Второй этап реставрации уникальных механизмов в государственном музее-заповеднике "Петергоф"

Рис. 3. Остаточная погрешность формы контактной поверхности, мм, с учетом влияния погрешности упругих деформаций после чернового (а) и чистового (б) точения в зависимости от изменения величины силы резания

Чистовую обработку коллектора производят в сборе с якорем, базируя по центровым отверстиям вала, поэтому податливость технологической системы будет определяться суммарной податливостью передней и задней бабки, а также суппорта:

+ —

Лтб Лб

Обрабатываемая заготовка имеет высокую жесткость, поэтому ее податливостью можно пренебречь.

На рис. 3 представлены возможные значения остаточных погрешностей формы в зависимости от перепада значения силы резания на операциях чернового и чистового точения.

Анализ графиков показывает, что после чернового точения остаточная погрешность формы

может доходить до 80 мкм, а после чистового точения — может превысить допустимую величину 15 мкм. Следовательно, процесс управления параметром точности на данном этапе состоит в том, чтобы назначить режимы резания, обеспечивающие требуемую силу резания и допустимую погрешность.

Разработанная методика может быть использована для оптимизации технологических параметров (глубина резания, подача и скоро-стьрезания) как основных факторов, оказывающих влияние на силу резания, для операций чернового и чистового точения. В качестве целевой функции может быть принята максимальная производительность. Техническими ограничениями будут допустимая погрешность формы, а также допустимые интервалы варьирования технологических параметров.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

лова, А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. 5-е изд., исправл // М.: Машиностроение-1, 2003. 944 е., ил.

С.Н. Павлов, Ю.Г. Попов, А.Г. Семенов

ВТОРОЙ ЭТАП РЕСТАВРАЦИИ УНИКАЛЬНЫХ МЕХАНИЗМОВ В ГОСУДАРСТВЕННОМ МУЗЕЕ-ЗАПОВЕДНИКЕ "ПЕТЕРГОФ".

ЗАГАДКИ, ИЗЫСКАНИЯ, ОТКРЫТИЯ, УСПЕХИ, ПЛАНЫ

Проблема реставрации Эрмитажа в государственном музее-заповеднике (ГМЗ) "Петергоф" окончательно сформировалась в 1946 году К этому времени был со всей ясностью оценен ущерб, понесенный в ходе вроде бы недлительной, но чрезвычайно разрушительной немецко-фашистской оккупации. Уникальное техническое творение петровского времени — подъемный стол на 14 персон в двухэтажном Эрмитаже — и практически все здание (за исключением чудом выстоявших несущих конструкций) были полностью разрушены (рис. 1 [1, 2]).

Содержанием первой, основной, реставрационной волны, прошедшей по историческим пригородам Санкт-Петербурга (Ленинграда), стало, естественно, восстановление исторически значимых зданий. Снаружи и изнутри (в том числе мебели и картин).

Отдельные механизмы славного культурного прошлого до поры-до времени оставались "законсервированными" в связи не столько с ограниченностью послевоенных ресурсов страны, вынесшей основные тяготы Второй мировой, сколько с отсутствием чертежей подъемного механизма и недостаточностью понимания его работы, хотя начальные попытки восстановить его были [3,4].

Начало XXI века ознаменовалось и началом второй реставрационной волны: в определенной степени сработал "юбилейный момент". Настало время реставрации механизмов.

С чего начинать? И, главное, — как? В условиях, как теперь любят выражаться ученые, априорной неопределенности руководство ГМЗ поступило мудро: обратило свой взор на выросшую и уже проявившую себя к концу 90-х годов общественную организацию регионального масштаба "Творческий союз изобретателей" (ТСИ), базирующийся в основном на политехнической кадровой компоненте. ГМЗ заключил с ТСИ сначала "рамочный" договор о творческом содружестве, а затем в качестве конкретной его фор-

мы — договор (контракт) о реставрационных работах в части подъемного стола, от научно-исследовательских вплоть до полной реализации "в дереве и металле". К тому времени на втором этаже эрмитажного дворца стоял лишь муляж самого стола, исключительно для внешнего восприятия внутренней обстановки (рис. 2 [5]).

