1
Конец XVIII и начало XIX вв в Англии—это эпоха промышленной революции, время, когда на смену ремесленному и мануфактурному труду пришел машинный труд с поточным производством. Промышленный переворот был вполне подготовлен всем предшествующим развитием производительных сил общества, изобретением целого ряда машин, позволивших внести коренные изменения в способы производства. Промышленный переворот ознаменовался изобретением ткацкого станка, паровой машины и других механизмов, заменяющих ручной труд человека или животную двигательную силу. Начался новый век — век пара. Правда, многие машины в своем простейшем виде, были известны гораздо раньше, но лишь к этому времени термофизика и механика достигли в своем развитии уровня, необходимого для осуществления сложных технических изобретений и усовершенствований.
Предшествующие изобретения и усовершенствования вели к последующим, одни были немыслимы без других. Каждое открытие представляло какое-то определенное звено в длинной цепочке различных крупных и мелких усовершенствований, вносимых иногда на протяжении сотен лет многими мастерами, ремесленниками и изобретателями. А сами изобретатели группировались в определенные школы — один являлся учеником и продолжателем дела другого. Ценность такого положения вещей заключалась в культивировании технической выучки, в выработке путем соревнования и настойчивого изучения, предмета подлинного мастерства, в изощрении творческой инициативы. Такова была известная школа знаменитого изобретателя и мастера лучших в мире замков Брэмаха. Из этой школы вышло много замечательных людей: Джемс Несмит {изобретатель парового молота); Джозеф Клемент¹, Уитворт² и др. Выдающееся место среди этих замечательных механиков занимал Генри Модслей — изобретатель супорта.
«Супорт Модслей, — говорит Карл Маркс,— заменяет не какое-либо особенное орудие, а самую человеческую руку, которая создает определенную форму, приближая, прилагая острие режущего инструмента к материалу труда, например к железу. Таким образом удалось производить геометрические формы отдельных частей машин с такой степенью легкости, точности и быстроты, которую никакая опытность не могла бы доставить руке искуснейшего рабочего».
И, действительно, токари того времени, обтачивая какой-либо предмет, укрепляли его между «бабок» вращающегося вала, затем крепко прижимали к нему резец. Удержать режущее орудие в одном и том же положении можно было только при большом умении и большом напряжении сил. Малейшее смещение резца нарушало точность обточки.
Подобный примитивный способ обточки сохранился у некоторых ремесленников еще до сих пор. Например на батумском базаре у токарей, изготовляющих игрушки, можно наблюдать такой же способ обработки дерева: поднося резец к зажатому деревянному валику, мастер быстро вращает последний посредством охватывающей его веревки, соединенной с ножной педалью.
Ясно, что при таких условиях токарное производство дальше пределов кустарщины пойти не могло.
Между тем развивающаяся промышленность и техника требовали более быстрой и точной обработки самых разнообразных деталей.
 |
| Рисунок Джемса Несмита, поясняющий преимущество в работе супорта Модслея. Джемс Несмит—современник Модслея, изобретатель парового молота |
2
В ту пору, когда Модслей начал совершенствовать свой прибор, обработка дерева и металла производилась в Англии самым грубым образом. Вильям Форберн, начавший заниматься механикой около 1817 г., утверждал, что в начале XIX в. всякая работа производилась руками: не существовало ни строгальных, ни тесальных машин, а в механических мастерских изготовлялись только самые простые точила, буровые и сверлильные станки грубой работы. Даже продольные пилы для выпиливания досок, работавшие автоматически во всей остальной Европе, были неизвестны еще в Англии. Все исключительно зависело от ловкости и глазомера рабочих, и потому изделия часто были чрезвычайно низкого качества и обходились весьма дорого. При обработке металла старым способом требовалось такое напряжение мускулов, что рабочий очень скоро уставал до изнеможения.
 |
| Генри Модслей |
«Нисколько не преувеличивая, можно оказать, что изобретение супорта есть столь же важный шаг к усовершенствованию машин всякого рода, как и введение паровика в механические работы. Какие были бы у нас первые машины, если бы мы не имели безошибочных инструментов для сверления правильных цилиндров, для выделки безукоризненных поршней или клапанов? С нашей стороны было бы неблагодарностью не помя-
нуть добрым словом того, кто первый облагодетельствовал механику, а следовательно и весь человеческий род, изобретением подвижной подставки к токарному станку. Я говорю о Генри Модслее, который всю свою полезную жизнь посвятил усовершенствованию орудий механического труда».
Но что навело Модслея на такую весьма простую, но в то же время чрезвычайно плодотворную мысль?
