книги из ГПНТБ / Повилейко Р.П. Архитектура машины. Художественное конструирование. Проблемы и практика

ное и технологическое оборудование средних габаритов, столь частое в последнее время на выставках в нашей стране. Машины эти, как правило, обладают цельной архитектурной формой, продуманной системой управления и обслуживания. Даже неспециалистам видна миниатюрность пропорций. Это связано с тем, что оборудование проектировалось для приме­ нения непосредственно в Японии, где средний рост рабочего — мужчины составляет 1635 мм, в то время как у нас в стране он равен 1680— 1700 мм.

В отличие от отечественных машин, где кар­ кас закрывается многими обшивками для раз­ дельного доступа к частям машины, японские имеют или одну штампованно-сварную обшив­ ку без единого зазора, или, в крайнем случае, не более трех, причем плоскостность и жест­ кость их достаточны, чтобы обшивка крепилась всего четырьмя винтами с никелированными го­ ловками. С точки зрения наладки и обслужива­ ния применение таких типов обшивок спорно, но и нельзя не признать, что именно они создают определенное чувство доверия к конструкции, заставляют думать о высокой ее надежности. В то же время вызывает удивление обилие блес­ тящих декоративных поверхностей. На этом фо­ не массовая никелировка крепежа теряет смысл ориентира для быстрого съема обшивок и при­ обретает откровенно рекламный характер.

Учет иллюзий при отработне форм

Увидеть — значит не обмануться. Это житей­ ское замечание относится к художественному конструированию в той области, которая со­ прикасается со зрительными иллюзиями. Для компенсации иллюзорных преувеличений от­ дельных особенностей формы, оцениваемой на глаз, приходится отходить от исходной формы, целенаправленно изменять ее, вызывая «обрат­ ные» иллюзии. В. Ван-Гог преднамеренно пре­ увеличивал размеры Луны раз в 10 на своих картинах: жертвуя геометрической точностью предметов, он достигал поразительного эсте­ тического эффекта. Необычайно удлинение человеческих фигур в картинах Эль Греко (XVI—XVII вв.). В недавние годы подоб­ ную манеру усвоил А. Модильяни и в некото­ рых своих работах П. Пикассо. Намеренные, в целях большего эстетического эффекта, иска­ жения реальных размеров изображаемого встречаются и в русской живописи.

В архитектурном проектировании, которое исторически предшествовало художественному конструированию, иллюзии зрения учитывались иногда с тщательностью. Ярким примером, под­ тверждающим роль зрительных иллюзий в ар­

Рис. 23. Эль Греко (1547—1615 гг.). «Святой Мартин»

(1599—1603 гг.). Национальная галерея. Вашингтон, США. Слева схема картины в пропорциях Эль Греко, справа — в «реальных» пропорциях.

точном понимании законов оптики и зритель­ ного восприятия. Считают, что именно в этом и заключен секрет гармонии линий и форм Пар­ фенона.

Проектируя машины, следует всегда пом-

нить об особенностях человеческого зрения. Установлено, например, что постоянной иллю­ зией глаза является переоценка вертикальных линий по сравнению о горизонтальными. Вер­ тикальная форма кажется зрителю длиннее равной ей горизонтальной. Квадрат произво­ дит впечатление прямоугольника, причем

ника, разделенного на две половины, выглядит крупнее нижней. Учитывать это приходится даже при печатании текстов. Переверните «верх ногами» страницу, и вы увидите, что верхняя часть буквы «з» значительно меньше нижней, в то время как в обычном положении они выглядят равными.

Для устранения иллюзии утонения, вогну­ тости, корсетности по диаметру вытянутых по вертикали цилиндрических предметов исполь­ зуется энтазис, или небольшое утолщение ци­ линдра в средней части. Энтазис в классиче­ ской архитектуре — плавное утолщение колон­ ны к середине, обычно на расстоянии 1/3 высоты от основания колонны. Наблюда­ телю кажется, что колонна упруго пружинит под нагрузкой, слегка раздаваясь в стороны. Если перенести взгляд с выпуклой поверхно­ сти на плоскую, то она покажется многим ощутимо вогнутой. Явление последовательного ощущения встречается на каждом шагу в

художественном конструировании и для того, чтобы по возможности уменьшить его влия­ ние; представляется оправданным выполнять поверхности, объемы в одном «ключе», не на­ громождая множества различных в стилевом отношении форм, плоскостей, материалов, цветов. I

Влияют на восприятие форм не только усло­ вия восприятия, цвет, освещенность, возни­ кающие зрительные иллюзии. Влияют на вос­ приятие масштаба и пропорций фактура по­ верхностей, пластика деталей (пропорции воспринимаются по-разному, если вычерчи­ вать узел толстыми или тонкими линиями), толщина и глубина детали (зрительно воспри­ нимаемые лицевые пропорции тонкого сталь­ ного листа иные, нежели толстой чугунной

личных геометрических фигур), насыщенность фона и окружения элементами, отвлекающими внимание наблюдателя, и др. Мозг вообще быстрее и правильней функционирует, когда зрение и прочие чувства освобождены от гру­ за мелких деталей.

Рис. 24. Примеры различных зрительных иллюзий.

ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ ПРЯМЫЕ ЗРИТЕЛЬНВ

ИЗГИБАЮ ТСЯ

т иихттти жзя нйпрйю мждт лит оигурл клжпся ш ш е пр.члт

Рис. 25. Учет зрительных иллюзий

при проектировании.

особенности зрительного восприятия. М., Госстройиз­ дат, 1954.