Правление ТСИ (председатель — кандидат физико-математических наук, госсоветник Санкт-Петербурга III класса Ю.Г. Попов) создало компактную группу изобретателей-реставраторов (в основном, работники разных подразде-

Рис. 1. Руина Эрмитажа после освобождения Петергофа от немецко-фашистской оккупации

Рис 2. Муляж подъемного стола как временное решение реставрационного комплекса

лений СПбГПУ), которая "засучив рукава" взялась за дело.

О первых проблемах, предположениях, версиях, не только технических, ной, понятное дело, экономических трудностях мы знакомили читателей в журналах НТВ СПбГПУ [6] и "Демиург" (также издаваемом в стенах СПбГПУ) [7].

Напомним кратко лишь характеристику "стартового капитала": немного эскизов, дававших представление о конструкции; ржавые детали (рукоятка, стойка и храповик) лебедки (одна из двух штатных) механизма подъема центральной части стола. Какие-либо чертежи, фотографии не сохранилось. Все предлагаемые упоминания о дворце и подъемном столе были разве что текстовые [1—5, 8—12].

Первое, что можно было сделать, (и самое простое ) — изготовить чертеж сохранившегося исторического элемента — лебедки. Кроме сохранения данных имеющегося элемента это дало бы возможность изготовить вторую.

Следующий этап хоть и не дал нового в восстановлении Петергофа, но "продвинул историю". После составления чертежей лебедки, фиксации точек установки подъемного стола и "перекапывания" русских источников оставалось только обратиться в Российскую национальную библиотеку — к иностранным источникам, а также письменно запросить музеи европейских государств.

После глубокого анализа книг и журналов удалось обнаружить в Европе несколько дворцов аналогичного назначения, с подъемными столами, многие из которых до сих пор сохранились. По-

явление в парках таких дворцов ("эрмитажей") связано с модой на уединение в Европе XVII века, формированию избранных кругов общества, а установка подъемного стола повышала значимость элиты, изолируя ее от слуг, находившихся на кухне первого этажа (кстати, эти социально-психологические явления в человеческом обществе весьма живучи и периодически усиливаются).

Анализ конструкций выявленных столов дал первые занятные выводы.

Во-первых, практически везде (в том числе в Вене) подобный стол встроен в конструкцию не эрмитажа, а дворца иного типа.

Во-вторых, европейские дворцы никогда не были столь масштабны, как российские. В этом нет ничего удивительного, учитывая русские национальные особенности: любовь к обильному застолью, гостеприимство и вообще широту русской души. Исследование этих сведений вызвало предположение, что конструкция подъемного стола была скопирована Петром I в ходе его юношеского путешествия по Европе. Однако дальнейший анализ показал ошибочность такой версии. Если в Европе стол рассчитан на четырех — на шестерых гостей, то петергофский сразу на четырнадцать.

В-третьих, если конструкция европейских столов проста и зачастую поднимается лишь сам стол, то в России подъему подлежит тарелка каждого гостя, независимо друг от друга, по звонку в колокольчик со шнурком сидящей на данном месте персоны (что ниже названо "индивидуальными тарелочными лифтами" шахтного типа), и центральный стол. То есть основной обед сопровождается дополнительным питанием уважаемого гостя по его заказу (у тарелки есть блокнот и карандаш).

Самостоятельность российской конструкции сквозит и в способе обращения господ на кухню. Европейские столы не предполагают обращения приглашенных к обслуге: либо колокольчик один, либо стол движется по заданной программе обеда (отсюда простота и "европейская" схожесть конструкций).

Российские столы дают каждому гостю связь с кухней, возможность выбрать блюдо, напиток. Это при таком количестве гостей! А в Царском селе стол рассчитан еще на большее число персон, и столов несколько, и стоят они раздельно.

