1 февраля «Институт Механики имени профессора В.И.Гольдфарба» ИжГТУ имени М.Т.Калашникова отмечает 30-летний юбилей*. «Институт Механики» — признанный лидер в нашей стране и за рубежом в области изучения, разработки и внедрения в различные области техники спироидных передач и редукторов.
История института тесно связана с его руководителями, учеными, научными сотрудниками, студентами — самого ценного капитала и самой большой гордости! С 2020 года институт возглавляет доктор технических наук, профессор Евгений Семенович Трубачев. Он рассказал, как появился этот институт при университете, что там исследуют, какие результаты получают и как наука становится призванием.
— Евгений Семенович, как всегда, давайте обратимся к истокам: с чего всё началось для научной школы и для Вас лично?
— Научная школа в области зубчатых передач является традиционной для нашего университета — так же, как традиционной для нашего региона была и во многом остаётся отрасль редукторостроения. Настолько традиционной, что зубчатое колесо на эмблеме нашего Университета является главным, узнаваемым всеми, символом техники.
Главным (конечно, не единственным) объектом изучения и внедрения является для нас спироидная передача, первая разновидность которой была изобретена в США в 1954 г. Уже в конце 50-х гг. вышла первая статья преподавателя Ижевского механического института, доцента Бориса Дмитриевича Зотова, посвящённая исследованию спироидной передачи, а в 1962 г. Николай Сергеевич Голубков защитил первую в СССР (и, кстати, в мире) кандидатскую диссертацию на тему исследования «червячно-спироидных» передач. В наш век Интернета и мгновенно распространяющейся информации много ли мы знаем таких технических новинок, которые, появившись на другом конце света, стали столь глубоко исследоваться в российской провинции? Ну, а к 90-м годам ижевских специалистов-зубчатников уже хорошо знали в СССР, и главным из них был мой учитель, профессор Вениамин Иосифович Гольдфарб.
Мои же личные «истоки» немного странные. Инженером-механиком, я стал, можно сказать, случайно: в юности больше грезил географией и спортивной статистикой... но так получилось, что поступил в «Механ». Здесь всерьёз занимался волейболом (был капитаном команды ИМИ), за что отдельное спасибо тренеру Владимиру Михайловичу Лукину. По окончании ИМИ в 1992 г. с подачи декана РТ-факультета, профессора Ивана Кузьмича Пичугина, благоволившего волейболистам, я попал в научную школу профессора В.И. Гольдфарба — вот и это стало решающим «подарком судьбы». Можно сказать, что такая цепочка не очень связанных друг с другом событий поспособствовала выбору научного направления.
Признаюсь, первое время, когда проф. В.И. Гольдфарб давал читать литературу по теории зубчатых зацеплений, и мне довелось участвовать в организованных им научных конференциях российского и международного уровня, у меня появилось стойкое убеждение, что всё это понять невозможно, сам мудрёный язык этой области технической науки казался мне «птичьим». Стремительный прорыв, «открытие глаз» случились через два-три года после начала занятий, и —«всё заверте...».
Ключевая роль во всём этом, конечно, была роль профессора Гольдфарба. На фоне всеобщего упадка 90-х он инициировал многие определяющие процессы в науке ИМИ-ИжГТУ: интеграция российской и международной зубчатой науки, в 1994-м году появилось научное подразделение Институт механики, и одновременно— инновационное производство зубчатых передач и редукторов, интегрированное с образовательным и научным процессами.
Заниматься наукой у Вениамина Иосифовича было интересно, это буквально затягивало: интересные и новые задачи, молодой дружный коллектив увлеченных своим делом преподавателей кафедры, аспирантов и студентов. За период 1995 — 2004 гг. было защищено 13 кандидатских и 5 докторских диссертаций (в среднем почти 2 диссертации в год!). Среди учеников профессора Гольдфарба были такие известные в нашем вузе люди, как профессора А.С. Кунивер и О.В. Малина, канд. техн. наук Н.В. Исакова, А.И. Абрамов, Е.И. Попова и многие другие. А нашими наставниками и сподвижниками В.И. в организации науки и производства в вузе — также большие профессионалы и очень интересные люди — доценты Н.С. Голубков, Ю.В. Пузанов, инженеры Э.К. Шибанов, В.А. Ивайкин...
