Кафедрa TMM: роки, імена, події(до 85-річчя заснування)
М.А. Ткачук, д.т.н., проф., завідувач кафедри «ТММ та САПР» НТУ ”ХПІ”
(статтю взято зі збірки «Вісник НТУ “ХПІ”» 53’2005)
У рік 120-річчя від дня заснування Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут» закономірним є інтерес до історії його створення, до того, коли та яким чином розпочинали свою діяльність його кафедри та підрозділи.
У книзі «Історичний нарис. Харківський ордена Леніна політехнічний інститут імені В.І.Леніна», підготовленої до друку у 1968 році, наведено дані про те, що кафедра теорії механізмів та машин (ТММ) отримала свою нинішню назву у 1920 році після злиття Жіночого політехнічного інституту з Харківським технологічним, а з 1991 року стала називатися кафедра «Теорія механізмів, машин та роботів». Ці дані були наведені, ґрунтуючись на спогадах співробітників тогочасного інституту, оскільки багато архівних даних було втрачено, особливо при евакуації інституту під час Великої Вітчизняної війни. Під час вивчення архівів НТУ ”ХПІ” було знайдено штатний розпис Харківського механіко-машинобудівного інституту (ХММІ) за 1937 рік, де кафедра ТММ уже тоді була виділена окремим рядком як самостійний підрозділ ХММІ. Це дає нам можливість цілком обґрунтовано впевнено стверджувати, що рік утворення кафедри ТММ – 1920, хоча курс теорії механізмів та машин читався в університеті, починаючи з другого курсу, від дня його заснування.
Першим лектором курсу ”Прикладна механіка” (так називався курс до 1920 року), автором підручника ”Прикладна механіка”, що багаторазово перевидувався, був видатний вітчизняний учений професор Дмитро Степанович Зернов (1860-1922), який був ректором Харківського практичного технологічного інституту (ХТІ) у 1898-1902 р.р. Після його переведення до Санкт-Петербурга ректором політехнічного інституту, а також лектором курсу став Мухачов Петро Матвійович (ректор ХТІ з 1905 по 1917р.).
У 1903 році в ХТІ як викладач приходить Яков Васильович Столяров, який з 1912 року був обраний професором з курсу прикладної механіки та теорії побудови машин і зіграв істотну роль у розвитку сучасної структурної класифікації механізмів. За час роботи у ХТІ було видано його книги ”Вчення про міцність” (1905 р.) та ”Загальний курс прикладної механіки” (1911 р.).
У різні роки на кафедрі працювали видатні вчені та педагоги професора Я.Л. Геронімус, І.Є. Любарський, Я.М. Майєр, А.А. Грунауер, доцент Ю.В. Епштейн та інші, що залишили глибокий слід у науці.
Група викладачів ХТІ у 1910 р. (Мухачов П. М. шостий у першому ряду)
Найбільший вплив в розвитку наукової школи з теорії механізмів і машин надав проф. Я.Л. Геронімус. З 1920 по 1930 р. він завідував кафедрою, а з 1948 р. керував Харківською філією семінару з теорії механізмів та машин Інституту машинознавства АН СРСР, який був гарною школою для багатьох вчених України.
Тут виступали з доповідями Б. С. Ковальський, Б. Л. Давидов, Б. М. Абрамов, К.В. Тір, С. М. Кожевніков, Ф. М. Діментберг, обговорювалися докторські дисертації В. Т. Середи, Л. І. Штейнвольфа, С. М. Куценка.
Я. Л .Геронімус опублікував близько 150 робіт з математики, теорії механізмів та машин, теоретичної механіки та історії механіки. Його праці з математики присвячені теорії ортогональних поліномів, а також поліномів, що дозволяють здійснити найкраще рівномірне наближення Чебишева. У монографії ”Теоретична механіка” він показав, що загальноприйняте формулювання принципу віртуальних переміщень неправильне, оскільки з неї випливає не тривалий спокій матеріальної системи, а лише рівновага сил у кожній точці системи в даний момент часу.
Роботи Я. Л. Геронімус з теорії механізмів і машин стосуються головним чином проблеми врівноважування і різних завдань кулачкових механізмів. Я. Л. Геронімус застосував метод Чебишева до завдань оптимального синтезу механізмів та знайшов низку важливих практичних додатків. Результати досліджень у галузі врівноваження узагальнені ним у монографії ”Про застосування методів Чебишева до завдання врівноважування механізмів”. Тут розглянуті постановка завдань найкращого середнього та найкращого рівномірного врівноважування, способи розвантаження підшипників та розрахунку врівноважуючої системи з двох противаг. Згодом його ідеї були розвинені Ю. В. Епштейном, Є. П. Рапотою, П. Н. Гартштейном, А. А. Грунауером.
