Технические усовершенствования

Больших успехов в области строительства гидротехнических сооружений добился русский изобретатель К.Д. Фролов (1726-1800) (см. документ № 25 хрестоматии) на Колывано-Воскресенских рудниках Алтая. В 70-х гг. XVIII в. на Алтае перешли к разработке серебряных руд, залегавших на более глубоких горизонтах. Для увеличения количества добываемой руды Фролов разработал проект строительства комплекса водо-действующих установок.

К.Д. Фролов построил плотину высотой 17,5 м, шириной по верху 14,5 м, в основании – 92 м, длиной 128 м, создававшую необходимый напор воды. По специальной штольне в 443 м и каналу длиной 96 м вода поступала на первое гидравлическое колесо диаметром 4,3 м, приводившее в движение пилу для распиловки древесины. Затем вода разделялась на два потока: один шел к Преображенскому руднику, а другой по подземной выработке длиной 128 м подавался к рудоподъемному колесу Екатерининского рудника. Это колесо обеспечивало подъем руды с горизонтов 45 м, 77 м и 102 м. В течение одного часа с глубины 102 м поднимались 12 бадей весом 30 пудов каждая. Подъемная машина обслуживалась 12 рабочими.

От колеса вода по выработке длиной 64 м направлялась к двигателю водоотливной установки. Диаметр колеса достигал 17 м. Передача движения насосам осуществлялась с помощью штанги, помещенной в специальной выработке длиной 45 м. Вода насосами откачивалась с глубины 213 м. Для установки колеса К.Д. Фролову пришлось под землей создать специальную камеру.

После водоотливной установки вода шла по выработке к гидравлическому колесу Вознесенского рудника, которое приводило в движение как рудоподъемную, так и водоотливную установки. Диаметр колеса Вознесенского рудника превышал 15,6 м. Для подъема руды Фролов построил четковый рудоподъемник, обеспечивавший подъем руды с глубины 60 м.

В числе самородков российской технической мысли – А.К. Нартов (см. документы №№ 22-24), И.И. Ползунов (см. документы №№ 27-28 хрестоматии), И.П. Кулибин (см. документы №№ 29-37 хрестоматии).

7.6. Контрольные вопросы:

1. Система светского образования в России во второй половине XVII в.

2. Технизация образования при Петре I.

3. Создание системы демократического образования в МГУ Петром I.

4. Методическое обеспечение учебного процесса в России.

5. Основные направления деятельности С.-Петербургской Академии наук.

6. Роль иностранных ученых в накоплении научных знаний в России в XVIII в.

7. Вклад российских ученых в отечественную науку XVIII в.

8. Президенты С.-Петербургской Академии наук.

9. Собирательская деятельность С.-Петербургской Академии наук.

10. Педагогическая деятельность С.-Петербургской Академии наук.

11. Востребованность практической астрономии в России в знаний в России в XVIII в.

12. Вклад российских ученых в отечественную науку XVIII в.

13. Взаимосвязь математики и механики в трудах Л. Эйлера.

14. Развитие неорганической, физической, аналитической и органической химии в России в XVIII в.

15. Борьба между нептунизмом и плутонизмом в отечественной геологии.

16. Роль географических и биологических знаний для развития российских материалистических научных традиций.

17. Роль прикладных разработок научных знаний в приобщении российского населения к техническому образованию.

 

Техника эпохи промышленного переворота 1760-1870 гг. (см. документ № 38 хрестоматии)

 

Рабочая машина является главной частью развитой совокупности машины, которая непосредственно воздействует на предмет труда и целесообразно изменяет его форму. Машина-двигатель действует как движущая сила всего механизма. Передаточный механизм передает силу, развиваемую двигателем, рабочей машине.

К. Маркс различал два вида кооперации машин: простую кооперацию однородных машин и кооперацию разнородных машин, т.е. систему машин. Примером простой кооперации машин может служить ткацкая или швейная фабрика. Она состоит из множества однородных машин – механических ткацких станков или швейных машин. Система машин представляет собой кооперацию разнородных машин, при которой совокупность рабочих машин последовательно обрабатывает предмет труда.

8.1. Последовательность возникновения
машинного капитализма

Процесс перехода мануфактурного производства на рельсы машинной техники и мануфактурной организации труда к фабричной системе называется промышленным переворотом, или промышленной революцией. Первый этап промышленной революции был связан с появлением рабочих машин в текстильном производстве. Второй этап промышленной революции начался с изобретения универсального теплового двигателя, т.е. паровой машины. Третий этап промышленной революции был связан с созданием рабочих машин в машиностроении, т.е. с изобретением суппорта, или резцедержателя.

