Развитие машинной индустрии в период промышленной революции XVIII-XIX вв.

В ремесленном производстве человек непосредственно воздействовал на предмет труда при помощи простых орудий, применялись преимущественно машины-двигатели, употребляемые при второстепенных и подготовительных процессах производства. Переход от мануфактурного производства к машинному, был осуществлен с изобретением и применением рабочих машин. Крупная машинная индустрия исторически сменила мануфактуру не сразу, а в течение определенного периода времени, различного в разных странах по времени осуществления и длительности. Внедрение рабочих машин позволило поднять производительность труда. Они заменили руки рабочего, более того, создали возможность почти неограниченно расширить количество инструментов, одновременно воздействующих на предмет труда. Но техника изготовления машин даже в наиболее передовых странах была ручной, следовательно, машины производились медленно и в малых количествах. Ручной труд не мог разрешить многих технических задач. После крушения феодализма стала быстро развиваться крупная машинная капиталистическая промышленность. Буржуазия создала грандиозные производственные силы. Основой новой формы организации общественного производства стала капиталистическая фабрика.

Характерной чертой техники этого периода явилось изобретение и распространение в основных отраслях промышленности рабочих машин, являющихся качественно новым явлением в истории техники. Таким образом, промышленный переворот или промышленная революция - это процесс перехода мануфактурного производства к фабричной системе. И разделяется этот процесс на несколько этапов. Первый этап связан с появлением рабочих машин.

Постройка железных дорог, паровозов, вагонов, пароходов шла очень быстрыми темпами и требовала соответствующих механизмов для изготовления тяжелых и больших поковок. В 1784 г. в Англии Уатт предложил использовать энергию пара. И в 1839 г. Джеймс Несмит сконструировал, а в 1842 построил паровой молот, который и до настоящего времени сохранил свои основные конструктивные черты.[6-с.8] Благодаря ряду ценных качеств (достаточная быстроходность, возможность применения для ковки любой по габаритам и весу поковки, удары легко регулируются по силе и скорости, поверхность после ковки чистая и ровная) паровые молоты получили очень широкое распространение. Дальнейшее конструирование и развитие паровых молотов шло по двум основным направлениям: повышение низкого КПД и специализации для выполнения отдельных кузнечных операций.

Возрастающая сложность машин требовала увеличения мощностей, скоростей, а также надежности и точности работы механизмов. По мере внедрения машин во все новые отрасли промышленности к машиностроению предъявлялись все более и более повышенные требования. Второй этап начинается с изобретения универсального теплового двигателя, т.е. паровой машины. После изобретения рабочих машин и создания теплового двигателя основной задачей становится техническое перевооружение машиностроения. Наступает третий этап промышленной революции. Машиностроение становится основой крупной машинной индустрии.

Особенностью техники машиностроения 30-40-х годов XIX века является повышение точности производства. Английский станкостроитель Иосиф Витворт изобретает первую измерительную машину и вводит калибры. Ему принадлежит идея стандартизации резьбы на винтах. Человек создает машины для передвижения, переносящие его по земле, воздуху, морю. Первым наземным самоходным средством был огромный трехколесный экипаж с паровым двигателем и скоростью передвижения 5 км/час, построенный в 1769 году французом Николя Кунье. Первая машина, работающая на бензине, была создана в 1887 году немцем Готлибом Дайшлером и в 1895 англичанином Ланчестером усовершенствована пневматическими шинами и колесами со спицами. С этого времени развитие автомобиля пошло очень быстро. В 1903 году заработал первый в мире завод по массовому изготовлению автомобилей, построенный американским инженером Генри Фордом. С этого времени начинается век автомобилей.

Первые танки появились в Англии незадолго до первой мировой войны. Английское слово tank обозначает пустой механический резервуар. В 20-х годах американский конструктор У. Кристи сконструировал танк, который мог передвигаться как на гусеницах, так и на колесах, что существенно увеличило его скорость. Но настоящая революция в танкостроении произошла с изобретением легкой и прочной брони, что позволило снизить вес и одновременно увеличить скорость и техническую оснащенность. Одним из лучших танков в мире считается советская машина Т-34, ее спроектировал конструктор Н. А. Астров, а двигатель для нее был создан под руководством авиаконструктора А. А. Микулина.

Изобретателем первого самолета был офицер русского военно-морского флота А. Ф. Можайский. В июле 1882 года состоялся первый полет человека на аппарате тяжелее воздуха. Самолет Можайского имел все основные части, присущие современным самолетам: фюзеляж - деревянную лодку, двигательно-паровую поршневую машину, три четырехлопастных винта, прямоугольное крыло, хвостовое оперение, рули поворота и высоты, а также колесные шасси.

В 1881 году появились гидравлические прессы - машины для ковки крупных поковок, не вызывающие сотрясений и шума при работе. Деформирование металла производится постепенным приложением давления. Благодаря высоким технологическим качествам гидравлические прессы стали вытеснять тяжелые молота.

В кузнечном производстве широкое распространение находят кривошипные кузнечные машины: горизонтально-ковочные, вертикально- ковочные, вертикальные кривошипные прессы, гибочные прессы, машины для холодной высадки и ножницы для холодной резки металла.

Машиностроение, снабженное мощной энергетической базой и оснащенное рабочими машинами, позволило наладить бесперебойный выпуск самых разнообразных машин и снабдить ими все отрасли производства.

В результате технических изменений машиностроение к 70-м годам XIX века превратилось в отрасль фабрично-заводского производства. По характеру продукции часть заводов сосредоточилась на производстве машин одного какого-либо рода (текстильные, паровые, металлообрабатывающие и т. д.), а часть производили машины для других разнообразных целей (приборы, инструмент и т. д.). Передовой страной машиностроения того времени была Англия. Со второй половины XIX века начинает складываться крупная машиностроительная промышленность США и Германии. Слабее она развита во Франции, Австро-Венгрии, России, Италии и других странах, запоздавших с капиталистическим развитием.

В результате третьего этапа промышленного переворота машиностроение овладело техникой производства машин машинами, что позволило быстро и в необходимом количестве изготавливать машины для всех отраслей промышленности и транспорта. Но и уникальные моменты имели место, так, например, отливка массой 600 тонн - чугунный шабот (основание) для самого мощного в то время молота, с массой падающих частей - 50 тонн для свободной ковки - была изготовлена в России в 1875 году.[2-с.164] Для отливки шабота - гиганта на Мотовилихин - заводе в Перми был построен огромный литейный цех. Двадцать вагранок в течение 120 часов непрерывно плавили металл, три месяца остывал шабот, затем был вынут из формы и с помощью рычагов и блоков передвинут к месту расположения молота.