Портсмут Блок Миллс

Внешний вид Block Mills в октябре 2022 года.

Портсмутский производству блоков является частью Портсмутской верфи в Портсмуте , Хэмпшир и был построен во время наполеоновских войн для снабжения британского королевского флота полиспастами завод по , Англия , . Они положили начало эпохе массового производства с использованием цельнометаллических станков (спроектированных главным образом Марком Исамбардом Брюнелем ) и считаются одним из основополагающих зданий Британской промышленной революции . Они также являются местом установки первых стационарных паровых машин, используемых Адмиралтейством .

С 2003 года English Heritage проводит детальное обследование зданий и записей, касающихся машин.

Развитие Портсмутской верфи

Интерьер мельницы для изготовления блоков: система верхнего ременного привода, используемая для привода производственного оборудования, разработанного и запатентованного Марком Исамбардом Брюнелем .

Королевский флот превратился с развитием Британии к середине восемнадцатого века в то, что было описано как величайшая промышленная держава в западном мире. начал модернизации программу Совет Адмиралтейства и Военно-Морского Флота верфей в Портсмуте и Плимуте таким образом, чтобы к началу войны с революционной Францией они обладали самым современным флотом в Европе.

Система доков в Портсмуте берет свое начало в работах Эдмунда Даммера в 1690-х годах. Он построил ряд бассейнов , а также мокрых и сухих доков . В XVIII веке в них были внесены изменения. К 1770 году один из бассейнов стал ненужным, и его предлагалось использовать в качестве отстойника, в который могла бы стекать вся вода из других сооружений. Воду откачивали с помощью цепных насосов с приводом от лошади .

бригадного генерала сэра Сэмюэля Бентама В 1795 году Адмиралтейство назначило первым (и единственным) генеральным инспектором военно-морских работ с задачей продолжить эту модернизацию, в частности внедрение паровой энергии и механизацию производственных процессов на верфи. . В его конторе в качестве помощников работали несколько специалистов — механики ( инженеры ), чертежники , архитекторы , химики , клерки и другие. Канцелярии генерального инспектора было поручено введение в Портсмуте завода по прокатке медных листов для обшивки корпусов кораблей и кузнечного стана для производства металлических деталей, используемых при строительстве судов. Совместно с MI Brunel и Maudslay они также провели аналогичную модернизацию на других верфях ВМФ.

К 1797 году начались работы по строительству дополнительных сухих доков и углублению бассейнов, и Бентам понял, что существующая дренажная система не сможет справиться с возросшим спросом. В 1798 году он установил паровую машину, спроектированную одним из его сотрудников Джеймсом Сэдлером , которая, помимо работы цепных насосов, приводила в движение деревообрабатывающее оборудование и насос для забора воды из колодца вокруг верфи для пожаротушения. Этот колодец находился на расстоянии около 400 футов (120 м), а насосы приводились в движение с помощью деревянного копья, совершающего горизонтальное возвратно-поступательное движение, расположенного в туннеле, идущем от машинного отделения до верха колодца. Двигатель Сэдлера представлял собой настольный двигатель домашнего изготовления , установленный в одноэтажном машинном отделении со встроенным котлом; он заменил один из приводов на цепные насосы. Этот двигатель был заменен в 1807 году в том же доме другим, более мощным настольным двигателем, изготовленным Фентоном, Мюрреем и Вудом из Лидса , а в 1830 году, в свою очередь, балочным двигателем Модслея .

В 1800 году в качестве резервного был заказан балочный двигатель Boulton and Watt , который размещался в трехэтажном машинном отделении рядом с машинным отделением Сэдлера. Этот двигатель был заменен в 1837 году другим двигателем, изготовленным Джеймсом Уоттом и компанией .

Пространство было очень ограниченным, а расширение производственных помещений было невозможным, поэтому к 1802 году водосборный бассейн был заполнен двумя ярусами кирпичных сводов: нижний слой служил резервуаром, верхний слой служил хранилищем, а крыша последнего служила хранилищем. уровень с окружающей землей, создавая больше пространства. Это позволило построить два параллельных ряда трехэтажных лесопилок, южный из которых включал в себя машинные отделения и дымоходы, цепные насосы и некоторое деревообрабатывающее оборудование. Северный хребет находился прямо над сводами и должен был разместить больше деревообрабатывающего оборудования. Здания были спроектированы Сэмюэлем Бансом , архитектором штата Бентама.