освоения новых конструкций машин. М., «Машинострое­ ние», 1964.

СИММЕТРИЯ В ТЕХНИКЕ

Симметрия— основные понятия

Греческое слово «симметрия» означает одно­ родность, соразмерность, гармонию. Противо­ стоит симметрии — асимметрия. Между при­ сутствием симметрии и отсутствием ее, т. е. асимметрией, наблюдают частичное нарушение симметрии идеальной — дисимметрию. Следует различать симметрию математически идеаль­ ную от зрительно идеальной, которая допуска­ ет приближенное соблюдение симметрии в пре­ делах ошибок восприятия и устойчивых зри­ тельных иллюзий. Симметрия — одно из наибо­ лее важных и простых средств композиции. Симметричная композиция показывает опера­ тору, что конструкция состоит из идентичных частей и обеспечивает формирование представ­ ления об их сходстве, т. е. создает установку на восприятие последующих форм. Экспери­ ментальные исследования показали, что вос­ приятие симметричных объектов характеризу­ ется более высокой скоростью по сравнению с асимметричными.

Плоскостью симметрии называется такая плоскость, которая делит, как бы разрезает или рассекает фигуру на две зеркальные рав-

■ D -

(x’'yT-laxfx1tyfha'y

p * a ( f cosip)

x-(A<a)co$f-acos№p

Puc. 27. Элементы симметрии в формах листьев и цвет­

ков, описываемые математически.

ные части, расположенные друг относительно друга. Число плоскостей симметрии , в фигуре Р характеризует ее порядок. В технике преоб­ ладает симметрия второго порядка 2Р. Ис­ пользование зеркальных принципов симметрии приводит поочередно к стандартизации дета­ лей узлов, а затем и к полной стандартизации узлов целиком. При односторонней ступице

появляются «левые» и «правые» детали, а при двухсторонней симметричной ступице изготов­ ление двух разных деталей становится излиш­ ним. Понятия ’правизны и левизны, т. е. деле­ ние на правое и левое, определяют термином энантиоморфизм. Частным случаем плоскости симметрии является линия симметрии.

Осью симметрии называется прямая линия, вокруг которой несколько раз повторяются равные части симметричной фигуры. В резуль­ тате поворота вокруг оси симметрии фигура должна самосовмещаться, т. е. совмещаться сама собой в пространстве. Число самосовмещений фигуры при повороте ее оси L на 360° называется порядком оси. Тела вращения (ци­ линдр, конус) обладают осями симметрии бес­

ленное множество таких осей °°£оо • Центром симметрии С называется особая

точка внутри фигуры, характеризующаяся тем, что любая проведенная через нее прямая по обе стороны от нее и на равных расстояниях встречает одинаковые (соответственные) точки фигуры. Центр и плоскость симметрии явля­ ются частными случаями более сложного по­ нятия инверсионной оси Lt\ причем Ln =С ;

Li2 = Р и т. д. до Ь1<ят

Трансляция Т представляет собой сдвиг или перенос фигуры параллельно самой себе. При­

меры переносной симметрии: транспортеры различных типов шаговые, лотковые со «спут­ никами» и др., цепочки одинаковых приборов, вытянутых на панели управления по горизон­ тали, вертикали или наклонной линии. Одно­ типные станки поточной или автоматической линии и др.

Плоскость скользящего отражения Р t пред­ ставляет собой совокупность плоскости сим­ метрии и одновременного параллельного ее поступания. Представьте себе ленту конвейера и рабочее место, скажем, слева от ленты. Сле­ дующее однотипное рабочее место расположе­ но справа от ленты, являясь зеркальным отражением .первого, но сдвинуто от места отражения на шаг «а». Третье рабочее место является зеркальным отражением второго, расположенного слева от ленты на расстоянии «а» от второго рабочего места и «2а» от пер­ вого рабочего места — елочка однотипных ра­ бочих мест.

Винтовая ось Lt представляет совокуп­ ность оси симметрии и действующего совмест­ но параллельного ей перемещения, трансляции. Существуют правые и левые винтовые оси (в технике аналогично правые и левые резь­ бы), и, кроме того, винтовые оси различают по величинам порядка от 1 до п. Винтовая ось 1-го порядка отвечает простой трансляции, поворот на 360° возвращает систему в исход-

ное положение, пример — однозаходная резьба. Примерами L 2, 3, 4-го порядков соответст­ венно являются 2, 3, 4-заходные резьбы. Вин­ товая ось присутствует не только в деталях с резьбами, отражается она на компоновке ряда вибробункеров, шариковых приводов и т. д.

В симметрии подобия считаются «равными» не только действительно равные фигуры, но и все подобные им, т. е. все фигуры одной и той же формы, например, члены параметрических рядов различных узлов, машин, механизмов, приборов, станков и т. д., отличающихся друг от друга не компоновкой и не формой, а толь­ ко размерами. Операции симметрии подобия представляются своеобразными аналогиями трансляций, отражений в плоскостях, поворо­ тов вокруг осей с той разницей, что здесь од­ новременно увеличивается или уменьшается масштаб подобных фигур и расстояний между ними. Примером трансляции симметрии подо­ бия могут быть подшипники одного парамет­ рического ряда, выстроенные в выставочную линию. Примером винтовой оси симметрии по­ добия в природе служит расположение посте­ пенно уменьшающихся к вершине ветвей по винтовой оси вокруг конического ствола дере­ ва. Простая трансляция симметрии и трансля­ ция симметрии подобия практически характе­ ризуют основные признаки одного из важней­ ших понятий теории архитектурной компози-