- •Зайцев г.Н., Федюкин в.К., Атрошенко с.А, история техники и технологий
- •Предисловие
- •Авторы введение
- •Раздел 1. Всеобщая история техники Глава 1. Основные понятия и определения истории техники и технологий
- •1.1. Определения терминов, связанных с техникой
- •1.2. Определение терминов, связанных с технологией
- •Контрольные вопросы
- •Глава 2. Развитие техники и технологий первобытного производства (от 2-10 млн. Лет до н.Э. До 4-3 т.Л. До н.Э.)
- •2.1. Орудия труда и хозяйственные революции каменного века
- •2.2. Орудия труда медно-каменного, бронзового и железного веков
- •2.3. Средства передвижения первобытного человека
- •Контрольные вопросы
- •Глава 3. Распространение сложных орудий труда в условиях рабовладельческого способа производства (от 4-3 т.Л. До н.Э. ДоIv-Vвв. Н.Э.)
- •3.1. Орудия для подъема тяжестей, применяемые в рабовладельческом обществе
- •3.2. Военные машины рабовладельческого общества
- •3.3. Развитие токарного станка в рабовладельческом обществе
- •3.4. Средства транспорта, применяемые в античную эпоху
- •3.5. Машины, созданные александрийскими механиками Героном и Ктесибием
- •3.6. Вклад Архимеда в развитие техники
- •3.7. Зарождение элементов новых наук
- •Глава 4. Распространение сложных орудий труда, приводимых в действие силами природы, в условиях феодального способа производства (отIv-V в. До XIV-XV в.)
- •4.1. Металлургия и кузнечное дело, строительство жилых, хозяйственных построек и мостов в Древней Руси
- •4.2. Древнейшие суда и метательные машины Киевской Руси
- •4.3. Создание водяных мельниц в странах Арабского Халифата и на Руси
- •4.4. Применение водяных колес в горном деле, металлургии и других отраслях
- •4.5. Создание ветряных мельниц в Персии, Ираке, Европе и в России
- •4.6. Совершенствование техники прядения и ткачества, освоение производства бумаги
- •4.7. Совершенствование техники земледелия и развитие горного дела и металлургии
- •4.8. Совершенствование грузоподъемной и строительной техники
- •4.9. Изобретение механических часов
- •4.10. Изобретение компаса, создание новых механизмов
- •4.11. Развитие военных машин, создание огнестрельных орудий
- •4.12. Изобретение книгопечатания и очков
- •Глава 5. Возникновение в условиях мануфактурного периода предпосылок для создания машинной техники (отXiVв. До концаXviiIв. – началаXiXв.)
- •5.1. Создание мануфактур и их историческая роль
- •5.2. Вклад Леонардо да Винчи в развитие техники
- •5.3. Создание новых машин и механизмов
- •5.4. Создание гидротехнической системы игуменом Филиппом в Соловецком монастыре
- •5.5. Создание гидравлической системы на Алтае к.Д. Фроловым
- •5.6. Создание прядильных машин
- •5.7. Создание военной техники а.К. Нартовым и я.Т. Батищевым в Туле
- •5.8. Создание в концеXviiIв. Ткацких станков во Франции и машинной и оружейной техники в России
- •5.9. Вклад е.Г. Кузнецова в создание отечественной техники
- •5.10. И.П. Кулибин и его изобретения
- •5.11. История выбора и совершенствования мер при линейных измерениях
- •5.12. История создания системы мер
- •Глава 6. Создание рабочих машин на базе парового двигателя (от конца XVIII в. – начала XIX в. – 70 гг. XIX в.)
- •6.1. Этапы промышленной революцииXiXв.
- •6.2. Создание паровой машины
- •6.3. Создание первых паровозов
- •6.4. Создание первых паровозов в России
- •6.5. Строительство первых железных дорог
- •6.6. Развитие парусного флота
- •6.7. Создание пароходов
- •6.8. Создание первых русских пароходов
- •6.9. Применение паровых машин в разных отраслях промышленности
- •6.10. Стaновление машиностроения в XVIII в.
- •6.11. Появление машин в сельском хозяйстве
- •6.12. Развитие металлорежущих станков
- •6.13. Создание машин в горнодобывающей промышленности
- •6.14. Развитие науки о машинах
- •6.15. Основные направления поиска новых машин-двигателей
- •6.16. История создания двигателя внутреннего сгорания
- •6.17. История турбин
- •Глава 7. Развитие систем машин на базе электропривода (70егодыXiXвека – 30егодыXXвека)
- •7.1 Исследования электрических и магнитных явлений
- •7.2. Создание гальванического элемента и аккумулятора
- •7.3. Создание первых электромагнитных приборов
- •7.4. Создание электродвигателя и электрогенератора
- •7.5. Создание первых линий электропередач
- •7.6. Создание электрического трамвая
- •7.7. История электрического освещения
- •7.8. Изобретение телеграфа
- •7.9. История телефонной связи
- •7.10. Создание радио
- •7.11. История телевидения
- •7.12. Создание записи и воспроизведения звука и изображения
- •7.13. Создание автомобиля
- •7.14. Создание трактора
- •7.15. Развитие воздухоплавания на воздушных змеях и воздушных шарах
- •7.16. Создание первых аэропланов и самолетов
- •7.17. Развитие других отраслей промышленности в рассматриваемый период
- •Глава 8. Подготовка и осуществление перехода к автоматическим системам машин. Научно-техническая революцияXXв. (1930 г. – настоящее время)
- •8.1. Основные направления научно-технической революции (нтр)
- •8.2. Сущность нтр
- •8.3. Научно-техническая деятельность и научно-технический потенциал
- •8.4. Промышленные формы автоматизации
- •IIэтап. Электрификация автоматической системы машин (30е-50егодыXXв.).
