Плитки Иогансона

Когда-то давно, ещё в прошлом тысячелетии, когда я учился в школе, попалась мне одна книга (убей, не помню и автора, на название!), и там была описана одна интересная сцена.

Привожу примерно, ибо многое забылось.

11 постов!
©Эпонимы и Мы

Дело происходило в царские времена, на заводе. Один молодой управляющий решил докопаться до старого мастера, почему это он фигнёй занимается - только и знай, что какие-то пластины гладит.

Причём по многу часов - одни и те же. Стал придираться, мол, дурака валяешь, работать не хочешь, что ли?!!

Старый мастер ухмыльнулся, а потом сложил две пластины вместе и сказал: "На, разлепи!"

Управляющий и так, и этак - ничего не получается! Тогда он выругался в сердцах и убежал...

(Если кто вспомнил по описанию само произведение - подскажите, буду очень признателен!)

А дело вот в чём.

Судя по всему, в книге речь шла о ПЛИТКАХ ИОГАНСОНА - специальных пластинах, которые служат для предельно точных измерений, калибровки измерительных приборов и пр.

Дело в том, что если вы попробуете измерить толщину какого-нибудь металлического листа, диаметр цилиндра или длину стержня, точность будет во многом зависит от того, насколько гладкими окажутся поверхности измеряемого тела. И чем менее они шероховаты, тем выше будет точность.

Но фишка в том, что чем более ровную и гладкую поверхность имеют два тела, тем труднее будет их разъять.

Поняв это, шведский инженер Карл Эдвард Йоханссон предложил оригинальное решение для определения точности измерений.

Он создал набор металлических тел с идеально (точнее - максимально) гладкими плоскими поверхностями, которые можно было собрать в комбинацию необходимого размера.

Его подход отличался от принятых тогда тем, что обычно ставку делали на некие стандартные, эталонные калибры, а у него эти изделия, фактически, можно было создавать самому, подбирая из комплекта.

Такой "конструктор" был гораздо удобнее набора из тысяч самых разных стандартных калибров, поскольку предоставлял возможность в короткое время самому собрать то, что нужно в данный момент.

А если точнее, как подсчитал сам изобретатель, набор измерений, состоящий всего из 102 так называемых концевых мер длины, разделённых на серии с разной степенью точности, может дать не менее около 20 000 различных значений измерений с разницей измерений в размере всего 0,01 мм.

К сожалению, самое слабое звено в этом проекте представляли собой именно соединения между сборными элементами - надо было соединить их с минимальным зазором. Но для этого требовалось создать максимально гладкие поверхности, а чтобы обработать металл до такой степени, не подходили даже хорошие шлифовальные станки.

Иогансон решил проблему по-своему - то есть просто создал такой станок дома, использовав швейную машинку ЗИНГЕР своей супруги. И в свободное от основной работы время занялся шлифовкой своих пластин.

Жена, кстати, вовсе не обиделась на это, а наоборот - помогала мужу, доводя поверхности до зеркального блеска, пока глава семейства отсутствовал.

В итоге был создан тот самый набор ПЛИТОК ИОГАНСОНА, а также сам измерительный прибор, рабочие поверхности которого были не менее гладкими, а конструкцию автор держал в тайне. Просто ему надо было сначала получить патент на своё изобретение.

И вот тут, как ни странно, возникла проблема: в 1898 году Патентное бюро Швеции не стала рассматривать заявку Йоханссона, поскольку не обнаружило в ней никакой новизны, а также не поняло, что же тут надо патентовать - метод изготовления мер, сами плитки или измерительный прибор.

Разобрались с этим лишь спустя 3 года, в результате автор получил патент SE patent No. 17017 "Gauge Block Sets for Precision Measurement" ("Измерительные блоки. Наборы для прецизионных измерений"). Ещё через год tvs выдали ещё и английский патент.

Только после этого на изобретение обратили внимание инженеры других стран. ПЛИТКИ ИОГАНСОНА стали покупать в Бразилии, Японии, США и пр.

Его система измерения была успешно представлена на выставке в Париже 1903 года, где она получила серебряную медаль.

В 1907 группа ученых во главе с профессором Американского Национального Бюро Стандартов провели исследование точности созданных Иогансоном блоков и вынесли заключение: размеры плиток имели отклонения 0,00005 - 0,00010 миллиметра, а шероховатость и отклонение от плоскостности их исполнительных поверхностей находилась в диапазоне 0,000004 - 0,0000008 миллиметра.

