III. Экономия в производстве двигательной силы, на передаче силы и на постройках

 

В своем октябрьском отчете за 1852 г. Л. Хорнер цитирует письмо известного инженера Джемса Несмита из Патрикрофта, изобретателя парового молота; в письме этом, между прочим, говорится:

«Публика очень мало знакома с тем, какое колоссальное приращение двигательной силы получается вследствие таких изменений системы и усовершенствований» (паровых машин), «как те, о которых я говорю. Сила машин нашего округа» (Ланкашира) «почти в течение 40 лет находилась под гнетом боязливой и полной предрассудков рутины, от которой мы теперь, к счастью, освободились. В течение последних 15 лет, в особенности же за последние 4 года» (следовательно, с 1848 г.), «имели место очень важные изменения в способе использования конденсационных паровых машин... В результате... те же самые, машины производят гораздо больше полезной работы при значительно уменьшенном потреблении топлива... В течение очень многих лет после введения паровой силы на фабриках этого округа полагали, что скорость движения поршня конденсационных машин может равняться приблизительно 220 футам в минуту, т. е. машина с 5‑футовым ходом поршня была уже заранее ограничена 22 оборотами коленчатого вала в минуту. Считалось нецелесообразным пускать машину быстрее; и так как все" механизмы были приспособлены к этой 220‑футовой скорости движения поршня, эта малая и бессмысленно ограниченная скорость господствовала во всей промышленности в течение многих лет. Наконец, вследствие ли счастливого неведения установленной нормы или же сознательно по инициативе какого‑то смелого новатора, была испробована большая скорость, и, так как результат оказался в высшей степени благоприятным, пример нашел себе подражателей; машине, как тогда выражались, отпустили вожжи, переделав главные колеса передаточного механизма таким образом, что паровая машина могла развивать скорость в 300 футов и более в минуту, в то время как механизмы сохраняли свою прежнюю скорость... Это увеличение скорости паровой машины является теперь всеобщим фактом, так как опыт показал, что при этом пе только та же самая машина даст больше полезной силы, но и самое движение вследствие увеличенной инерции махового колеса становится много регулярнее... При неизменном давлении пара и неизменном разрежении в конденсаторе получается больше силы вследствие простого ускорения движения поршня. Если бы удалось, например, паровую машину, развивающую при скорости поршня 200 футов в минуту 40 лошадиных сил, так изменить, чтобы ее поршень при том же давлении пара и разрежении делал 400 футов в минуту, то мы имели бы как раз двойное количество силы; а так как давление пара и разрежение в обоих случаях одинаковы, то напряжение отдельных частей машины, а следовательно, и опасность несчастных случаев при увеличении скорости, не увеличится сколько‑нибудь значительно. Вся разница сводится к тому, что теперь количество потребляемого пара увеличивается приблизительно в том же отношении, в каком возрастает скорость движения поршня, и, кроме того, несколько быстрее изнашиваются подшипники, т. е. части машины, подвергающиеся трению, но это едва ли заслуживает упоминания... Но, чтобы от той же самой машины получить больше силы путем ускорения движения поршня, необходимо сжечь больше угля под тем же самым паровым котлом или применять котел с увеличенной способностью парообразования, одним словом, необходимо получить больше пара. Это и было достигнуто, и котлы с большей способностью парообразования были приспособлены к старым „ускоренным“ машинам; благодаря этому последние во многих случаях доставляли работы на 100% больше. В 1842 г. начинает привлекать к себе внимание чрезвычайно дешевый способ производства силы пара в рудниках Корнуэлла; конкуренция в хлопчатобумажной промышленности вынуждала фабрикантов видеть в экономии главный источник их прибыли; значительная разница в потреблении угля, при расчете на один час и одну лошадиную силу, между корнуэллскими и другими машинами, а также чрезвычайная экономия, достигаемая применением двухцилиндровых машин Вулфа, заставили и в нашей местности выдвинуть на первый план вопрос об экономии горючего материала. Корнуэллские машины и машины с двумя цилиндрами Вулфа давали 1 лошадиную силу в течение часа при сжигании от 3'/г до 4 фунтов угля, в то время как машины в хлопчатобумажных округах потребляли обыкновенно 8–12 фунтов угля на одну лошадиную силу в течение часа. Столь значительная разница побудила фабрикантов и владельцев машиностроительных заводов нашего округа добиваться со своей стороны этой чрезвычайной экономии, употребляя средства, аналогичные тем, которые вошли уже в обычай в Корнуэлле и во Франции, где высокие цены на уголь заставляли фабрикантов по возможности сокращать затраты по этой накладной их предприятия. Это привело к очень важным результатам. Во‑первых, многие котлы, половина поверхности которых в доброе старое время высоких прибылей была не защищена от холодного внешнего воздуха, теперь покрывались толстым слоем войлока или кирпича и штукатуркой или другими материалами, благодаря чему затруднилось излучение тепла, полученного с такими издержками. Подобным же образом стали защищать паровые трубы и обшивать войлоком и деревом цилиндры. Во‑вторых, стали применять высокое давление. Раньше предохранительный клапан открывался уже при давлении пара в 4, 6 или 8 фунтов на квадратный дюйм; теперь было установлено, что повышение давления до 14 или 20 фунтов... приводит к весьма значительной экономии угля; другими словами, работа на фабрике стала осуществляться при значительно меньшем потреблении угля... Люди, обладающие необходимыми для этого средствами и предприимчивостью, стали применять систему повышенного давления во всей ее полноте и ввели в употребление соответственно построенные паровые котлы, развивавшие давление в 30, 40, 60 и 70 фунтов на квадратный дюйм, – давление, которое инженера старой школы повергло бы в обморок от страха. Но так как экономические результаты этого повышенного давления пара... очень быстро обнаружились в совершенно осязаемой форме фунтов, шиллингов и пенсов, паровые котлы высокого давления при конденсационных машинах получили почти всеобщее распространение. Те, кто провел реформу радикально, стали применять вулфовские машины; большинство наших недавно построенных фабрик употребляли вулфлвские машины, в особенности двухцилиндровые, в одном из цилиндров пар из котла развивает силу вследствие перевеса давления над атмосферным и затем, вместо того чтобы выходить наружу после каждого движения поршня, как это делалось прежде, поступает в цилиндр низкого давления, приблизительно в четыре раза более обширный по объему, и, совершив там новое расширение, проводится в конденсатор. Экономия, достигаемая в результате применения таких машин, выражается в том, что здесь работа одной лошадиной силы в течение часа совершается при помощи 3 1/2–4 фунтов угля, тогда как на машинах старой системы доя этого необходимо было от 12 до 14 фунтов. При помощи искусных приспособлений удалось вулфовскую систему двух цилиндров или комбинированной машины высокого и низкого давления применить к существующим машинам более старого типа и таким образом повысить производительность, понижая в то же время потребление угля. Тот же самый результат в течение последних 8–10 лет был достигнут путем соединения машины высокого давления с конденсационной машиной таким образом, чтобы отработанный пар первой переходил во вторую и приводил ее в движение. Эта система во многих случаях оказалась полезной».