Описание подобного приспособления — супорта — было дано еще за несколько лет до открытия Модслея, в знаменитой «Французской энциклопедии» Дидро³, в 1779 г. Вот что-там говорится:
«Нажимая ногой на ступеньку, регулярно опуская ее и подымая, токарь заставляет вращаться шпиндель с укрепленным предметом; тогда, вооружившись резцом, он опирает его на супорт (подставку) и, приставив острие к вращающемуся предмету, придает ему любую форму. Откуда получил свое название супорт («подставка»)? От того, что он служит для опоры и поддержки различных острых орудий... Иногда четырехгранный брус сплошь состоит из железа, а иногда имеет по всей длине сквозной жолоб. В подобных станках применяется подвижный супорт, который снизу укреплен шпонками и двигается по мере необходимости взад и вперед вдоль жолоба».
Как мы видим, здесь уже довольно ясно намечается принцип супорта, который был так плодотворно разнит через 15 лет Модслеем. Следующие строки энциклопедии Дидро дают описание прибора, весьма близкого к известному нам супорту.
«Если опорный бpvc не имеет желобчатого выреза, то подобный супорт с четырехгранной выемкой внизу сидит на нем, как седло, и фиксируется на месте при помощи бокового винта. Спереди также имеется винт для подымания и опускания супорта на любую высоту. Такие супорты всегда делаются из железа и вверху имеют форму хвоста ласточки...»
Но последняя фраза заканчивается так: «...чтобы дать простор движениям резца, который опирают на супорт». Слова эти ясно говорят, что конструкторы токарного станка времен Дидро «последнего слова» так и не сказали! Они не додумались до простейшей вещи, которую сделал Модслей: не класть резец на супорт, а прочно укреплять его в отверстиях супорта посредством винта!
Недавно в английской прессе проскользнуло сообщение, что в родном городе Модслея — Вульвиче, где он работал в арсенале, в какой-то мастерской существовал настоящий станок с супортом. Таким образом напрашивается мысль, что Модслей видел этот станок и мог позаимствовать от него принцип своего механического супорта. Однако для того, чтобы утверждать это достоверно, мы не располагаем еще достаточными данными. Очевиден только один факт. Только непрестанная практическая работа Модслей сначала в арсенале, а затем в различных мастерских позволила разрешить ему задачу об изобретении механического держателя резцов. В мастерских Модслею ежедневно приходилось наблюдать работу токаря, он видел все мелочи и все трудности, связанные с ручной обработкой деталей. Это заставляло его думать над усовершенствованием токарного процесса. Здесь же в мастерских ему приходилось на каждом шагу разрешать самые разнообразные технические затруднения. Это
несомненно развивало в нем необходимую для каждого изобретателя пытливость, настойчивость и известное чутье в выборе правильного пути для решения того или иного технического вопроса.
Читал ли Модслей статью о супорте в энциклопедии Дидро или нет, видел ли он в родном городе токарный станок с супортом или не видел — не это решает дело. Решающим в изобретении Модслей явился его богатый опыт практической работы, его ежедневное и непосредственное участие в преодолении различных трудностей, которые стояли перед техниками того времени. В правильности такого утверждения мы убеждаемся при более близком рассмотрении биографии Модслей.
3
Генри Модслей родился 22 августа 1771 г. в городе Вульвиче. Отец его служил в местном арсенале. Молодой Генри рано принялся за работу. Двенадцати лет он начал клеить патроны и набивать их порохом. Через два года он уже работал в столярной мастерской. Генри пристрастился к обработке железа, и когда ему было 14 лет, по его настойчивому требованию, он был переведен на работу в кузнице. Здесь Модслей показал себя большим мастером. Слава юного кузнеца получила столь широкое распространение, что о нем стали поговаривать даже в Лондоне. Вскоре Модслей попадает к известному лондонскому слесарю-механику Джозефу Брэмаху.
Смышленность и техническая сноровка-летнего Генри произвела прекрасное впечатление на Брэмаха. Однако главный приказчик в мастерской усумнился, можно ли поручить такому юнцу ответственные заказы. Но Модслей быстро рассеял все его сомнения. Увидев в углу старый верстак, брошенный за негодностью, Генри попросил у приказчика:
— Дайте мне исправить эту штуку: и хотя я не проходил семилетнего курса учения, я на деле докажу вам свои знания.
Приказчик решил испытать Модслея и согласился. Генри сбросил сюртук, засучил рукава рубашки и принялся за работу: мигом наварил стертые зубья клещей, разобрал верстак по частям, вычистил, отполировал и припаял, что следовало. Верстак стал выглядеть совсем новым и вызывал всеобщее восхищение.