Первые рабочие машины в текстильном производстве

В конце XVII - начале XVIII вв. в Англии наряду со старой шерстяной промышленностью начинает интенсивно расти сравнительно новая отрасль текстильного производства – хлопчатобумажная. В хлопчатобумажной промышленности Англии в середине XVIII в. господствовала свободная конкуренция. В прядении использовалась самопрялка конца XVII в., в ткачестве – еще более древний ручной станок.

В 1733 г. английский рабочий-суконщик Дж. Кей изобрел механический (самолетный) челнок. Дж. Кей предложил челнок-самолет для выработки широких тканей на ткацком станке, обслуживавшемся одним человеком. Предложение Дж. Кея дало возможность усовершенствовать ручную прокидку челнока. Челнок-самолет применялся до 60-х гг. XVIII в. В хлопчатобумажной промышленности челнок Дж. Кея стал вводиться лишь к концу 60-х гг. XVIII в.

Первые рабочие машины

В 1773 г. Уайатт построил модель прядильной машины, на которой была выпрядена первая «хлопчатобумажная нить без помощи человеческих пальцев». Конец расчесанной ленты хлопка помещают «между двумя валиками или цилиндрами, которые вследствие своего вращательного движения и пропорциональной скорости этого движения увлекают подвергаемый прядению хлопок или шерсть. В то время как этот хлопок или шерсть правильно проходят между обоими цилиндрами, последовательный ряд других цилиндров, вращающихся со все большей скоростью, вытягивает их в нить какой угодно толщины». Машина Уайатта состояла из трех основных частей: вытяжного, крутильного и наматывающего механизмов.

В 1740 г. Пауль и Уайатт организовали небольшую прядильню в Бирмингеме, которая имела одну прядильную машину. Первая рабочая машина медленно внедрялась в производство. Она требовала уже механического двигателя, тогда как мелкие мануфактурные и кустарные мастерские, занимавшиеся прядением, не были приспособлены для громоздкой двигательной установки.

Одним из первых задачу машинного прядения в 60-х гг. XVIII в. решил ткач Дж. Харгривс, который создал в 1764 г. вторую рабочую прядильную машину, назвав ее в честь дочери «дженни». Машина Дж. Харгривса была ручной самопрялкой, но она имела рабочую часть – вытяжной аппарат. На своем станке Дж. Харгривс расположил ряд катушек с намотанными на них расчесанными лентами хлопка и соединил их с рядом веретен, приводимых в действие от общего ручного привода. Между катушками с волокнами (ровницами) и веретенами он поместил зажим. При помощи зажима вытягивалась ровница. Затем она скручивалась вращающимися веретенами. Число оборотов веретен было меньше, чем число оборотов катушек. В результате нить не только скручивалась, но и наматывалась на катушки. Руку прядильщика Дж. Харгривс в своей машине заменил зажимом, или прессом, в котором одновременно можно было зажать не одну, а несколько ровничных нитей. «Дженни» имела существенные недостатки, причем главный из них заключался в том, что на машине Дж. Харгривса можно было производить только тонкое прядение, т.е. вырабатываемая на «дженни» пряжа не обладала большой крепостью. Механик Вуд перенес зажимный пресс с каретки на неподвижную раму и установил веретена на двигающуюся каретку. Лента (предмет труда) заняла пассивное положение, а роль веретена (рабочего инструмента) в машине была активизирована.

В 1769 г. на прядильную машину особой конструкции взял свой первый патент Р. Аркрайт. Изобретение Хайса-Аркрайта явилось лишь удачным сочетанием вытяжного механизма машины Пауля-Уайатта с крутильно-наматывающим аппаратом обыкновенной самопрялки. Именно возрождение забытого метода вытяжки пряжи при помощи вращающихся цилиндров, приводимых в движение механической силой, обеспечило машине в 60-х гг. XVIII в. ведущую роль в хлопчатобумажном производстве.

В период с 1774 по 1779 гг. Кромптон сконструировал станок, в котором соединил вытягивающие валики машины Р. Аркрайта и веретенную каретку машины «билли». Свою машину Кромптон назвал «мюль-машиной».

Завершающим моментом развития рабочих прядильных машин в эпоху промышленного переворота является изобретение английским механиком Р. Робертсом в 1825-1830 гг. сельфактора или автоматической мюль-машины. Р. Робертс снабдил машину Кромптона самодействующим прибором-квадрантом, который автоматически регулировал скорость вращения веретена при намотке спряденной нити. Сельфактор заменил труд высококвалифицированных прядильщиков.

Проблема очистки хлопка-сырца от семян была разрешена американцем Э. Уитни, который изобрел в 1793 г. специальную хлопкоочистительную машину.