементов и возможных (заданных, рассматриваемых) сочетаний, могут быть сформированы и классифицированы множества процессов и систем (группы, виды, классы и т.п.), обусловливающие их поведение и изменение состояния всей системы, обеспечивающее достижение поставленной цели – создание процесса, продукта, изделия, детали. Так, в рассматриваемой нами системе количество элементов, в зависимости от степени детализации, может быть: n = 6; 12; 18; 24; 30; 36; 42; 48 и больше. Следовательно, количество возможных сочетаний формирования множества систем, исходя из условия взаимосвязанного преобразования энергии, материи и информации – k =3, будет равно:
; ; ; ; ;
; ; ; ;
.
Большое количество созданных и создаваемых физических и технологических процессов и оборудования требует разработки метода их сопоставимой оценки для обоснования выбора и/или границ их эффективного применения.
Применительно к процессам обработки металлов резанием, результатом которой является деталь, структура взаимосвязей физических процессов и формируемых ими свойств детали приведена на рис. 15. Выделены составляющие элементы системы, которые обеспечивают формирование размера детали (физический процесс, осуществляемый инструментом) и поверхности детали (физический процесс формообразования поверхности, осуществляемый рабочими органами станка). Другие характеристики и параметры, которые описывают свойства, состояние или структуру детали, формируются иными методами обработки.
Подводимая энергия (чаще всего электрическая) преобразуется в другие формы (механическую, тепловую, электрическую, лучевую и т.д.), тем самым обеспечивает протекание того или иного физического процесса: деформирования (пластического или упругого), плавления, испарения и др., которые могут протекать независимо, последовательно, параллельно или в различных комбинациях. Это обусловливает создание технологического оборудования, такого как металлорежущие, многофункциональные, гибридные, комбинированные и другие станки, а также технологических комплексов, которые реализуют два и более физических процесса. Таким образом, все многообразие схем и методов структурного описания и анализа направлений развития металлообрабатывающих станков может быть представлено согласно изложенному методологическому подходу в энергоинформационном виде, как показано на рис. 15.
Ничто в разработке технологических систем и оборудования не является точной наукой в абсолютном понимании. Как и многие другие инженерные инструменты, которые используются в повседневной работе, концепция направлений, тенденций эволюции инженерных систем (технологических систем и оборудования) может дать лучшее понимание и указать направления, которые могут оказаться полезными и значимыми. Они не всегда покажут, что конкретно делать, и определенно не будут предсказывать, что и когда произойдет. Но если вы знаете тенденции и общее эволюционное направление, в котором происходит развитие вашего объекта, и, скорее всего, этому последуете, вы с большей вероятностью выберете эффективные и выигрышные идеи и направления, чем те, чье время уже прошло или возможно так и не наступит без дополнительных условий.
Литература
1. Mani M., Madan J., Lee J.- H., Lyons K. W., Gupta S. K. Review on Sustainability Characterization for Manufacturing Processes. – National Institute of Standards and Technology/NISTIR 7913/, 2013. 22 p.
2. DIN 8580: 2003-09 – Fertigungsverfahren – Begriffe, Einteilung. Beuth Verlag. 09 2003.
3. De Garmo E. Paul: Materials and Process in Manufacturing, The Macmillan Co (1962), USA
4. Ashby M. F. Materials selection in mechanical design, Butterworth-Hienemann, 2005, Oxford, UK.
5. Seidel R., Spur G. and Tönshoff H.G., Kienzle O. Systematiker der Fertigungstechnik – Ein Ingeniuer im Zug durch die Zeit. München: Hanser-Verlag, 2014.
6. Haapala K.l.R., Zhao Fu, Camelio J. A., Sutherland J.W., Skerlos S.J., Dornfeld D., Jawahir I.S., Claren A.F., Rickli J.L. A Review of Engineering Research in Sustainable Manufacturing. Journal of Manufacturing Science and Engineering. 2013. V. 135. P. 16. https://doi.org/10.1115/1.4024040.
7. Kuznetsov A. P., Koriath H.-J. Energy – information regularities of increasing productivity in metalworking machine tools. EPJ Web Conf. IV International Conference “Modeling of Nonlinear Processes and Systems” Volume 224, 2019. MNPS-2019. PP. 1–8. https://doi.org/10.1051/epjconf/201922405008.
