КАК СЧИТАЮТ МАШИНЫ

НЕУТОМИМЫЕ РЕГИСТРАТОРЫ

В самых различных отраслях науки и техники, в нашем быту встречается великое многообразие счётчиков. Они учи­тывают расход газа и электричества, в любой момент точно указывают число километров, которые прошёл автомобиль или мотоцикл, подсчитывают стоимость проезда пассажирам такси, считают количество деталей, движущихся на заводском конвейере.

Счётчики — основной элемент любой счётной машины.

Как по своему назначению, так и по устройству, счётчики настолько разнообразны, что на страницах этой книги невоз­можно рассказать даже об основных из них. Поэтому мы остановимся только на тех, которые имеют непосредственное отношение к механизированному счёту. И сразу оговоримся: в дальнейшем под понятием «счётчик» подразу­мевается устройство для счёта цифровых в е-
личин, автоматически производящее передачу десятков.

Как же осуществить автоматическую передачу десятков? Конструкторы отвечают на этот вопрос по-разному, но боль­шинство решений принципиально сводится к одному: каждый разряд счётчика представляется в виде счётной шестерёнки, имеющей десять зубьев, один из которых длиннее или толще других (рис. 2).

И единица в разряде десятков. Задача автоматической пере­дачи десятков решена.

На рисунке 2 видно, что счётная шестерня входит в зацепление не непосредственно, а через промежуточную шестерню. Без неё шестерня единиц, вращаясь по часовой стрелке, заставила бы шестерню десятков поворачиваться в обратном направлении. Благодаря же промежуточной шестерне всё получается так, как надо: шестерня единиц вра­

Щается по часовой стрелке, промежуточная — против и шестер­ня десятков—снова по часовой стрелке.

По принципу, о котором мы рассказали, устроены счётчики первичного учёта или, как их ещё называют, счётчики-ре­гистраторы. Только цифры

У них написаны не непо­средственно на счётных ше­стернях, а на наглухо скре­плённых с ними цифровых

Рьс. 3. Счётчик-регистратор. Рис. 4. Храповое соединение.

Колёсах. Счётчики-регистраторы имеют довольно широкое распространение и обычно соединяются с какой-либо движущей­ся частью машины, каждый ход которой поворачивает рычаг счётчика, увеличивая его показания на единицу. Возможность суммирования обеспечивается применением храпового колеса и храповика для передачи движения от рычага к цифровому колесу. Этот вид соединения встречается в самых различных механизмах, от маленьких ручных часов до гигантских землеройных машин, и заслуживает некоторого внимания.

По окружности храпового колеса расположены зубья. Каждый зуб с одной стороны закруглён, а с другой — прямой.

Храповик, или, как его ещё называют, собачка, — деталь, име­ющая форму клина. При вращении храпового колеса в одну сторону храповик, прижимаемый к колесу пружиной, свободно скользит по пологой поверхности зубцов. Только лёгкий трес:с сопровождает движение — это храповик перескакивает с зуба на зуб.

При вращении храпового колеса в обратную сторону картина будет совсем иной. Упираясь прямой площадкой зуба в храповик, храповое колесо увлекает за собой колесо, на котором укреплён храповик, заставляя это колесо вращаться одновременно с храповым колесом.

Таким образом, нетрудно заметить, что при вращении храпового колеса в одну сторону движение его не передаётся, но зато оно обязательно передаётся при вращении в противо­положную сторону.

На рисунке 5 мы видим разряд единиц счётчика. Рычаг соединён с цифровым колесом храповым соединением. Но ход рычага ограничен: он может отклоняться-только на угол в 36°, поворачивая цифровое колесо на 1110 оборота (первое положение). Поворот рычага, — ив окошке появилась цифра 1. Сделав своё дело, рычаг под действием пружины возвратился в исходное положение, а цифровое колесо осталось в покое (второе положение).