Так начал Модслей свою деятельность на заводе Брэмаха, проявив себя практическим, дельным, богатым инициативой механиком; вскоре он заслужил репутацию первоклассного мастера, способного разрешать наиболее сложные технические затруднения.
Однажды Джозеф Брэмах стоял в мастерской у новой машины, похожей на огромный металлический цилиндр. Возле машины хлопотали мастеровые. Прикрепленный к дну цилиндра небольшой нагнетательный насос непрерывно качал воду. Брэмах был в полнейшем отчаянии. Его замечательное изобретение — гидравлический пресс — никуда не годилось.
— Отчего вы так взволнованы, сэр? — спросил Генри.
— Подумай только, эта проклятая вода по-прежнему просачивается между поршнем и стенками цилиндра... Ни один сальник не в силах удержать этого бешеного напора жидкости! Чего я уже не делал? Я велел набить на поршень множество слоев пакли вперемежку с кожаными кружками, закрепил все это прочным кольцом, завинтил надежными винтами, — и вот на тебе! —- безнадежно махнул Брэмах на цилиндр.
Нагнетательный насос прекратил работу: сальник уже не пропускал воды, но разбухшая пакля препятствовала теперь движению поршня.
— Как устроить такой клапан, — воскликнул Брэмах, — чтобы поршень был непромокаем, нигде не пропускал йоды, но вместе с тем мог свободно двигаться вверх и вниз? Вот вопрос! Если я его не разрешу, я опозорен на всю жизнь.
—- По-моему, мистер Брэмах, -— отозвался Модслей, — положение не так уж безвыходно. Брэмах удивленно поглядел на него.
—- Я придумал небольшое приспособление. Безделица. Все очень просто.
Быстро по своему обыкновению стал Модслей чертить куском мела прямо на двери.
—- Что если вместо сальника из пакли мы укрепим вокруг поршня, в выемке, кольцо из крепкой кожи, выпуклое внутри и вогнутое внизу? Когда вода под сильным давлением начнет подыматься вверх, она развернет, разогнет загнутые концы кожи. Клапан плотно прижмется к поверхности подымающегося поршня и полностью закроет просвет. Наоборот, стоит давлению уменьшиться, как клапан осядет, края его опустятся и поршень сможет опуститься, а воды пропускать не будет!..
Брэмах последовал совету Модслей и получил прекрасные результаты.
Рассказывая об этом случае, Джемс Нэсмит так оценивал последнее изобретение Модслея:
«Если бы Модслей ничего не изобрел, кроме этого самозадерживающего клапана гидравлического пресса, то этого одного было бы достаточно, чтобы обессмертить его имя. Этот клапан так же важен для гидравлического пресса, как давление пара для локомотива».
Гидравлический пресс Брэмаха состоял из огромного, массивного цилиндра с точно прилаженным поршнем. Впоследствии он применялся в качестве упаковочного пресса, причем управлять им мог даже ребенок. К машине Брэмаха прибегали во многих чрезвычайно сложных работах, когда нужно было применить особо мощную двигательную силу. Так
Стефенсон употребил этот пресс для поднятия гигантских труб Британского моста (тяжесть, подымаемая каждым прессом на Британском мосту, доходила до 1 114 т), затем он был применен при спуске на воду большого парохода «Грет-Истерн». Пресс Брэмаха употребляется также для разрезания железных полос, для вытаскивания свай, для выдергивания деревьев, и все эти работы были выполнены прессом без особой трудности.
4
Характерная черта Модслея — это неизменное стремление к точности в работе. Все творческие силы его были направлены на преследование этой цели. Модслей ненавидел в работе случайность, приблизительность, привычку делать «на-глазок». Он много работал над устройством всевозможных точных приборов. Например он усовершенствовал машину для нарезки винтов. До Модслея винты нарезывались от руки и большей частью были очень грубо сделаны. Мелкая нарезка делалась просто пилкой, а крупная — сначала резцом, а потом уже пилой. Мастерские, изготовляющие винты, совсем не заботились о калибре винта, т. е. не заботились ни о числе оборотов, приходящихся на один шаг, ни о профиле. Это отсутствие правильности в производстве винтов простиралось так далеко, что каждый винт и соответствующая ему гайка отмечались особым знаком. Модслей своей системой метчиков и винторезов положил основание чрезвычайно важной отрасли машиностроения.
Один из первых винторезных станков Модслей изготовлял винты любого калибра. Этот прибор действовал с такой точностью и чистотой, что однажды на нем был изготовлен винт для нанесения микроскопических делений на масштабах астрономических инструментов. Этот винт демонстрировался на выставках и хранится еще до сих пор в музее при Лэмбеском заводе.
