|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ІСТОРІЯ ТЕХНІКИ, ТЕХНОЛОГІЇ, ПРЕДМЕТІВ НАВКОЛО НАС
Прядильна машина. Історія винаходу та виробництва
Довідник / Історія техніки, технології, предметів довкола нас Вісімнадцяте і дев'ятнадцяте століття ознаменувалися небаченим раніше технічним підйомом. Протягом півтораста років було зроблено безліч блискучих винаходів, створено нові види двигунів, освоєно нові засоби зв'язку та транспорту, придумано найрізноманітніші верстати та машини. У більшості галузей виробництва ручна праця була майже повністю витіснена машинною. Швидкість, якість обробки та продуктивність праці зросли у кілька десятків разів. У розвинених європейських країнах з'явилися тисячі великих промислових підприємств, склалися нові суспільні класи – буржуазія та пролетаріат.
Промислове піднесення супроводжувалося найбільшими соціальними зрушеннями. Через війну Європа, та й увесь світ, до кінця ХІХ століття невпізнанно змінилася; життя людей зовсім не було схоже на те, що була на початку XVIII століття. Можливо, вперше в історії технічний переворот так зримо і виразно позначився на всіх сторонах людського життя. Тим часом початок цієї великої машинної революції пов'язаний із створенням прядильного автоматичного верстата - найпершої машини, що набула широкого поширення у виробництві. Можна сказати, що прядильна машина виявилася прообразом всіх наступних верстатів та механізмів, і тому винахід її за своїм значенням далеко виходив за вузькі рамки текстильного та прядильного справи. У якомусь сенсі її поява символізувала народження сучасного світу.
Прядіння в тому вигляді, в якому воно було описано вище, - за допомогою ручного веретена і прядки - існувало протягом кількох тисячоліть і залишалося весь цей час досить складним і трудомістким заняттям. Рука прядильниці при здійсненні одноманітних рухів з витягування, скручування та намотування нитки швидко втомлювалася, продуктивність праці була низькою. Тому значний крок у розвитку прядіння стався з винаходом ручної прядки, яка з'явилася вперше у Стародавньому Римі. У цьому нехитрому пристрої колесо a при своєму обертанні приводило в обертання за допомогою нескінченного шнура колесо менших розмірів d, на вісь якого було надіте веретено b. Процес прядіння на ручній прядці полягав у наступному: права рука за допомогою ручки обертала велике колесо a, тоді як ліва, витягнувши пасмо з пучка волокон, направляла нитку або похило до веретена (тоді вона зсучувалася і закручувалась), або під прямим кутом (тоді вона сама собою, будучи готова, намотувалась на веретено).
Наступною великою подією в історії прядіння стала поява самопрядки (близько 1530), винахідником якої називають каменотеса Юргенса з Брауншвейга. Його прядка рухалася ногами і звільняла для роботи обидві руки працівниці. Робота на самопрялі проходила наступним чином. Веретено 1 було наглухо з'єднане з рогулькою 2 і отримувало рух від нижнього великого колеса 4. Останнє було з'єднано з блоком, нерухомо укріпленим на веретені. Котушка 3, одному кінці якої був укріплений блок меншого діаметра, вільно надягалася на веретено. Обидва блоки отримували рух від того самого колеса 4, але веретено і рогулька, з'єднані з великим блоком, оберталися повільніше, ніж котушка, з'єднана з меншим блоком. Внаслідок того, що котушка оберталася швидше, відбувалося намотування на неї нитки, причому швидкість нитки, що намотується, дорівнювала різниці швидкостей веретена і котушки. Прядильниця витягувала рукою волокна з пряслиці і частково закручувала їх пальцями. Нитка до вступу в рогульку рухалася по осі веретена. При цьому вона оберталася, тобто закручувалась, і робила повністю таку ж кількість обертів, що й веретено. Пройшовши через рогульку 2, нитка змінювала напрямок і йшла на котушку вже під прямим кутом до осі веретена. Таким чином, у порівнянні зі звичайною прядкою, самопрядка дозволяла одночасно витягувати, скручувати і намотувати нитку.