Засідання Харківського семінару з теорії механізмів та машин
Інституту машинознавства АН СРСР у 50-ті роки
Розробки Я. Л. Геронімусу за кулачковими механізмами стали основою для вирішення багатьох завдань аналізу та синтезу. В одній із перших публікацій ”Знаходження профілю кулачка за заданим законом руху” ним було сформульовано умову опуклості кулачка у механізмі з плоским штовхачем, яке тепер увійшло до всіх курсів теорії механізмів та машин. Я. Л. Геронімус задовго до появи принципу максимуму розглянув завдання оптимального проектування кулачка.
”Нариси про роботи корифеїв російської механіки” Я. Л. Геронімус, у яких докладно описано внесок П. Д. Чебишева, Н. Є. Жуковського, І.А. Вишнеградського та інших вчених у науку про механізми, за повнотою охоплення наукових праць, глибиною аналізу результатів та бібліографічних даних задовольняють найвищі вимоги. Я. Л. Геронімус уважно стежив за розвитком нових напрямів у механіці машин та прикладної математики. Прекрасно володіючи математичним апаратом, він завжди вмів вибрати найпростіший і найефективніший метод вирішення технічного завдання.
З 1930 до 1938 р.р. кафедрою завідував проф. І.Є.Любарський, а з 1939 по 1941 р.р. – Проф. Я.М.Майєр, який почав створювати навчальну лабораторію кафедри теорії машин та механізмів. Цю роботу перервала війна.
Майєр Яків Мойсейович (1893-1988) – відомий вчений, спеціаліст у галузі тракторних та комбайнових двигунів. Закінчив Харківський технологічний інститут за спеціальністю ”Теплотехніка” 1924 р. Організатор вищої школи України, був ректором Харківського технологічного інституту 1928-1929 р.р. Директор Українського НДІ двигунів внутрішнього згоряння, директор та науковий керівник Українського науково-дослідного авіадизельного інституту. Пройшов важкий, але славний та плідний життєвий шлях. Учасник Першої світової війни. Перебував у австро-угорському полоні. У роки громадянської війни – політпрацівник – комісар штабу Наддніпрянської групи військ, завідувач політвідділу 17-ї кавалерійської дивізії, помічник начальника політуправління 12-ї армії. Голова ради комісарів вищих навчальних закладів м. Харкова, перший комісар Харківського технологічного інституту, від аспіранта до директора – такий шлях вченого-педагога. За його безпосередньої участі створено двигун для легендарного танка Т-34.
Під час Великої Вітчизняної війни Харківський механіко-машинобудівний інститут було евакуйовано до м. Красноуфимська. І вже 24 листопада 1941 р. на площах педагогічного училища та артілі “Червоний металіст” інститут відновив свою роботу. виконувачем обов’язків ректора було обрано проф. Я. М. Майєр.
Засідання Вченої ради ХММІ у м. Красноуфимську 1943 р.
20 жовтня 1943 р. розпочалися навчальні заняття у ХММІ після повернення інституту до звільненого Харкова. Відновлювальні роботи було закінчено лише до кінця 1945/1946 навчального року. Усі ці важкі для співробітників та студентів ХММІ роки кафедру ТММ очолював доц. Юлій Веніамінович Епштейн (завідував кафедрою ТММ з 1944 по 1968 р.), під керівництвом якого було відновлено та значно розширено учбову лабораторію. За його участю виконано низку робіт з врівноваження вугільних гуркотів, вуглемийного комбайна, паровозної парової машини. При цьому ефективно використовувалося найкраще рівномірне наближення функцій Чебишева. Згодом завдання врівноваження вирішувалися для живильників мартенівських печей, холодильних машин, двигуна самохідного шасі з урахуванням пружності рами.
На кафедрі зберігся екземпляр дисертації Ю.В.Епштейна “Врівноважування шарнірного чотиридзвінка та його деталей при ланках змінної довжини”, виконаної в 1943 р. в м. Красноуфимську, в евакуації.
Завдання синтезу кулачкових механізмів було поставлено копірів колісно-токарних верстатів, та був для бойових механізмів ткацьких верстатів. Використання змінених бойових механізмів приводу човника на найбільших ткацьких фабриках України призвело до підвищення продуктивності верстатів до 15%.
У 1950-1955 pp. на кафедрі проводилися роботи щодо підвищення міцності та точності зубчастих передач вугільних комбайнів, силових передач тепловозів та бортових передач тракторів. Подальший напрямок цих робіт – виявлення причин похибок при нарізуванні зубчастих коліс та вдосконалення методів їхнього контролю. На цій основі створено оригінальний прилад для комплексної перевірки зубчастих коліс, що впроваджено на одному з харківських заводів.
З 1968 по 1993 р. кафедрою ”Теорія механізмів та машин” завідував Грунауер Олександр Адольфович – відомий науковець, доктор технічних наук, спеціаліст у галузі проблем регулювання двигунів внутрішнього згоряння. У роки війни працював токарем, наладчиком на заводі танкової промисловості у Сталінграді та Барнаулі. Закінчив Харківський механіко-машинобудівний інститут у 1948 р. Після закінчення інституту працював начальником електростанції Вятсько-Полянського домобудівного комбінату (1948-1950 р.), на Харківському авторемонтному заводі (1950-1951 р.). З 1951 р. – на педагогічній роботі у ХПІ. Він є автором 80 друкованих праць (в т.ч. 3 монографії), які присвячені оптимальному синтезу механізмів та систем керування машинними агрегатами. З урахуванням зв’язку регулювання подачі палива з пружними системами трансмісії та підвіски розроблено рекомендації щодо покращення процесу розгону трактора.