В дальнейшем аналогичное исследование было проведено в Париже, и там подтвердили необыкновенную точность изготовления пластин и потрясающую чистоту их поверхностей. В современной классификации она составляла высший, 14-й класс.

В 1908 году тот самый Август Бринелль, главный инженер Ассоциации шведских производителей металлических изделий, представил систему Йоханссона Королевской Академии наук Швеции, а самого изобретателя наградили престижной шведской наградой.

Ещё через год ПЛИТКИ ИОГАНСОНА приобрёл Генри Лиланд, американский инженер, изобретатель и промышленник, основатель автомобильных компаний Cadillac и Lincoln.

Причём он был настолько высокого мнения об изобретателе, что так прямо и заявил: "Существуют только два человека, перед которыми я снимаю шляпу. Первый - президент Соединённых Штатов, второй - мистер Иогансон из Швеции".

Что интересно, до поры Иогансон продолжал оставаться наёмным работником, а свою собственную компанию CE Johansson AB создал только в 1911 году. Эмблема у неё была красноречивая.

Увы, все планы по развитию производства прецизионных изделий перечеркнула Первая мировая война, точнее, последовавшая за нею экономическая депрессия.

Выйти из неё Иогансон смог лишь благодаря сотрудничеству с Генри Фордом, который в 1923 году купил у него компанию C.E. Johansson Inc и стал производить ПЛИТКИ ИОГАНСОНА в Детройте. Они очень пригодились при создании нового автомобиля Ford Model в условиях возросшей конкуренции. А сам изобретатель снова стал работать на дядю. Только теперь это был очень богатый дядя, который очень уважал его, как отличного инженера.

К слову, создать точно такой же набор, как у Иогансона, самому долгое время не представлялось возможным, ибо автор изобретения постарался сохранить в тайте технологию шлифовки поверхностей.

По крайней мере, в Советском Союзе производство этих сборных эталонов впервые было налажено на Тульском и Сестрорецком заводах только в начале 30-х гг., а в дальнейшем - на инструментальных заводах "Калибр" (Москва) и "Красный инструментальщик" (Киров).

Но, если вспомнить то, с чего я начал эту статью, думается, что-то подобное умели делать и раньше. Просто оно не было оформлено в виде законченной идеи, применимой для измерения чего бы то ни было.

Карл Эдвард Иогансон, он же Иохансон (15 марта 1864 - 30 сентября 1943) – шведский инженер-механик, изобретатель.

Родился в провинции Уппланд, Швеция, в семье рабочего лесозаготовок. Закончив школу, уехал в США, где несколько лет работал в мастерских и проходил практику в машиностроении, а также учился в колледже Густава Адольфа в Санкт-Петербурге, штат Миннесота.

После этого, в 1885 году, Иогансон вернулся на родину, устроился работать в механическую мастерскую в Эскильстуне и прошел там техническое обучение, а в 1888 году поступил на городской оружейный завод Карла Густава, где стал мастером по контролю коррозии металла. Ему было поручено руководство заводским производством специальных машин, инструментов и мер контроля. Там он и заинтересовался проблематикой точных измерений.

Говорят, главное достоинство АК-47 в том, что в его конструкции очень большие допуски, из-за чего оружие легко переносит купания в грязи и песке, поскольку при наличии множества щелей песок и вода ему совершенно не опасны, автомат исправно стреляет и его механизмы работают безотказно.

Но, видно, в западной культуре иные традиции - там как раз очень нужны были специалисты, способные доводить детали до единого стандарта с минимальными допусками, а в этом деле измерительные приборы очень нужны. Этим-то и озаботился Иогансон.

Что было дальше - вы уже знаете.

P.S. Любопытный факт: изделия Иогансона были настолько точны и безупречны, что помогли прийти к согласию в споре, чей дюйм лучше - американский (25,4000508 мм) или британский (25,399977 мм).

Выяснилось, что в США стандарт длины рассчитывался для температуры 20 °C, в Великобритании - для 17 °C. Калибровочные блоки Иогансона имели унифицированный номинальный размер 25,4 мм при эталонной температуре 20 °C с точностью до нескольких частей на миллион обоих официальных определений.

А поскольку к 1912 году Плитки Иогансона стали настолько популярны, что де-факто превратились в стандарт для производителей в обеих странах, это привело к тому, что отраслевые индустриальные ассоциации приняли 25,4 мм Иогансона в качестве стандартного «промышленного дюйма» как в Великобритании (1930 г.), так и в США (1933 г.)

Это согласие было закреплено в Международном соглашением о ярдах и футах 1959 года, где дюйм был зафиксирован на уровне 25,4 мм во всем мире.

ВСЁ!