З процесу прядіння тут уже було механізовано дві операції: скручування нитки та намотування її на котушку, але витяжка волокон з пряслиці та часткове закручування їх відбувалися вручну. Це дуже сповільнювало всю роботу. Тим часом у першій третині XVIII століття було створено вдосконалений ткацький верстат Кея, що дозволяв помітно підвищити швидкість тканини. На новому верстаті спритний ткач міг виткати стільки пряжі, скільки постачали шість досвідчених прядильників. В результаті виникла диспропорція між прядінням та ткацтвом. Ткачі стали відчувати нестачу пряжі, тому що прядильниці не встигали готувати її в потрібній кількості. Пряжа не тільки сильно подорожчала, але часто її взагалі не можна було дістати за жодну ціну. А ринки вимагали все більшої кількості тканин. Декілька поколінь механіків марно ламали голову над тим, як удосконалити прядку. Протягом XVII та першої половини XVIII століть було зроблено кілька спроб забезпечити самопрялку двома веретенами, щоб підвищити її ефективність. Але працювати на такій прядці було надто важко, тому ідея ця не набула поширення. Було ясно, що прясти відразу на кількох веретенах можна буде лише тоді, коли буде механізовано саму операцію витягування волокон. Ця складна задача була частково вирішена англійським механіком Джоном Уайтом, який придумав у 1735 спеціальний витяжний прилад. За словами Маркса, ця частина машини визначила початок промислової революції. Не маючи коштів, Уайт продав права на свій чудовий винахід підприємцю Льюїсу Паулю, який у 1738 році взяв на нього патент. У машині Пауля та Уайта людські пальці вперше були замінені парою "витяжних" валиків, що обертаються з різною швидкістю. Один валик мав гладку поверхню, а інший був шорсткий з рифленою поверхнею або оббитий клоччям. Однак перш ніж вступити на валики машини, волокна бавовни мали пройти попередню обробку - їх необхідно було вкласти паралельно один одному і витягнути. (Це називалося "розчісуванням" бавовни, або кардуванням.)
Пауль та Уайт постаралися механізувати цей процес і створили спеціальну чесальну машину. Принцип її дії полягав у наступному. Циліндр, забезпечений по всій поверхні гачками, обертався в жолобі, який на своїй внутрішній стороні був забезпечений зубами. Волокна бавовни пропускалися між циліндром та жолобом і таким чином розчісувалися.
Після цього пряжа у вигляді тонкої стрічки подавалася в прядильну машину і тут спочатку витягувалась у витяжних валиках, а потім надходила на веретено, що оберталося швидше за валики, і закручувалась у нитку. Перша така прядка була побудована Паулем у 1741 році. Це була перша в історії прядильна машина. Удосконалюючи свою машину, Пауль та Уайт стали пропускати пряжу через кілька валиків. Повертаючись з різною швидкістю, вони витягували її в тоншу нитку. З останньої пари валиків нитка надходила на веретено. У 1742 році Уайт спорудив машину, яка пряла відразу на 50 веретенах і рухалася двома ослами. Як показали подальші події, придумані ним витяжні валики виявились надзвичайно вдалим нововведенням. Але взагалі його машина не набула широкого поширення. Вона була надто дорогим і громіздким пристроєм для ремісника-одинака. Гостра нестача пряжі продовжувала відчуватися і наступні роки. Ця проблема була частково вирішена лише після створення прядильної машини Харгрівса. Харґрівс був ткач. Пряжу для нього виготовляла дружина, і того, що вона встигала напружитись за день, було для нього недостатньо. Тому він багато думав над тим, як можна було б прискорити роботу прядильниць. Випадок прийшов йому на допомогу. Якось донька Харгрівса, Дженні, ненароком перекинула прядку, проте колесо її продовжувало крутитися, а веретено продовжувало прясти пряжу, хоча знаходилося у вертикальному, а не горизонтальному положенні. Харгрівс негайно використав це спостереження і побудував у 1764 році машину з вісьмома вертикальними веретенами та одним колесом. Машину він назвав "Дженні" на ім'я своєї дочки. Вона не принесла свого творця ні грошей, ні щастя. Навпаки, винахід Харгрівса викликав обурення у прядильників - вони передбачали, що машина позбавить їх роботи. Ватага збуджених людей увірвалася одного разу до будинку Харгрівса і зруйнувала машину. Сам винахідник та його дружина ледве встигли уникнути розправи. Але це, звичайно, не могло зупинити поширення машинного прядіння - буквально за кілька років "Дженні" користувалися тисячі майстрів.