— Как Вы считаете, с 2020-го, когда вы возглавили Институт, произошли какие-то изменения в его работе: круг интересов и тем?
— Я возглавил институт сразу после того, как ушёл из жизни Вениамин Иосифович Гольдфарб. До этого — почти 20 лет был его заместителем по научной работе. Изменения, которые произошли за этот период нельзя назвать революционными. Напротив, можно сказать, они являются продолжением многолетней тенденции в нашей научной школе, заложенной проф. В. И. Гольдфарбом ещё в 90-х.
Эта тенденция очевидна — практическая реализация научных разработок в области зубчатых передач и редукторов. Теория зубчатых зацеплений, являющаяся фундаментом для техники зубчатых передач, в основных своих положениях почти с исчерпывающей полнотой разработана во второй половине ХХ-го века (хотя, уверен, изобретательные и настойчивые умы найдут возможности развития и фундаментальной части нашей науки). Обобщая, можно сказать, что в настоящее время речь идёт, главным образом, об эффективном приложении разработок. Для нашей научной школы это — производство в малом инновационном предприятии «Механик». Именно на нём, на его потребностях сосредоточены усилия сотрудников школы.
Но нужно обязательно отметить, что эта улица — не с односторонним движением. Есть обратный процесс: практическая производственная деятельность является постановщиком задач для науки. Ведь наша отрасль — техническая наука, вообще, и «зубчатая» её часть, в частности — конечно, имея большой теоретический фундамент, является прикладной, и тесная взаимная связь с практикой является краеугольным камнем актуальности и эффективности научных разработок. Рискну утверждать, что именно этого, к сожалению, во многом не хватает отечественной технической науке. Преодоление этого разрыва есть, на мой взгляд, — первоочередная задача нашей промышленности и вузовской науки.
Что же до наших последних интересных и важных «зубчатых» тем, они, в основном, связаны с замещением зарубежной техники и технологии: например, проектирование и технологии производства передач редукторов сельскохозяйственного и транспортного (автотранспорт, специальный транспорт) машиностроения. Некоторые области отечественной промышленности чуть менее, чем полностью, обеспечивались зарубежными техническими (конструкции, виды передач) и технологическими (методы обработки, станки, инструменты) решениями и поставками, причём, как правило, из так называемых «недружественных» стран.
Мы предложили и продолжаем предлагать наши решения, основанные практически целиком и полностью (начиная с видов передач и методов их расчёта) на наших компетенциях и нашей технике. Яркий пример — большой проект по реверс-инжинирингу группы редукторов комбайнов производства завода «Ростсельмаш». Важнейший момент, осязаемый нами в жёсткой конкурентной борьбе «на собственной шкуре»: решения должны быть конкурентоспособными, не худшими, чем заменяемые аналоги по техническим (размерам, нагрузочным характеристикам) и производственным (себестоимости, производительности, точности) характеристикам. Если раньше многие недоработки и отставание сходили с рук, теперь наши заказчики (и все мы, как потребители), стали более взыскательными, и это правильно, это является общей тенденцией отечественной экономики. Техническая наука должна этому соответствовать.
— На вооружении института — самая передовая техника, новейшие аппараты, приборы?
— Наше материальное обеспечение — это, главным образом, оборудование малого инновационного предприятия «Механик». Среди новейших единиц оборудования — ряд зубообрабатывающих станков с ЧПУ отечественного и белорусского производства, прошедших модернизацию под новые схемы и методы обработки зубьев, разработанные в нашей научной школе, а также ряд измерительных установок, стендов для испытаний передач и редукторов и исследования процесса контактного взаимодействия зубьев.
— Сколько за эти 30 лет Институт получил авторских свидетельств и патентов?
— Всего — свыше 30 патентов на разные виды передач, редукторов, способов их производства. Признаюсь, многие разработки существуют внутри научной школы, не получая формальных свидетельств о новизне, но мы точно знаем, что они являются эксклюзивными, нашими «ноу-хау». Так случилось, что процессы их генерирования, разработки и внедрения более интересны, чем оформление патентов. Не знаю, хорошо это или плохо.
— Говорят у Института есть своя научная библиотека?