Пока строились хранилища, Бентам заказывал деревообрабатывающее оборудование собственной конструкции, в основном продольные и циркулярные пилы. Они были установлены в обоих диапазонах, причем мощность для их привода передавалась от двигателей на северный диапазон по нижним приводам через верхний ярус сводов, а затем по вертикальным шахтам на верхние этажи зданий. Главные передачи машин имели плоские ремни, идущие на шкивах.

Планировалось, что это оборудование будет распиливать древесину для многочисленных мелких деталей, используемых в судостроении, особенно столярных изделий, которые раньше распиливали вручную, таких как детали для столов и скамеек, а также небольших токарных изделий, таких как страховочные булавки . Есть свидетельства того, что он разработал роторный строгальный станок, но подробности этого неясны. Есть также свидетельства того, что в комплексе располагалась машина для бурения труб, с помощью которой прямые вязы высверливали для насосных участков. Они могли иметь длину до 40 футов (12 м) и крепились через палубу судна для перекачки морской воды на палубу. Был станок для изготовления гвоздей — длинных деревянных дюбелей, которыми скрепляли вместе деревянные части корабля.

Блоки

Деревянный блок

Королевский флот использовал большое количество блоков , которые все были изготовлены подрядчиками вручную. Их качество было нестабильным, поставки были проблематичными, и они были дорогими. Типичному линейному кораблю требовалось около 1000 блоков разных размеров, а ВМФ в течение года требовалось более 100 000. Бентам изобрел несколько машин для изготовления блоков, но не разработал их, и подробности того, как они работали, сейчас неясны. В 1802 году Марк Исамбар Брюнель предложил Адмиралтейству систему изготовления блоков с использованием запатентованного им оборудования . Бентам оценил превосходство системы Брюнеля и в августе 1802 года получил от Адмиралтейства разрешение продолжить работу.

Существовало три серии машин для изготовления блоков, каждая из которых была предназначена для изготовления блоков разных размеров. Они были спроектированы так, чтобы обеспечить возможность работы производственной линии, поэтому каждый этап работы переходил к следующему в естественном потоке. Двор между двумя зданиями лесопилки был обнесен стеной и покрыт крышей, чтобы образовать новый цех для размещения станков по производству блоков. Первый комплект для средних блоков был установлен в январе 1803 года, второй комплект для блоков меньшего размера - в мае 1803 года, а третий комплект для блоков больших размеров - в марте 1805 года. До сентября 1805 года происходили многочисленные изменения планировки и некоторые модификации завода. К 1807 году завод почувствовал себя способным удовлетворить все потребности военно-морского флота: в 1808 году было выпущено 130 000 блоков.

Процессы изготовления блоков с использованием машин

Некоторые машины Брюнеля хранятся в Музее науки в Лондоне (см. также ниже).

Всего было 45 машин 22 типов. Они приводились в движение двумя паровыми машинами мощностью по 30 лошадиных сил (22 кВт). Среди машин были циркулярные пилы, токарные станки и долбежные станки. С помощью этих машин 10 человек могли изготовить столько же блоков, сколько 110 квалифицированных мастеров.

Полиспаст имеет четыре части: обечайку, шкив, штифт для размещения последнего в обечайке и металлическую втулку , или кокетку, вставленную в шкив для предотвращения износа между ним и штифтом. Блоки могут различаться по размеру и количеству шкивов.

Процесс изготовления ракушек

• Вырежьте из ствола дерева ломтики, а из этих ломтиков с помощью циркулярной пилы вырежьте прямоугольные бруски, из которых были изготовлены панцири.
• Просверлите в блоке отверстие для штифта, а под прямым углом к ​​нему отверстие или отверстия для установки долбежных стамесок (в зависимости от количества пазов). Зажим, используемый для удержания блока, в то же время имел отступы в точках фиксации блоков в более поздних машинах, обеспечивая тем самым единообразное расположение и измерение в последующих процессах.
• Врезайте блоки с помощью автоматической машины. Долбежное долото совершало возвратно-поступательное движение вертикально, и в то же время тиски, захватывающие блок, постепенно перемещались при каждом разрезе. Как только длина паза была обрезана, станок автоматически остановился, чтобы можно было заменить блок на новый.
• Отрежьте углы блока циркулярной пилой с угловыми направляющими.
• Придайте четырем граням блоков неглубокую кривую форму. Это было сделано с помощью машины, в которой несколько блоков были закреплены по периферии вращающегося колеса. Резак прошел по кривой по граням блоков при их вращении. Радиус кривой контролировался формирователем. После каждого разреза блоки поворачивались на 90 градусов, чтобы получить новую грань.
• Затем каждый блок помещали в машину, которая с помощью вращающегося резака делала неглубокие канавки, чтобы обеспечить место для крепежных тросов.