Вывод: российская конструкция подъемного стола во дворце конструктивно сложнее, разра-

ботана для решения более сложных задач, чем во дворцах Европы, но при этом более продумана.

Было проведено сравнительное датирование появления подъемных столов в Европе и времени пребывания там Петра I, оно дало несовпадение этих дат и вообще поставило по очередности создания (приоритету) петергофскую конструкцию на первое место в Европе среди подъемных столов.

Ясно стало и то, что по образцу западных подъемных столов стол в Петергофском Эрмитаже не возродить.

Следующее важное событие в работе (уже как доказательство задним числом правильности основных концептуальных решений разработчиков) — неожиданное появление трех, возможно любительских и очевидно предвоенного времени, предположительно 30-х годов, черно-белых фотографий (из архива Казанцевой, через главного архитектора ГМЗ "Петергоф" А.Г. Леонтьева), на которых с разных ракурсов был снят первый этаж дворца с разобранным полом, но установленной конструкцией (рис. 3).

На них запечатлены основные виды нижней части подъемного стола с изображением внешних фрагментов подъемных механизмов центральной части стола и 14-ти "индивидуальных" тарелочных "лифтов" шахтного типа, а также колокольчиков системы сигнализации. При более внимательном рассмотрении (что и было сделано авторами посредством соответствующих компьютерных программ) удалось распознать даже отдельные детали механизмов и приводов, направляющих и фиксаторов.

Это была крупная находка. Снимки визуально соответствовали эскизам, и теперь по ним можно было делать новые эскизы, чертежи и трехмерные модели. Конечно, оставались вопросы: когда именно и при каких обстоятельствах (в связи с чем?) сделаны снимки, почему так разобраны конструкции здания, но относительно цел сам стол, почему снимки такого плохого качества?

Вопросы родили предположение, что снимки сделаны не в 30-х годах, а в самые последние моменты перед эвакуацией. Это объясняет их плохое качество, малое количество, некоторую поврежденность здания и неразобранность ходовых конструкций стола (на скобах, винтах и гвоздях — это видно на фотографиях).

Фотографии позволили гораздо более ясно представить конструкцию стола.

Рис. 3. Внешний вид подъемного стола

(один из трёх ракурсов), перед Великой отечественной войной

Далее из имеющихся архивных и прочих источников были сняты все ключевые размеры, а в Эрмитаже с несущих конструкций здания дворца были получены пересекающиеся размеры дворца и стола. В связи с этим пошли даже на временный демонтаж стола-муляжа (см. фото в статье [6]) и вскрытие полов на втором этаже (с новыми теоретическими и вещественными находками, в частности уточнением материалов направляющих тарелочных шахт, мелких чудом сохранившихся деталей, даже гвоздей петровских времен).

Теперь от исторической поисковой и научно-исследовательской работы (см. [13, 14]) перешли непосредственно к инженерно-изобретательской — созданию трехмерного электронного макета подъемного стола с параллельным восполнением облика утерянных деталей и спецификаций. Работа была сложной, так как требовала учесть влияние перспективы на отсутствующие детали, но это все-таки позволило составить полный комплект чертежей. Влияние перспективы скорее производило обратный эффект: искажение поверхностей на фотографии требовало нахождения коэффициента для верной отрисовки линии на чертеже).

После завершения ЗО- макета (рис. 4,5) были полностью разработаны пакеты чертежно-кон-структорской документации, не только на сам подъемный стол (полномасштабная конструкция), но и на масштабный (1:10) действующий его макет. Ибо концепция макета предполагала, естественно, ряд конструктивных упрощений, ограниченное , но все-таки применение современных материалов-заменителей (для обеспечения

Рис. 4. Компьютерный вариант схемы подъемного стола

Рис. 5. Трехмерный компьютерный вариант устройства подъемного стола

длительной безотказной работы в условиях относительно неквалифицированного технически персонала) и удешевление макета. Более того, был предусмотрен электромеханический привод механизмов (по ряду чисто демонстрационных соображений, с учетом массовости посетителей-пользователей, их психологии и богатого профессионального опыта музейных работников).