— Да, и, пожалуй, она является самой большой библиотекой специализированной литературы в области зубчатых передач в России. Большей частью она собрана профессором В. И. Гольдфарбом, часть досталась по наследству от другой традиционной научной школы ИМИ/ИжГТУ — Лаборатории спироидных передач, многие годы возглавлявшейся Анатолием Константиновичем Георгиевым (её передала нам его вдова — Светлана Владимировна Езерская).
— Расскажите, пожалуйста, о последних проектах Института
— Практически все новшества непрерывно внедряются, развиваются, открываются с новых сторон, ставят новые научные и технические проблемы. Приведу три примера разработок последних 3-5 лет.
QN-передача. Внешний вид её появился в 1999 г. в патенте двух российских специалистов И. М. Егорова и Б. Ш. Иофика. Её профиль напоминает нотный знак «четвертная нота» (Quarter Note по-английски — поэтому мы так её и назвали). Передача была надолго забыта, пока мы не предложили специальным образом локализовать контакт. Это резко улучшило свойства зацепления и позволило применить закалённую сталь взамен бронзы в качестве материала колеса. А это, в свою очередь, обеспечило значительно большую прочность передачи и (обратная сторона вопроса) и позволило снизить размеры и массу редукторов по сравнению с вариантами, содержащими традиционную червячную передачу. Испытания и последующее внедрение в серийное производство подтвердили наше первые теоретические предположения. Процесс доводки решения продолжается и касается совершенствования геометрии зубьев, вида и способа смазывания, конструктивного исполнения редукторов.
Новая технология зуботочения зубьев спироидных, червячных и конических зубчатых колёс. Зубообработка, вообще, — не самый желанный «подарок» для производства, она, в частности, означает появление большого комплекса работ по проектированию, производству и эксплуатации сложного зуборезного инструмента. Эти проблемы на порядок усложняются, когда в производстве есть десятки или даже сотни разных типоразмеров зубчатых передач (наш случай). Они решаются более или менее безболезненно и относительно дёшево, когда производство крупносерийное или массовое, как у наших конкурентов, работающих на весь мировой рынок. При мелкой серии (наш случай) решения проблемы обычно становится дорогим и, понятное дело, ложатся на себестоимость конечных изделий. Именно это стало мотивом для нашей разработки, и преодоление этого стало главным результатом её внедрения.
Наш новый метод — применение сборных обкаточных резцовых головок, содержащих твёрдосплавные пластины. В сегодняшнем нашем производстве метод большей частью вытеснил собой червячное зубофрезерование. Разработка потребовала создания методов расчёта передач и инструмента, создания конструкций и технологий производства для последнего, модернизации станков и систем управления ими, исследования и отладки новых операций зубообработки.
Внедрение спироидной передачи взамен конических и гипоидных передач с круговыми зубьями. Нужно сказать, что техника и технология двух последних передач А) являются, пожалуй, самыми сложными и дорогостоящими в «зубчатой» области, вообще, и Б) наша страна выпала из списка стран, генерирующих и распространяющих новинки в этой области (мы, как и все другие, вынуждены покупать их у «недружественных» стран). Используя новые методы синтеза нагруженных многопарных спироидных передач и новую технологию их производства, мы активно продвигаем отечественную альтернативу.
Сегодня можно говорить о двух уже состоявшихся внедрениях в эту область техники — взамен конических и гипоидных редукторов трубопроводной арматуры и сельского хозяйства. В обоих случаях удалось снизить размеры и стоимость изделий. И опять же работы по совершенствованию и расширению внедрения этой техники будут продолжаться, благо потребность в этом есть.
— Сколько сегодня в Институте сотрудников? Есть ли среди них студенты, аспиранты?
— Всего в Институте механики имени профессора В. И. Гольдфарба 11 сотрудников. Если же прибавить коллектив разработчиков МИП «Механик», то общее число сотрудников, занимающихся НИОКТР в нашей научной школе, составляет 28 человек.
Понятно, что многогранная работа в инновациях, упомянутых в ответе на предыдущий вопрос, и других, рискну утверждать, уникальных в зубчатой отрасли, — это забота и труд целого коллектива. Руководители разных направлений у нас — это старшие научные сотрудники А. С. Кузнецов, А. М. Санников, младший научный сотрудник К.В.Богданов.