• 
  Сверлильный станок (задний)
• 
  Долбежный станок
• 
  Формирующий двигатель
• 
  Подрезная машина (спереди)

Процесс изготовления шкивов

• Разрежьте ствол Lignum Vitae поперек . Машина для этого позволяла вращать бревно одновременно с работой циркулярной пилы, обеспечивая поддержание одинаковой толщины. Положение бревна при каждом новом распиле контролировалось ходовым винтом, что обеспечивало высокую точность.
• Сделайте из этого куска круглый диск с помощью закругляющей пилы, которая одновременно рассверливает середину и формирует внешний край.
• Выфрезеруйте с каждой стороны профиль, чтобы взять внешнюю сторону покрытия.
• Кожух вставлялся в шкив и заклепывался стопорным кольцом , удерживающим его на месте.
• Протяните отверстие в плаще до размера необходимой булавки.
• Готовый шкив обтачивали с обеих сторон на специальном токарном станке, а на кромке вытачивали канавку для каната.

• 
  Увидел дерево жизни
• 
  Круглая пила
• 
  Кока-машина (спереди)

Процесс изготовления булавок

• Заготовки булавок были выкованы немного большего размера, с квадратом, оставленным на одном конце.
• Их круглую часть обтачивали по размеру на специальном токарном станке .
• Им была придана полированная поверхность между закаленными штампами.
• Один источник сообщает, что затем их консервировали, чтобы предохранить от ржавчины.

Процесс изготовления металлических кокса

• Они были отлиты из колоколообразного металла, и форма оставила канавки для удержания смазки во внутреннем отверстии. Один конец кожуха имел фланец, а на другом конце имелось свободное кольцо; вместе эти части служили местом для заклепок, которые крепили кожух к шкиву.

Процесс сборки

• Корпуса были сглажены вручную с помощью спицевого бритвы , а затем собраны шкив и штифт. Они хранились на заводах по производству блоков и выдавались по требованию.

Важные особенности

В этих машинах впервые были использованы некоторые функции, которые с тех пор стали обычным явлением в конструкции машин.

• В ходе операции растачивания на деревянных блоках появлялись контрольные точки, которые зажимы более поздних машин использовали для точного расположения блоков. Это означало, что позиционирование блока в последующих процессах обеспечивало точное местоположение относительно работающего с ним инструмента.
• Некоторые машины имели конусные сцепления.
• Брюнель использовал съемные насадки для инструментов, удерживаемые в держателях инструментов, очень похожих на те, которые сейчас используются на токарных станках общего назначения.
• Расширяющиеся цанговые патроны использовались для фиксации шкивов путем захвата внутреннего отверстия во время определенных операций.
• На некоторых станках использовались двухкулачковые захватные патроны. Это были предшественники трехкулачковых патронов, используемых сегодня на токарных станках.
• Долбежные машины можно было настроить на автоматическую остановку после завершения операции.
• взаимозаменяемость шкивов и штифтов была возможна, поскольку они не были привязаны к конкретному снаряду.
• Рабочий процесс, пожалуй, лучше всего описать как серийное производство из-за диапазона требуемых размеров блоков. Но, тем не менее, по сути это была система производственной линии . Этот метод работы не прижился в общем производстве в Британии в течение многих десятилетий, а когда и появился, он был импортирован из Америки.
• Вся система была разработана для того, чтобы в ней работали чернорабочие, а не ремесленники, прошедшие обучение. Каждый человек был обучен управлять двумя или более машинами и мог перемещаться по заводу по мере необходимости.

Производство машин для изготовления блоков

В описании патента Брунеля показаны машины с деревянным каркасом, которые, хотя и демонстрируют многие принципы фактически установленных машин, мало похожи на окончательные конструкции. Машины, представленные Брюнелем Адмиралтейству для оценки, сейчас находятся в Национальном морском музее. Как только контракт с Адмиралтейством был заключен, Бентам нанял Генри Модслея для их изготовления, и стало ясно, что в окончательные проекты внесли значительный вклад Бентам, Модслей, Саймон Гудрич (механик в совете военно-морского флота), а также сам Брюнель. Из-за отсутствия Бентама в России именно Гудрич фактически запустил в полную работу станы по производству блоков. Плата Брюнеля была основана на экономии, полученной ВМФ благодаря новой системе.