- •IiIэтап – электронизация автоматической системы машин (30е-50егодыXXв. – настоящее время).
- •8.5. Превращение науки в непосредственную производительную силу
- •8.6. Развитие кузнечно-прессовых, сельскохозяйственных и других машин
- •8.7. Развитие вычислительной техники и эвм
- •8.8. История робототехники
- •8.9.Космические полеты
- •8.10. Развитие ядерной физики
- •8.11. Создание атомной бомбы и ядерной энергетики
- •8.12. Другие нововведения в эпоху нтр
- •Раздел 2. История основных машиностроительных технологий в россии Глава 9. Развитие техники и технологии ковки и штамповки
- •9.1. Развитие ковки в древнерусский период
- •9.2. Основные этапы развития металлургии и кузнечного производства в дореволюционный период
- •9.3. Ковка на приводных молотах от водяных колес
- •9.4. Штамповка на канатных молотах и винтовых прессах
- •9.5. Штамповка на паровых молотах и гидравлических прессах
- •9.6. Виды штамповки исходных заготовок при разной серийности производства
- •9.7. Создание специализированных кузнечно-штамповочных заводов в ссср
- •Глава 10. Развитие техники и технологии сварки
- •10.1. Применение кузнечной сварки и пайки от трипольских племен до Древней Руси
- •10.2. Изготовление артиллерийских орудий сваркой вXiVна Руси
- •10.3. Роль н.Н. Бенардоса в создании электродуговой сварки
- •10.4. Совершенствование дуговой сварки н.Г. Славяновым
- •10.5. Становление сварки в первые годы Советской власти (1920-1929 гг.)
- •10.6. Сварка в период социалистической индустриализации (1929-1940 гг.)
- •10.7. Сварка в машиностроении (ссср) в 30егоды
- •10.8. Механизация и автоматизация сварки в 30егоды
- •10.9. Сварка металлов в годы Великой Отечественной войны (1941-1945 гг.)
- •10.10. Сварка в ссср в 1946-1958 гг.
- •10.11. Сварка в ссср с 60-70хгг.XXв. И до наших дней
- •Глава 11. Развитие техники и технологии литья
- •11.1. Медное и бронзовое литье в Древней Руси
- •11.2. Литейное производство в Московском государстве вXiv-xvIвв.
- •11.3. Чугунолитейное производство в России доXviiIв. – 1917 г.
- •11.4. Развитие литейного производства в России с 1917 г. До наших дней
- •Глава 12. Развитие техники и технологии обработки металлов резанием
- •12.1. Создание станков от первобытнообщинного общества до средних веков
- •12.2. Совершенствование станков в период от мануфактурного производства до эпохи парового двигателя
- •12.3. Развитие станков в эпоху электропривода
- •12.4.Созданиет станкостроения в ссср
- •Библиографический список
- •Оглавление
- •Глава 5. Возникновение в условиях мануфактурного периода предпосылок для создания машинной техники (от XIV в. До конца XVIII в. – начала XIX в.) 112
- •Глава 6. Создание рабочих машин на базе парового двигателя (от конца XVIII в. – начала XIX в. – 70 гг. XIX в.) 143
- •Глава 7. Развитие систем машин на базе электропривода (70е годы XIX века – 30е годы XX века) 182
- •Глава 8. Подготовка и осуществление перехода к автоматическим системам машин. Научно-техническая революция XX в. (1930 г. – настоящее время) 243
- •Раздел 2. История основных машиностроительных технологий в россии 277
- •Глава 9. Развитие техники и технологии ковки и штамповки 277
- •Глава 10. Развитие техники и технологии сварки 289
- •Глава 11. Развитие техники и технологии литья 314
- •Глава 12. Развитие техники и технологии обработки металлов резанием 324
9.3. Ковка на приводных молотах от водяных колес
Оружие ковали на первых оружейных заводах: Тульском, Сестрорецком, Ижевском на доставляемом сырье. Были созданы металлургические заводы: Городищенский под Москвой, Московский, Калужский и Олонецкий.
Тульский завод был построен по указанию Петра I в 1712 г.