Такие замечательные механики, как Уитворт, Клемент, Нэсмит, Робертс, Мюир и Льюис, в свое время служили простыми рабочими в мастерских Модслея и работали под его личным руководством. Они гордились вспоследствии тем, что прошли модслеевскую школу.
Результатом этой выучки было необычайное развитие механического мастерства. Клемент установил для определенной длины винта сответствующее число оборотов резьбы. Уиторт в свою очередь окончательно стандартизировал винторезное дело.
Чрезвычайно интересны и другие, менее известные изобретения Модслея, например его машинка для пробивания дыр в железных листах. Раньше просверливание дыр производилось вручную, при этом никогда не удавалось достигнуть необходимой точности. Отверстия в двух приложенных друг к другу листах не совпадали. Поэтому заклепывание неимоверно затруднялось. Машинка Модслея разрешила все затруднения и пробивала совершенно одинаковые дыры на равных расстояниях. Благодаря этому была достигнута огромная экономия, стоимость листов снизилась с 7 шиллингов до 9 пенсов за лист (с 3½ руб. до 41 коп.).
В 1810 г. Модслей основал в Вестминстер-Бридж-Род станкостроительный завод (существующий и поныне).
 |
| Станок ДИП завода "Красный пролетарий" |
5
Большую известность и материальный успех доставила Модслею машина для изготовления корабельных блоков. Эта чрезвычайно сложная машина конструировалась им в течение 7 лет. Она была сделана по проекту и чертежам французского инженера-эмигранта Брюнеля и состояла в сущности из 44 машин, приводившихся в действие паровой машиной в 32 л. с. Это было сложное сочетание всевозможных пильных, сверлильных, долбежных и других машин. С помощью ее 10 человек выполняли работу, на которую раньше требовалось 110 работников. Машина эта прослужила в Портсмутском адмиралтействе более 50 лет и не подверглась ни малейшей порче.
Весь сложный процесс обработки дерева и металла при этом оказался осуществимым только благодаря применению супорта (для 74-пушечного корабля необходимо было более 1 400 блоков!). Известный биограф Модслея Смайльс уверяет, что машина эта была так хорошо сделана, что может выдержать сравнение даже с лучшими современными машинами. Старые станки Модслея до сих пор еще работают на заводе в Вестминстер-Род так же исправно, как 60 лет назад.
Пытливый ум Модслея устремился наконец еще в одну область — в работу над паровой машиной. Модслей не был бы сыном своего времени, если бы он не проникся раньше или позже желанием применить свои знания и свой опыт к использованию силы пара. Он давно следил с неослабевающим вниманием за опытами Фультона, заказавшего Уатту паровую машину для своего парохода, спущенного на Сене в 1803 г.
Во всякое даже чужое изобретение, Модслей стремился внести нечто свое, новое. Он всегда внимательно следил за работами других изобретателей. Он был убежден, что Фультон поступил не совсем правильно, механически перенеся на судно обычного парусного типа уаттовскую машину. По мнению Модслея, необходимо было специально видоизменить конструкцию паровой машины. По предложению некоторых английских предпринимателей, затеявших постройку пароходов, Модслей принялся серьезно работать над усовершенствованием судовой машины. Он хотел заставить машину работать более точно и правильно. С этой целью Модслей значительно упростил устройство паровой машины.
Простота устройства, необычайная компактность и удобство в эксплоатации — все эти отличительные особенности доставили машине Модслея всеобщее признание. В 1807 г. Модслей взял на нее патент. Прошло девять лет. В один из летних дней 1816 г. Модслей, Клемент, Уитворт и другие ученики и друзья изобретателя присутствовали при большом торжестве: на их глазах был спущен на воду и отправился в рейс первый пароход с машинами Модселя «Риджент».
14 февраля 1831 г. Генри Модслей скончался после непродолжительной болезни и был похоронен на Вульвичском кладбище.
----------------
¹ Д. Клемент — сын английского ткача. Род. в 1779 г. Является изобретателем винторезной шлифовочной и строгальной машины, вращающейся пилы и бесшляпного винта, а также диференциальной счетной машины.
² Уитворт — известный английский механик-изобретатель. Внес существенные усовершенствования в строгальную машину и довел до совершенства систему винтовых нарезов.
³ „Энциклопедия или толковый слогарь наук, искусств и ремесл", составленная обществом литераторов. Приведена к порядок и опубликована М. Дидро.
Комментариев нет:
Отправить комментарий