Новый поворот рычага заставит цифровое колесо про­должить вращение, и общая величина его поворота будет равна сумме двух углов в 36°. В окошке появилась цифра 2 (третье положение). При новом отклонении рычага появится цифра 3 и так далее, то-есть цифровое колесо будет суммировать единицы.

Возможность отклонения рычага только на угол в 36° не позволяет счётчику суммировать различные числа, даже однозначные. Элементарная задача 2 —3 для него уже непосильна.

Очевидно, что если дать возможность рычагу отклоняться на различные углы, цифровое колесо получит возможность поворачиваться на любой заданный угол и счётчик будет суммировать в один приём не только единицы, но и различные однозначные числа. Для суммирования мнбгознач - ных чисел надо сделать такой же привод ко всем разрядам счётчика, обеспечив управление поворотом цифровых колёс десятков, сотен, тысяч и т. д.

Задача эта впервые была решена в 1642 году, когда Блез Паскаль, впоследствии известный французский физик и математик, в то время ещё восемнадцатилетний юноша, построил счётную машину.

Хотя на этой машине и можно было складывать много­значные числа, однако передача их в счётчик должна была вестись поразрядно. Сначала устанавливались и передавались в счётчик единицы, затем десятки, сотни и т. д. В один приём воспринять всё число из-за несовершенного механизма передачи десятков счётчик не мог. Поэтому, с современной точки зрения, машина Паскаля представляет собой переход­ное звено от счётчика-регистратора к счётной машине.

За трёхсотлетний период существования «машинной матема­тики», особенно за последние полвека, производство счётных машин превратилось из экспериментов одиночек-изобретателей в важную отрасль машиностроения.

Чтобы не запутаться в многообразии счётных машин, раз­личных по конструкции и назначению, классифицируем их, постараемся ещё лучше уяснить себе термины, с которыми мы уже отчасти сталкивались, и узнаем новые, которые ещё встретятся на последующих страницах книги.

Машина должна знать, что считать, поэтому ей необходимо выдать задание — установить числа, подлежащие счёту. Это — первый этап.

Второй этап — передача установленных чисел в счётчик. Выполняя эту операцию, мы поворачиваем циф­ровые колёса счётчика на заданные углы, в результате чего происходит процесс счёта,

Установка чисел в машинах различных конструкций про­изводится по-разному: поворотом установочных дисков (как в машине Паскаля), передвижением рычагов (как у арифмо­метра), а чаще всего нажатием клавиш установочной клавиа­туры. Последний способ в настоящее время вытеснил остальные, так как оказался наиболее удобным.

Приспособления для передачи чисел в счётчик тоже разнообразны. Это — качающиеся рычаги, шестерни с пере­менным числом зубьев, ступенчатые валики, пропорциональ­ные рычаги и так далее. Об основных из этих устройств для установки и передачи чисел в счётчик будет подробный рассказ впереди. Сейчас важно уяснить себе другое: каково бы ни было приспособление для установки чисел, но если задание устанавливает чело­век, то, значит, перед нами — представитель класса машин с ручной установкой чисел.

Среди разнообразных машин этого класса есть предназна­ченные для сложения, и хотя многие из них могут также производить вычитание, — их называют суммирующими. Другие наиболее производительны при делении и умножении
(однако на них могут выполняться все четыре действия ариф­метики) — их называют вычислительными.

Второй большой класс составляют машины с автома­тической установкой заданных чисел. Это в первую очередь счётно-записывающий автомат-табулятор, ра­ботающий в комплексе со вспомогательным оборудованием.

И, наконец, третий класс — математические маши - н ы, которые иногда называют машинами «с высшим образова­нием», применяемые для сложных научных и инженерных расчётов. Они уже не ограничиваются четырьмя действиями арифметики. Им доступно даже решение задач высшей мате­матики, механики, теплотехники и других наук. О некоторых нз этих необычных машин мы будем говорить дальше.