Як і машина Уайта, "Дженні" вимагала попередньої підготовки бавовняних волокон. Вичинка нитки відбувалася тут із стрічки розчесаної бавовни. Початки з рівницею були поміщені на похилій рамі (нахил служив для полегшення змотування рівниці). Замість витяжних валиків Уайта Харгрівс застосував особливий прес, що складався із двох брусків дерева. Нитки рівниці з качанів проходили через витяжний прес і прикріплювалися до веретенів. Веретена, на які намотувалась готова нитка, знаходилися на нерухомій рамі з лівого боку верстата. У нижній частині кожного веретена був блок, навколо якого йшов приводний шнур, перекинутий через барабан. Цей барабан розташований був попереду всіх блоків і веретен і рухався від великого колеса, що обертається рукою. Таким чином, велике колесо обертало все веретена. Прядильник однією рукою рухав каретку витяжного преса, а іншою обертав колесо, що рухало веретена. Робота машини складалася з наступних процесів: прес закривався і відводився назад від веретен – у результаті відбувалося витягування нитки. Одночасно прядильник обертав колесо, воно наводило на рух веретена, а вони закручували нитку. Наприкінці відходу каретка зупинялася, а веретена продовжували обертатися, роблячи докрутку. Після цього каретка подавалася назад до веретенів, усі нитки дещо пригиналися особливим дротом для того, щоб вони потрапили в положення намотування. Під час зворотного ходу каретки з відкритим пресом нитки намотувалися на веретена внаслідок обертання останніх. Витяжний прес Харгрівса, по суті, замінив руку робітника. Вся робота звелася в основному до трьох рухів: до обертання приводного колеса, до прямолінійного руху каретки туди-сюди і до нагинання дроту. Іншими словами, людина грала лише роль рухової сили, і тому надалі стало можливим замінити робітника на інші, більш постійні й потужні джерела енергії. Чудове значення винаходу Харгрівса полягало в тому, що воно уможливило обслуговування кількох веретен одним робітником. У першій його машині було всього вісім веретен. Потім він збільшив їхню кількість до 16. Але ще за життя Харгрівса з'явилися машини "Дженні" з 80 веретенами. Ці машини вже не під силу було приводити в дію робітника, і їх почали з'єднувати з водяним двигуном. Завдяки простоті конструкції та дешевизні, а також можливості використовувати ручний привід "Дженні" набула найширшого поширення. До 90-х років XVIII століття в Англії налічувалося вже понад 20 тисяч самопрялок "Дженні". Здебільшого вони належали ткачам-одинакам. Найменші їх виконували роботу шести чи восьми робочих. Це була перша в історії машина, що набула масового поширення. Машина Харгрівса частково допомогла подолати прядильний голод і сприяла потужному підйому виробництва в Англії, проте це було не зовсім те, що потрібно. Витяжний пристрій "Дженні" виявився недосконалим. Через недостатню витяжку пряжа виходила хоч тонка, але слабка. Для більшої міцності полотна ткачам доводилося додавати у пряжу лляну нитку. Найвдаліша машина була створена незабаром Аркрайтом. Вона була з'єднанням витяжного механізму Уайта з крутильно-намотуючим апаратом самопрядки Юргенса. За професією Аркрайт був цирульником у місті Болтоні в Англії. Більшість його клієнтів були дрібні прядильники та ткачі. Одного разу Аркрайт став свідком розмови ткачів, які говорили про те, що полотно тче з ниток льону упереміж з нитками бавовни, оскільки машина Харгрівса не в змозі поставляти багато пряжі і нитки її не мають достатньої міцності. Незабаром після цього Аркрайт роздобув собі машину "Дженні", вивчив її і переконався, що зможе побудувати іншу, яка прястиме швидше і тонше. Він взявся за справу, і справді, йому вдалося побудувати прядку, яка автоматично виконувала всі процеси. Прядильнику доводилося лише стежити за тим, щоб у машину надходило достатньо матеріалу, і з'єднувати нитки, що порвалися.
