Рубрика: История ткачества
Применение парового двигателя
Просмотров: 4789
В середине 80-х гг. XVIII в. начинается переход в хлопчатобумажном производстве от гидравлического к паровому двигателю. Мысль об использовании механических свойств пара для получения полезной работы занимала не один десяток умов техников и ученых на протяжении многих столетий. Еще древнегреческий механик Герон (II в. до н. э.) сконструировал любопытный прибор — эолипил, в котором реакцией выходящей из трубок струи пара производилось вращение полого шара. В XV в. знаменитый Леонардо да Винчи, интересовавшийся, кажется, всеми отраслями техники, оставил проект пушки, стрелявшей ядрами, вылетавшими под давлением пара. В технических сочинениях XV11 в. «паровым машинам» начинают уделять все большее и большее внимание. Итальянцы де-ля-Порта и Бранка, француз Соломон де-Ко, англичанин Ворчестер дают на протяжении этого столетия последовательно описание паровых приборов, предназначенных, главным образом, для подъема воды в фонтанах, водонасосных станциях и т. д. Все эти попытки, однако, не имели практического значения. Научная история паровой машины начинается работами французского физика Папена, впервые приступившего к серьезному изучению физических свойств пара.
Однако устроенный Папеном паровой цилиндр, в котором опускавшийся под атмосферным давлением поршень производил подъем груза, был еще совершенно непригоден для практических целей.
В 1698 г. английский офицер Томас Северн берет патент на паровой насос, в котором всасывание воды в рабочий резервуар машины производилось атмосферным давлением, а последующее нагнетание ее в вышестоящий бассейн — непосредственно давлением упругого пара. Эта машина была установлена в ряде английских шахт для откачки подземной воды. Около 1709 г. английский кузнец Ньюкомен значительно усовершенствовал паровую машину, вводя опять поршневой и атмосферный принцип, но при значительно более рациональной конструкции, чем у Папена. Паровая машина Ньюкомена, улучшенная в дальнейшем в деталях механиком Смитоном, получила широкое применение в английской горной промышленности, но почти исключительно как насос для подъема воды. Она не вызвала, поэтому, никакой революции в технике мануфактурного производства (здесь и не было нужды в паровом двигателе) и мирно просуществовала две трети века, пока, наконец, в эпоху промышленного переворота гений Джемса Уатта не преобразовал ее в «универсальный мотор» новой фабричной индустрии.
В 1769 г. Уатт — механик университета в Шотландском городе Глазго — берет свой первый патент на паровую машину, в которую он ввел важное усовершенствование по сравнению с конструкцией Ньюкомена. Уатт стал производить сгущение пара не в самом цилиндре, как это делалось раньше, а в особом изобретенном им сосуде, т. е. в конденсаторе. Благодаря этому температура внутри цилиндра не изменялась и не приходилось тратить тепло на ее восстановление после охлаждения, происходившего при конденсации пара внутри цилиндра в старых машинах. Вскоре Уатт вводит второе усовершенствование — использование для рабочего хода поршня, вместо атмосферного давления, непосредственно упругой силы пара.
Уатту пришлось, однако, ждать почти 10 лет, прежде чем ему удалось построить паровые машины в натуральном размере: ни один из тогдашних металлообрабатывающих заводов Англии не в состоянии был освоить технику рассверливания нужных для нового парового двигателя цилиндров. Только изобретение в 1775 г. Джоном Вилькинсоном цилиндро-расточного станка дало возможность достигнуть той степени точности в расточке стенок чугунного цилиндра, которая была необходима для правильного функционирования машин Уатта.
В 1775 г. Уатт добивается через парламент продления своей патентной привилегии на 28 лет и, вступив в соглашение с инженером-предпринимателем Болтоном — владельцем металлообрабатывающего завода в Сохо (близ Бирмингама), налаживает производство паровых машин для целого ряда предприятий (главным образом для шахт и рудников).
Блестящий подъем хлопчатобумажной промышленности в 70х— гг. вызывал потребность в двигателе, который освободил бы производство от его географической ограниченности и был бы более мощным, чем водяное колесо. Но для того, чтобы стать таким двигателем, паровая машина должна была превратиться из простой насосной установки (какой еще продолжала в это время оставаться машина Уатта) в двигатель, способный приводить в движение десятки и сотни рабочих станков и аппаратов. Приспособить паровую машину для фабричных целей — это значило, прежде всего, найти способ превращать качательное движение балансира (к концам которого были прикреплены штанги поршня цилиндра машины и поршня рабочего насоса, откачивающего воду) во вращательное движение вала, соединяющего двигатель с рабочими машинами. В трех своих патентах, взятых в 1781, 1782 и 1784 гг., Уатт излагает различные способы такого превращения, пока, наконец, не останавливается на шатунно-кривошипном механизме. Наиболее важными усовершенствованиями, введенными им в это время в паровой двигатель были:
1) машина двойного действия, работавшая расширением пара, выпускаемого попеременно в верхнюю и нижнюю часть цилиндра, и обеспечившая вдвое большую механическую работу пара и
2) «параллелограмм Уатта» — механизм, при помощи которого можно было передавать рабочие усилия балансиру при движении поршня вверх и вниз.
Патент 1784 г. открыл собой эпоху широкого промышленного применения паровой машины. «Великий гений Уатта», говорит Маркс, «обнаруживается в том, что патент, взятый им в апреле 1784 г., давая описание паровой машины, изображает ее не как изобретение лишь для особых целей, но как универсальный двигатель крупной промышленности» (Маркс, Капитал).
С середины 80-х гг. английские хлопчатобумажные фабрики начинают вводить у себя паровые машины. Первой бумагопрядильней, на которой была установлена в 1785 г. машина завода Уатта и Болтона (двойного действия с ротационным движением) явилось предприятие Робинсонов в Папльвике. В 1787 г. паровой двигатель появляется на прядильной фабрике Палза в Варрингтоне и на трех фабриках в Ноттингеме. Среди крупных фабрикантов, одним из первых заказавших себе паровую машину, был знакомый уже нам Роберт Пиль (1787 г.) (Chapman, The Lancashire cotton Industry). В центре хлопчатобумажной промышленности — Манчестере — паровой двигатель появился в 1789 г. на предприятии Петра Дрингвотера. Аркрайт, пытавшийся раньше использовать в качестве двигателя для прядильных машин ньюкомгновские атмосферные машины и неудовлетворенный их работой, устанавливает в 1790 г. на своей Ноттингемской фабрике паровую машину Уатта, заменившую скоро водяное колесо и на других его фабриках (Ure. The cotton manufacture).
Благодаря внедрению паровой машины в текстильное производство, была, наконец, создана необходимая для крупной капиталистической промышленности энергетическая база, обеспечившая техническое единство системы рабочих машин, проводившихся в действие одним двигателем.
Вернуться к оглавлению книги «Очерки истории текстильной техники» Цейтлина Е. А.
Последние материалы этого раздела:
- Обрядовые песни как неотъемлемая составляющая быта предков
- Планы дальнейшего роста
- Создание мощной сырьевой базы
- Научно-исследовательская работа
- Текстильное машиностроение
Считаете, что пропустили статью? Не беда!
Загляните в оглавление рубрики История ткачества.