Работы над действующим макетом выполнялись в конце 2004 — начале 2005 годов инициативно, х е. еще до заключения финансового договора.

Что же касается натурного сооружения, то здесь такие "вольности" были уже неуместны: принцип максимальной исторической достоверности! Такой стол — не кухонная табуретка из универмага. Где-то специально ввели кривизну, грубость болтов.

Итак, перед постройкой самого стола стоило создать малогабаритную его модель, а уж потом приступать к постройке полномасштабного (натурного) объекта реставрации.

Примечательно, что в процессе работ, сопровождавшихся, как уже неоднократно подчерки-

валось, объективной необходимостью принимать свои инженерные решения уже на изобретательском уровне, был получен даже патент на изобретение [15].

Изготовление (своими силами, в рамках упомянутого договора) масштабного макета (фото рис. 6), введение его в строй (со всей строгостью приемки продукции, изготовленной по госзаказу) и успешная, уже длительная его эксплуатация (демонстрация многочисленным посетителям Эр-

Рис. 6. Действующий масштабный (1:10) макет подъемного стола

митажа) вселили еще большую уверенность и вдохновение в разработчиков и в руководство ГМЗ. Но, с другой стороны, сдвинуло открытие Эрмитажа —уже с действующим столом — на 2009 год...

Это яркое событие в культурной, историко-технической жизни Санкт- Петербурга, а значит и России в целом, состоялось 25 июля 2009 года в разгар музейного (с фонтанами) сезона и сопровождалось, как положено, торжественной процедурой открытия, с пресс-конференцией, многочисленными соотечественниками и иностранными гостями (фото рис. 7—14).

Уже при приемке и подготовке открытия была подтверждена работоспособность восстановленного шедевра — исторического механизма. Или, на языке летчиков-испытателей и космонавтов, "все системы функционируют нормально!", а на языке кораблестроителей — " В доброе плавание!"

Пользуясь случаем, авторы рекомендуют читателям и прежде всего коллегам-политехникам выбрать удобный для себя и своих близких свободный день и посвятить его ознакомлению с

Рис. 7. Общий вид стола со стульями на втором этаже Эрмитажа (ракурс 1)

Рис. 8. Общий вид стола со стульями

Рис. 9. Общий вид основания стола с подъемными механизмами при поднятой центральной части стола

Рис. 12. Вид стола при опущенной центрально столешницы (вид на тарелочные шахты)

Рис. 11. Место персоны за столом

Рис. 10. Общий вид основания стола с подъемными механизмами при опущенной центральной части стола

Рис. 13. Фиксация каната механизма подъема тарелки

Рис. 14. "Индивидуальные" колокольчики системы сигнализации (на первом этаже)

восстановленным памятником Механики Прошлого, впитать в себя дух величия российской инженерной мысли, дух творчества. Заодно дать воспитательный импульс детям и внукам, которых вы наверняка уже представляете в студенческой аудитории Политехнического.

На "стапелях" ТС И стоит уже следующий исторический механизм — лифт Александра 11 в Фермском дворце (парк Александрия) с ручным механическим приводом (валы, зубчатые колеса, червячные передачи...), о чем также сообщалось в статье [6]. Проект реставрации его был заторможен по ряду причин, включая сильный пожар на заключительных стадиях капитальной реставрации всего дворца.

Впереди на очереди — ряд других исторических механизмов Петергофа, нуждающихся в возрождении: подъемный мостик перед Эрмитажем, фонтан с механическими "зверушками" и др.

Попутно — еще одна мысль с вероятной практической перспективой. Не исключено, что на волне упомянутых российских традиций, по мере дальнейших трансформаций нашего общества, быта, по мере развития своеобразного капитализма возникнет и начнет на глазах пухнуть портфель заказов на подобные устройства со стороны не самых бедных граждан. Не исключены и зарубежные заказы.

И не будем унывать: разработки-то все-таки внедряются!

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