Під його керівництвом проводилися роботи на теми: ”дослідження регуляторів вільно-поршневих генераторів газу” (завод ”Серп і молот”, ІПМаш); ”моделювання роботи ДВЗ із регулятором на пневмостенді” (завод ”Сардизель”); ”оптимальне профільування кулачкових механізмів паливних насосів дизелів з урахуванням міцності” (завод паливної апаратури, м. Маркс, Алтайський моторний завод (АМЗ), м. Барнаул, Ярославський моторний завод).
Колектив кафедри ТММ у 1963 р.
Дослідження природи сил тертя у регуляторах швидкості дизелів призвело до створення коректного математичного опису динаміки систем регулювання та методів кількісної оцінки сил тертя. Вивчення причин виникнення високочастотних коливань деталей регуляторів та методів боротьби з ними дозволило розробити ефективний демпфер з пружними динамічними зв’язками, що має налаштування власної частоти. Метою розвитку досліджень з автоматичного регулювання та управління є впровадження управління робочим процесом двигунів за допомогою мікропроцесорів.
Колектив кафедри ТММ у 70-ті роки.
Починаючи з 1980 р. на кафедрі формується новий науковий напрямок, пов’язаний із механікою роботів. Організовано лабораторію робототехніки. Завдання дослідження – вибір оптимальних законів управління, які забезпечують поліпшення динамічних показників роботів за точністю та швидкодією. Удосконалюючи конструкцію схвата, вдалося досягти самоцентрування деталі, вирівнювання зусиль між двома захватами для довгих деталей, зниження відстані між деталями в касеті.
Під керівництвом проф. Ізюмського В. П. велися госпдоговори за такими напрямами: “Розробка конструкції робота для обслуговування зони поховання 4-го блоку Чорнобильської АЕС” (ІМіС, м. Харків); “Проектування маніпулятора для обслуговування токарних та фрезерних верстатів” (Харківське конструкторсько-технологічне бюро, м. Харків); “Розробка та дослідження математичної моделі перспективного зразка холодильного обладнання зі зниженою віброактивністю”.
Колектив кафедри ТММ у 80-ті роки.
З 1966 до 1991 р.р. на кафедрі видавався Республіканський міжвідомчий збірник “Теорія механізмів та машин”, вийшло 50 випусків.
З 1991 по 2000 р. кафедрою теорії механізмів, машин та роботів завідував Новгородцев Валерій Олександрович – спеціаліст у галузі системного підходу до проектування механізмів, доктор технічних наук з 1987 р., академік Академії наук вищої школи України з 1994 р.
Зустріч Новгородцева В. О. (перший ліворуч) із співробітниками кафедри у 2005 р.
(зліва направо): ст. викладач Кротенко Г.О.,
зав. кав. ТММ з 2003 р. Ткачук М.А.,
викладач кафедри проф. Ізюмський В.П. (Перший праворуч)
Коло його наукових інтересів досить широке: динаміка та міцність машин, теорія механізмів та машин, розробка системного підходу до проектування механізмів, синтез багатоланкових важільних механізмів, використання сплайн-функцій при вирішенні різноманітних завдань теорії механізмів та машин. З 2000 року проживає за кордоном. Розробив та читав лекційні курси “Механіка роботів”, “Чисельні методи в інженерній практиці”. Забезпечив читані курси необхідною навчальною та методичною літературою. Був членом спеціалізованих вчених рад із захисту кандидатських та докторських дисертацій. Іноземний член Національного комітету України з ТММ (з 1994 р.).
Загребельний Валентин Миколайович – спеціаліст у галузі надійності деталей машин, кандидат технічних наук з 1970 р. Завідував кафедрою теорії механізмів, машин та роботів з 2000 по 2002 р. Академік підйомно-транспортної академії наук України (з 1998). Основні напрями наукової діяльності: теорія зачеплення та надійності зубчастих передач механічних трансмісій транспортних та технологічних машин.
З січня 2003 року кафедру очолює доктор технічних наук Микола Анатолійович Ткачук – спеціаліст у галузі динаміки та міцності машин.
На кафедрі розгорнувся новий науковий напрямок – спеціалізовані інтегровані системи автоматизованого проектування, дослідження та виготовлення машинобудівних конструкцій. З 2004/2005 навчального року відкрито підготовку спеціалістів зі спеціалізації „Комп’ютерне моделювання механічних систем” (спеціальність „Інформаційні технології проектування”). Кафедра проводить постійно діючі семінари та готує дистанційні курси з тематики розвитку та впровадження САПР у практику наукових досліджень, підготовки фахівців та у виробництво України.
Колектив кафедри у 2005 р.