Высококвалифицированные разработчики: мл. науч. сотрудник Т.В.Савельева, инженеры-конструкторы Т.А.Пушкарева, Д.В.Вахрушев, Д.К.Журавлёв, С. Д., Колчин, Г.С.Горбунов, М.П.Надеина, С.В.Несмелова, А.И.Шуткина, Е.А.Самарина, М.Ю.Холмогорова, аспирант В.К.Грязев, магистранты А.А.Митрошин и Н.И.Дешина, студенты-заочники Г.К.Григорьев, С.А.Зайцев, Д.А.Грохов. Также подчеркну, что почти все мы — выпускники нашей кафедры «Конструкторско-технологическая подготовка машиностроительных производств», так что, можно сказать, подготовка инженерных и научных кадров поставлена на поток.
Кстати, о студентах и привлечении их к науке. Вот уже 20 лет главным инструментом проектирования и исследования зубчатых передач является для нас большой программный комплекс «SPDIAL+», уникальный в своём роде в мире зубчатой науки. Так вот, в его создании в общей сложности приняли участие более 25 человек, и подавляющее большинство — студенты! Возвращаясь к Вашему первому вопросу: конечно, именно этот опыт 90-х и нулевых — и разработки математических моделей, и их реализации, и организация мини-коллектива разработчиков стали, пожалуй, решающими в окончательном выборе дела моей жизни. Надеюсь также, что этот пример может воодушевить кого-то из начинающих учёных и студентов.
— О чем мечтает директор института в юбилей?
— Кроме множества конкретных планов и надежд, которыми нас манит жизнь и работа, и о которых предпочитают до поры молчать, боясь спугнуть удачу, есть и общая — не совсем мечта — скорее, пожелание или ожидание. Я очень хочу, чтобы внутри научной школы, в российской «зубчатой» отрасли, в российской технике и вузовской науке, в целом, сохранялись и развивались соревнование идей и разработок и профессиональная среда, которые генерируют новые личности и новые решения, делают интересной жизнь и являются основой развития.
Нельзя, конечно, сказать, что этого сейчас нет, но, как обычно, хочется большего, поскольку мы помним иные времена и видим, насколько всё это сейчас необходимо. Мы, конечно, прикладываем к этому усилия.
Кроме сказанного, продолжая дело, начатое нашим учителем, профессором В.И. ольдфарбом, мы организуем российские и международные научные мероприятия. За последние 10 лет нами инициировано 4 сборника трудов, изданных в «Springer» (известнейшее международное научное издательство) и включивших статьи ведущих российских и зарубежных специалистов в области зубчатых передач и редукторов, готовится к изданию 5-й. В мае 2024 г. состоится XI международная конференция «Теория и практика зубчатых передач и редукторостроения», в которой, пользуясь случаем, приглашаю поучаствовать преподавателей, сотрудников, студентов и аспирантов ИжГТУ.
Наконец, в конце прошлого года мы открыли специализированный сайт о зубчатых передачах с историей развития научной отрасли, персоналиях, текущих событиях. Это большая и неотъемлемая часть нашей работы, ею руководит канд. техн. наук, доцент Наталья Александровна Бармина.
Очень надеемся, что всё это даёт и будет давать свои плоды на общее благо, вызовет интерес и у научного сообщества, и у промышленности, и у новых молодых и инициативных людей. Конечно, сжатые рамки интервью не позволяют сказать многого — об истории школы, её основателе В. И. Гольдфарбе, вкладе многих людей в её появление и развитие, интересных темах и публикациях. Приглашаю всех заинтересовавшихся — на страницы нашего сайта!
* 1 февраля — день рождения и самого основателя «Института Механики» Вениамина Иосифовича Гольдфарба (1941 — 2019). На раритетном фото — 1962 год, защита диплома выпускника ИМИ, и — будущего профессора, доктора технических наук, Заслуженного деятеля науки УР и РФ, Почетного профессора ИжГТУ, вице-президента Международной Федерации по теории машин и механизмов (IFToMM), организатора Первой всемирной студенческой олимпиады по ТММ — и прочая, прочая, прочая...