Робота на машині Аркрайта відбувалася наступним чином. Привідне колесо приводило у обертання веретена з рогульками. Попередньо приготовлена з бавовни рівниця знаходилася на качанах, які містилися на горизонтальному валу у верхній частині верстата. Рівнинна стрічка бавовняних волокон надходила в витяжні валики, що перебували перед качанами. У кожній парі нижній валик був дерев'яний, рифлений, а верхній обтягнутий шкірою. Кожна наступна пара валиків оберталася швидше, ніж попередня. Верхні валики притискалися вантажами до нижніх. Витягнута нитка виходила з останньої пари валиків, проходила через гачки рогульки і намотувалась на веретено. Для того щоб отримати відставання котушок, що сидять на веретенах, від рогульок, котушки дещо затримувалися шнуром, що проходив через жолобки шківів у нижній частині кожної котушки. В результаті виходили нитки такої фортеці, що відтепер можна було робити тканини з чистої бавовни, без домішки льону. У машині, що описується, був повністю здійснений принцип безперервності роботи, тому її стали називати ватермашиною. Аркрайт виявився не тільки щасливим винахідником, а й спритним ділком. У співтоваристві з двома комерсантами він побудував свою прядильну фабрику, а в 1771 відкрив другу фабрику в Кромфорді, де всі машини приводилися в рух водяним колесом. Незабаром фабрика розросла до розмірів великого підприємства. У 1779 році на ній було кілька тисяч веретен і працювало 300 робітників. Не зупиняючись у цьому, Аркрайт заснував ще кілька фабрик різних кінцях Англії. У 1782 році на нього працювало вже 5000 робітників, а його капітал оцінювався у 200 тисяч фунтів стерлінгів. Аркрайт продовжував працювати над створенням нових машин, які б дозволили механізувати весь процес обробки пряжі. У 1775 він отримав патент відразу на кілька допоміжних механізмів. Головними з них були: кардна машина, рухомий гребінь, рівнична машина і прилад для живлення. Кардна машина складалася з трьох барабанів і служила для розчісування бавовни. (Це була вдосконалена машина Уайта.) Рухомий гребінь використовувався як доповнення до кардної машини - їм знімали прочухану бавовну з барабанів. Рівнинна машина перетворювала розчесану бавовну на циліндричну рівницю, готову для переробки на прядильній машині. Живлячий прилад був рухомим полотном, яке доставляло кардной машині бавовну для обробки. У наступні роки слава Аркрайта була затьмарена звинуваченнями у крадіжці чужих винаходів. Ціла низка судових процесів показала, що всі запатентовані ним машини не були насправді винайдені ним. Так, виявилося, що прядильну ватермашину винайшов годинникар Джон Кей, кардну машину - Даніель Борн, живлення - Джон Лис. У 1785 році всі патенти Аркрайта були анульовані, але до цього часу він став одним з найбагатших англійських фабрикантів. У 1772 р. механік Вуд створює машину, де витяжний прилад нерухомий, а пересуваються веретена, т. е. відбувається процес, зворотний тому, що має місце у машині Харгривса. Тут стрічка, що є предметом праці, займає пасивне становище, а веретено (робочий інструмент) значною мірою активізується. Витяжний прес, залишаючись нерухомим, закривається і відкривається, а веретена не лише обертаються, а й переміщуються.
Останню крапку у створенні універсальної прядильної машини поставив ткач Самуель Кромптон, який створив так звану мюль-машину. У ній були пов'язані принципи роботи "Дженні" та ватермашини Аркрайта.
Замість преса Харгрівса Кромптон застосував витяжні валики. Крім того, введена була каретка, що рухалася взад і вперед. На каретці містилися веретени. Коли каретка з веретенами відходила від валиків, веретена ще сильніше витягували та скручували нитку. Коли каретка наближалася до валиків, нитка закручувалась і намотувалась на веретено. Тоді як ватермашина робила міцну, але грубу пряжу, а Дженні - тонку, але неміцну, мюль-машина Кромптона давала міцну і водночас тонку пряжу. Автор: Рижов К.В.
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ Критична вразливість SIM-карток будь-якого оператора ▪ Плівка-невидимка для передачі секретних повідомлень ▪ У метеориті виявлено найдавніший магнітний запис ▪ Фотографії замість супутників для нової системи навігації
▪ Розділ сайту Дозиметри. Добірка статей ▪ стаття Витончений та стрімкий човен. Поради моделісту ▪ стаття Навіщо зореносу нарости на носі? Детальна відповідь ▪ стаття Водій авторозвантажувача. Типова інструкція з охорони праці ▪ стаття Датчик руху – захисник автомобіля. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки ▪ стаття Монета не падає з аркуша. Секрет фокусу
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Рекомендуємо цікаві статті розділу 
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page