- •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
3.3. Развитие токарного станка в рабовладельческом обществе
Изготовление орудий труда вручную было трудоемким процессом. Поэтому наряду с развитием ручных операций шла механическая обработка с помощью станка, который позволял снимать с тел вращения стружку при точении. Древнеегипетский станок лучкового типа был похож на токарный станок по дереву (рис.3.4 а). Заготовка закреплялась между держателями, которые укрепляли на верхней доске, уложенной на нескольких плоских опорах основаниях. Тетиву лука обвивали вокруг заготовки, при движении лука, заготовка вращалась. С помощью резца снималась стружка, придавая нужную форму изделию.
В дальнейшем, более 2500 лет назад в Древней Греции был изобретен станок с ножным приводом (рис.3.4 б), который подобен переносному станочку для заточки ножей и ножниц.
Рис. 3.4. Токарные станки: а – древнеегипетский, б – древнегреческий
Данное открытие связано с легендой. Ночью, на острове Самос в Эгейском море вблизи Греции, где жил греческий мастер Феодор, высадились воры. Они вскрыли 12 замков в храме и выкрали драгоценности властителя Поликрата. Береговая охрана обнаружила воров, и все добро вернулось в храм. В связи с этим, Феодор изготовил новые замки. Детали этих замков Феодор обтачивал на станке с кривошипно-шатунным приводом, сконструированным им самим для этой цели.
3.4. Средства транспорта, применяемые в античную эпоху
Торговые отношения и военные походы привели к улучшению, способов передвижения по суше и воде. Сделав путь проходимым, удалив с него камни, деревья и кустарники, люди при движении экономили время и главное физические силы, делая более доступными источники воды и склады с пищевыми запасами.
В период рабовладельческого общества строили много дорог, и различныемостычерез пропасти и реки, по которым люди передвигались пешком, но приручив животных, они стали их использовать и для верховой езды.
Крупнейшим достижением IV тыс. до н.э. явилось создание колесной повозки. Открытие вращательного движения произошло у разных народов в разное время. Оно сопровождалось постепенным изобретением многочисленных технических приспособлений и новых путей использования вращательного движения. Но только изобретение колеса позволило коренным образом изменить способы движения по суше.
Колеса древнейших повозок были сплошными, обычно изготовленными из 3-х пластин дерева. С III тыс. до н.э. колеса стали снабжаться деревянным ободом, а иногда и медным обручем - шиной. Колеса повозок имели в диаметре 0,5 м (III тыс. до н.э.) до 1,15 м (середина II тыс. до н.э.). В повозку впрягались обычно 2 тяговых животных - ослы, быки, позднее лошади.
Под влиянием военных нужд, связанных с необходимостью создания легких повозок, способных двигаться с большой скоростью, на рубеже III и II тыс. до н.э. на смену сплошному колесу пришло колесо со спицами, например, древнегреческие колесницы (рис. 3.5. а).
Для передвижения по суше помимо мускульной силы человека и животных уже в древности стали использовать силу ветра. Так почти 4 тыс. лет назад фараон Анемхет I катался по пустыне под парусом на доске с колесами. Этого фараона-спортсмена можно по праву назвать отцом сухопутного виндсерфинга.
Особенно сильно стало развиваться в рабовладельческом обществе морское дело. Расширение мореплавания было тесно связано с ростом техники. В древних странах Востока мореплавание было почти исключительно каботажным, т.е. плавали в основном вдоль берегов или от острова к острову. Однако уже в греческую эпоху крупные суда отваживаются пускаться в открытое море и плавают круглые сутки.
Передвижение первых судов осуществлялось с помощью гребцов, но наряду с гребным судном появляются парусные. С помощью паруса можно осуществлять движение судна как по ветру, так и под углом против ветра при определенном положении паруса. Первые парусные суда появились свыше 5 тысяч лет назад в Египте (рис.3.5 б), Китае, Греции (рис.3.5 в).
Рис. 3.4. Транспортные средства: а – древнегреческая колесница; б – папирусное судно древних египтян; в – древнегреческое судно; г – римская трирема
Нил был первой многоводной рекой, на которой стало развиваться речное судоходство. В Египте V тыс. до н.э. практиковалась постройка судов из стеблей тростникового папируса. Это была серповидная, связанная из пучков папируса ладья с изогнутыми кверху носом и кормой. Для придания кораблю прочности корпус стягивался тросами. Используемый египтянами прямой парус позволял им плыть только по ветру. Основным двигателем корабля мускульная сила гребцов. Египтянам принадлежит изобретение уключин. Отборные гребцы на судах фараонов делали 26 гребков в минуту, что позволяло развивать скорость 12 км/час. Управляли такими кораблями с помощью 2-х рулевых весел, расположенных на корме.
Первое гребное судно, т.е. искусственное сооружение, способное передвигаться по воде появилось в XV веке до н.э. в Финикии (располагалось на береговой полосе современных Сирии и Ливии). Финикийское судно было длиной 30-36м, шириной 4,5-4,8 метров и водоизмещением до 150 тонн. Экипаж состоял из 140 человек, и из них 44 гребца. Длина весел была около 4,5 метров. Это количество гребцов соответствует мощности 15л.с. Впервые были применены шпангоуты, Финикийцы впервые построили килевое судно, что придало корпусу устойчивость и позволило установить продольные и поперечные связи. К ним крепились доски обшивки. Все это явилось основой для быстрого развития судостроения. Финикийцы активно вели торговлю, плавая по средиземному морю и проникая в районы Черного моря и через Красное море в Индию.
Дальнейшее усовершенствование гребных судов связано с увеличением числа рядов гребцов. Именно финикийцы построили первые триремы - трехъярусные корабли, которые оказались наиболее оптимальным вариантом гребного судна с точки зрения скорости и других параметров. Это были корабли весьма значительных размеров, имевшие 3 ряда весел, расположенных один под другим в шахматном порядке. Весла были различной длины. Самые сильные сидели на верхней палубе, т.к. им приходилось управлять самыми длинными веслами. Триремы были очень легки на ходу, маневренны и обладали хорошей скоростью. В IIIвеке до н.э. –XXв. н.э. была создана римская трирема (рис. 3.5. г). Греческие и египетские суда с тремя рядами гребцов назывались триеры, которые насчитывали в экипаже до 200 гребцов. Не раз делались попытки увеличить число гребных ярусов. Создавались судна с четырьмя рядами гребцов (квадраремы), по пять (пентеры) и семь рядов гребцов (гентеры). Но все такие корабли были громоздкими и неповоротливыми, поэтому самыми распространенными судами остались триремы.
Греческие торговые корабли были плоскодонными, имели широкий корпус с поднимающимися носом и кормой. Помимо весел грузовые суда имели от одной до 3-х матч, каждая из которых несла по одному 4-хугольному парусу. Для плавания против ветра использовали дополнительный треугольный парус.
Римские торговые корабли, так же как и греческие, были парусными, и только в редких случаях в качестве движителя употребляли весла.
Общей чертой военных кораблей было то, что все они являлись в основном гребными, а парусная оснастка играла второстепенную роль. Это позволяло судам маневрировать в любую погоду. Военные корабли были длиннее и уже коммерческих. Наиболее распространены были трехпалубные суда длиной 40-45 м, греческие триеры и римские триеры.
В рабовладельческий период входит эпоха античности, которая захватывает Древнюю Грецию и Древний Рим, как центры материальной и духовной культуры с VI в. до н.э. до V в. н.э.