Вте времена в кузнице применяли привод от водяных колес (рис.9.2). По коробчатым водоводам вода подводилась к трем водяным колесам. Два колеса (слева на рисунке) обслуживали работу мехов для подачи дутья в двухочаговый горн, и третье колесо обслуживало работу рычагового молота, ударявшего автоматически по заготовке, находящейся на прямоугольной наковальне, расположенной на круглой шаботной подставке, покоящейся на фундаменте.
Рис. 9.2. Общий вид старинной кузницы с рычажным молотом, действующим от водяного колеса (со старинной гравюры)
Напор воды от водотока к колесам регулировали с помощью двух шиберных задвижек. Число ударов молота в единицу времени регулировалось подачей воды на колесо и зависело от числа кривошипных пальцев, расположенных на валу приводного колеса. При массе падающих частей до 400кг число ударов достигало 200 в минуту. Эти молоты применяли для ковки, а штамповали ручным способом или в подкладных штампах.
9.4. Штамповка на канатных молотах и винтовых прессах
На Тульском заводе в 1919 г. была внедрена одноручьевая штамповка отдельных ружейных деталей на падающих молотах простого действия. У молота (рис.9.3а) шабот массой 2т. устанавливали на твердый грунт. Две стойки, закрепленные внизу на шаботе, вверху были связаны в жесткую раму. Бабу массой от 22 до 64кг подвешивали на канате, проходящем через подъемный блок. В стремя на другом конце каната ставил ногу один из 2-3 рабочих, поднимавших бабу. Нижнюю часть штампа привинчивали к шаботу, а верхнюю – к бабе. Откидной рычаг позволял находиться бабе на весу вне работы. Нагревали заготовку на двух горновых установках, обеспечивающих кузницу и мокотобойню. Заусенцы обрезали на обрезном процессе (рис.9.3б). Штампы имели примитивную форму, что обеспечивало заданную точность поковок, которые были взаимозаменяемыми после незначительной механической обработки. Для снятия окалины после штамповки заготовку помещали в многогранный барабан с крупным песком. Барабан был деревянным с крупными плитами изнутри. Рабочие вращали барабан 0,5ч.
Марку завода на доску оружия (рис.9.3в) наносили в холодном состоянии на винтовом прессе (рис.9.3б) с помощью рельефной чеканки за смену штамповали 150шт. досок.
а) б)
в)
г)
Рис. 9.3. Штамповочное оборудование: а – штамповочный молот; б – винтовой пресс для нанесения марки на доску оружия (в); г – обрезной пресс для удаления заусенцев
При штамповке применяли смазку конопляным маслом, что способствовало заполнению ручьев штампа, и увеличивало стойкость штампов. Применяли штамповку из прутка и мерных заготовок. При штамповке из прутка готовое изделие отделяли от основной части прутка ножницами.
9.5. Штамповка на паровых молотах и гидравлических прессах
Для получения поковок большой массы, например якоря судов в 4000кг, во второй половине XIX в. стали создавать новые машины – орудия для кузнечного производства – паровые молоты простого и двойного действия и гидравлические прессы.
На Обуховском машиностроительном заводе в Петербурге и на пушечном заводе в Перми были смонтированы паровые молоты с массой падающих частей 50т (рис.9.4а). В сталепушечном производстве на Обуховском заводе в 1872-1875 гг. работало 10 паровых молотов (один массой 50т.). В 1890-1891 гг. они были замененны на гидравлические прессы усилии 75, 30, 5 и 8мН, так как молоты своими сотрясениями вредили сооружениям и работе станков. С тех пор самые крупные молоты имели массу падающих частей 6-7т. Машинная ковка привела к замене малогабаритных горнов на камерные печи и печи с выдвижными подами.
а)
б)
Рис. 9.4. Штамповочное оборудование: а – паровой молот Пермского завода с массой падающих частей 50 т; б – гидравлический ковочный пресс Обуховского завода усилием 75Мн
Во второй половине XIX в. и начале XX в. на заводах появились горизонтально-ковочные машины (ГКМ), гибочные машины – бульдозеры, вертикальные кривошипные прессы, вертикально-ковочные многобойковые машины, ротационные ковочные машины и др. На Путиловском заводе в 1892 г. работало 20 паровых молотов и 83 единицы прессов и ножниц. Общая производительность цеха составляла 20000т. поковок в год (гребные винты, бронебойные снаряды, составные части орудия и т.д.).
Гидравлический ковочный четырехходовый пресс Обуховского завода усилием 75Мн (рис.9.4б) работал на трех ступенях давления, имел круглый циферблат в верхней части. Пресс обслуживали два крана грузоподъемностью 120 и 80т. Кроме того, кран грузоподъемностью 1т. применяли для подачи заготовок на бойки, смены инструмента и других подобных работ. Краны были оборудованы кантователями и тележками для продольного перемещения заготовок. Стали выпускать более точные поковки, припуск составил 10% по размеру, и отходы 30-50%.