Эти машины были почти полностью изготовлены вручную, единственными станками, которые использовались, были токарные станки для обработки круглых деталей и сверлильные станки для сверления небольших отверстий. В то время не было фрезерных, строгальных или формовочных станков, и все плоские поверхности изготавливались вручную, путем опиливания и скобления. Есть свидетельства того, что шлифовка лысок также проводилась для получения почти точной отделки. Каждая гайка была изготовлена ​​так, чтобы соответствовать соответствующему болту, и была пронумерована, чтобы обеспечить правильную замену. это было до эпохи взаимозаменяемости . Конечно, В качестве материалов использовались литье и кованое железо, латунь и бронза. Использование металла в их конструкции значительно повысило их жесткость и точность, что стало стандартом для последующего производства станков.

Реклама

Эти машины и мельницы вызвали огромный интерес с момента их возведения, начиная от адмирала лорда Нельсона утром того дня, когда он отправился из Портсмута на Трафальгарскую битву в 1805 году, до принцессы Виктории в возрасте 1805 лет. 12, в рамках ее образования. Даже во времена наполеоновских войн , вплоть до 1815 года, был поток иностранных сановников и военных, желающих учиться. Машины были полностью описаны и проиллюстрированы в Эдинбургской энциклопедии (1811 г.), «Циклопедии» Риса (1812 г.), дополнении к 4-му изданию Британской энциклопедии (1817 г.) и « Метрополитанской энциклопедии» . Более поздние энциклопедии, такие как «Энциклопедия Томлинсона» и « Пенни-циклопедия», основывали свои отчеты на основе этих более ранних публикаций.

Эти отчеты почти полностью сосредоточены на машинах для производства блоков и игнорируют лесопильную сторону заводов, и, как следствие, современные комментаторы не обсуждают этот аспект заводов по производству блоков. Лесопильные заводы имели важное значение, поскольку Брюнель получил возможность развивать свои идеи, которые он позже применил на своей частной фабрике по производству шпона в Баттерси, на лесопильных заводах Королевского военно-морского флота на верфях Вулиджа и Чатема , а также на мельницах, которые он проектировал для частных предприятий, таких как фабрика Бортвика в Лейт в Шотландии.

Более поздняя история

Оборудование от Block Mills представлено как «первая производственная линия» в Музее науки в Лондоне .

С тех пор Блочные мельницы постоянно находятся под оккупацией ВМФ и, как следствие, закрыты для публики. Производство блоков с использованием этих машин, естественно, с годами пришло в упадок, и производство окончательно остановилось в 1960-х годах, но некоторые из оригинальных машин, часть приводов трансмиссии и корпуса машинного отделения все еще сохранились в зданиях. В Национальном музее науки и промышленности в Лондоне представлена ​​подборка машин, подаренных Адмиралтейством в период с 1933 по 1951 год, а другие выставлены в Музее учеников верфи в Портсмуте. Несколько веб-сайтов утверждают, что Смитсоновский институт в Вашингтоне, округ Колумбия, также имеет машины из Портсмута: по мнению института, это миф.

Блочные мельницы не использовались уже много лет, хотя многие оригинальные системы шкивов остались на месте, хотя и в плохом состоянии. Здание также находится в плохом состоянии и является приоритетом как для English Heritage , так и для Министерства обороны. По состоянию на 2006 год реализуется проект, направленный на сохранение, если не восстановление, здания и его содержимого.

См. также

• Памятники I степени в Хэмпшире

Ссылки

• С отчетами об английском наследии и другой документацией можно ознакомиться по мере их появления в Национальном реестре памятников в Суиндоне, Уилтшир. [1]
• Гилберт, Кейт Реджинальд (1965). Portsmouth Blockmaking Machinery: новаторское предприятие в области массового производства . Лондон: Канцелярский офис Ее Величества.
• Купер, CC «Производственная линия на заводе по производству блоков в Портсмуте», в Industrial Archeology Review VI, 1982, 28–44.
• Купер, CC «Портсмутская система производства», Технология и культура , 25, 1984, 182–225.
• Коад, Джонатан, Королевские верфи 1690–1850 , Олдершот, 1989 г.
• Коад, Джонатан, Портсмутские блочные заводы: Бентам, Брюнель и начало промышленной революции Королевского флота , 2005 г., ISBN   1-873592-87-6
• Уилкин, Сьюзен, Применение новых технологий на Портсмутской верфи, 1790–1815 гг ., Докторская диссертация Открытого университета, 1999 г. (Копии доступны в службе британских диссертаций Британской библиотеки)
• Кантрелл, Дж. и Куксон, Дж., ред. Генри Модслей и пионеры века машин , Страуд, 2002 г.

Внешние ссылки

• Национальный музей науки и промышленности, Лондон – Создание современного мира
• Фотографии машин для изготовления блоков в Национальном музее науки и промышленности.