«Трудно было бы точно установить, в какой степени увеличилась работа, выполняемая теми из прежних машин, к которым были применены некоторые из указанных выше новых усовершенствований или все эти усовершенствования, вместе взятые. Я, однако, уверен, что на единицу веса паровой машины мы в среднем получаем в настоящее время по крайней мере на 50% больше работы и что во многих случаях та же самая паровая машина, которая в период ограничения скорости 220 футами в минуту давала 50 лошадиных сил, дает их теперь более 100. В высшей степени важные в смысле экономии результаты применения высокого давления при конденсационной машине, а также значительно повышенные требования, предъявляемые к старым машинам с целью расширения предприятия, привели за последние три года к введению трубчатых котлов, благодаря чему опять‑таки сильно уменьшились издержки производства пара» («Reports of Insp. of Fact., October 1852», p. 23–27).

Все сказанное выше о двигателях применимо также к передаточным механизмам и рабочим машинам.

«Быстрота, с которой совершенствовались машины за последние годы, позволила фабрикантам расширить производство, не увеличивая двигательную силу. Более экономное использование труда стало необходимым вследствие сокращения рабочего дня, и на большинстве хорошо управляемых фабрик постоянно изыскиваются способы расширить производство при меньших затратах. Благодаря любезности одного очень интеллигентного фабриканта моего округа в моем распоряжении имеются данные относительно числа и возраста рабочих, занятых на его фабрике, относительно применяемых там машин и заработной платы, выплаченной за период с 1840 г. до настоящего времени. В октябре 1840 г. на фабрике его фирмы было 600 рабочих, из которых 200 было в возрасте до 13 лет; в октябре 1852 г. – только 350 рабочих, из которых лишь 60 в возрасте до 13 лет. В оба года на фабрике действовало одно и то же число машин, за самыми ничтожными исключениями, и была выплачена та же сумма заработной платы» (отчет Редгрейва в «Reports of Insp. of Fact., October 1852 », p. 58 – 59 ).

Эти усовершенствования машин обнаруживают все свои результаты лишь тогда, когда они применяются в новых, целесообразно устроенных фабричных зданиях.

«Что касается усовершенствования машин, то я должен отметить, что сделаны крупные успехи прежде всего в постройке фабрик, приспособленных к установке этих новых машин... В нижнем этаже я произвожу трощение всей пряжи, и исключительно там сосредоточены 29000 тростильных веретен. В одном этом помещении и в пристройке я достигаю экономии труда по крайней мере на 10%, и не столько вследствие усовершенствований в системе самого трощения, сколько благодаря концентрации машин под одним управлением; то же самое количество веретен я могу привести в движение при помощи одного передаточного вала, вследствие чего я, по сравнению с другими фирмами, выгадываю на одном передаточном механизме от 60% до 80%. Кроме того, при этом получается крупная экономия на смазочном масле, жире и т. п....Одним словом, нри усовершенствованном устройстве фабрики и улучшенных машинах я, по самому скромному подсчету, сократил на 10% труд и, кроме того, добился большой экономии силы, угля, масла, сала, передаточных валов, ремней и т. и.» (показания одного хлопчатобумажного фабриканта, «Reports of Insp. of Fact., October 1863», p. 109, 110).