8. Putz M., Koriath H.-J., Kuznetsov A. P. Resource consumption classes of machine tools. Special Issue | HSM 2019 15th International Conference on High Speed Machining October 8–9, 2019, Prague, Czech Republic. MM Science Journal. PP. 3301–3309. https://doi.org/10.17973/MMSJ.2019_11_2019085.
9. Kuznetsov A. P., Koriath H.-J. Development of a Classification and Generation Approach For Innovative Technologies. Procedia CIRP 15th Global Conference on Sustainable Manufacturing. Published by Elsevier B.V. 2018. V. 21. PP. 798–805.
10. Kuznetsov A. P., Koriath H. J. A new systematic approach to the description of processes and their classification. Procedia CIRP 14th Global Conference on Sustainable Manufacturing. Published by Elsevier B.V. 2017. V. 8. PP. 199–206. https://doi.org/10.1016/j.promfg.2017.02.025.
11. Кузнецов А. П. Эволюция методов оценки точности металлорежущих станков и тенденции ее изменения. Часть 1. Эволюция понятия точность и ее физическая модель // Вестник машиностроения. 2016. № 12. C. 8–16.
12. Кузнецов А. П. Эволюция методов оценки точности металлорежущих станков и тенденции ее изменения. Часть 2. Эволюция понятий и моделей оценок точности металлорежущих станков и тенденции ее изменения // Вестник машиностроения. 2017. № 8. С. 22–35.
13. Кузнецов А. П. Структуры процессов и оборудования обработки резанием. Часть 2. Структуры технологических процессов и их классификация // М.: Вестник машиностроения. 2015. № 3. С. 65–76.
14. Кузнецов А. П. Структуры процессов и оборудования обработки резанием. Часть 3. Модели и структуры обработки резанием // Вестник машиностроения. 2015. № 4. С. 76–87.
15. Кузнецов А. П. Структуры процессов и оборудования обработки резанием. Часть 4. Структуры оборудования обработки резанием // Вестник машиностроения. 2015. № 5. С. 63–77.
16. Бушуев В. В., Кузнецов А. П., Сабиров Ф. С., Хомяков В. С., Молодцов В. В. Состояние и направления развитие научных исследований в станкостроении // СТИН. 2015. № 11. С. 12–20.
17. Бушуев В. В., Кузнецов А. П., Молодцов В. В. Инновации в проектировании технологического оборудования // Инновации. 2015. № 8. С. 100–105.
18. Кузнецов А. П. О материалах в станкостроении //Станкоинструмент. 2019. № 1. С. 44–55.
19. Крахин О. И., Кузнецов А. П. Сплавы с памятью и их применение в технике. – М.: Янус-К, 2010. 212 с.
20. Lee C., Lee D., Cho H., Kang K. I. A New System Form Design Process Using QFD and TRIZ. 36th International Symposium on Automation and Robotics in Construction (ISARC 2019). PP. 913–920.
21. Drossel W.-G. et all. High performance of machining processes by applying adaptronic systems. 6th CIRP International Conference on High Performance Cutting, HPC2014. Procedia CIRP 14, 2014. PP. 500–505.
22. Jedrzejewski J., Kwasny W. Development of machine tool operational properties // Journal of Machine Engineering. 2015. V. 15. No. 1. PP. 5–24.
23. Jedrzejewski J., Kwasny W. Development of high performance of machine tool // Journal of Machine Engineering. 2009. V. 9. No. 2. PP. 5–30.
24. Roderburg A., Klocke F., Koshy Ph. Principles of technology evolutions for manufacturing process design. Procedia Engineering, 2001, 9. PP. 294–310.
25. Dong Keun Park, Jun Young Choi, Chi Hyuk Choi, Choon Man Lee. The Technical Trend and Future Development Direction of Machine Tools Spindle System by Patent Analysis // Journal of the Korean Society for Precision Engineering. Vol. 29. No. 5. PP. 500–505.
КУЗНЕЦОВ Александр Павлович –
доктор технических наук, профессор кафедры станков МГТУ «СТАНКИН»
Отзывы читателей
