Автоматизация оборудования промышленного назначения

Размещено на http://www.allbest.ru/

ПЛАН

1. Развитие потребности в изготовлении станков

2. Первые попытки создания станков с суппортом

3. Создание станков промышленного назначения

4. Предпосылки создания автоматического оборудования

5. Образование машиностроения как крупной отрасли промышленности

Список литературы

1. Развитие потребности в изготовлении станков

В течение многих столетий, вплоть до промышленной революции конца XVIII - начала XIX в., изготовление машин базировалось на использовании ручных орудий труда, инструментов и немногочисленных станков, применявшихся в цеховом и мануфактурном производстве.

Ручное изготовление машин приводило к их дороговизне, машины выпускали в небольших количествах, а сам процесс их производства был крайне медленным. Кроме того, такое производство не в состоянии было обеспечить решение все возрастающих технических задач, связанных с усложнением машин, увеличением их габаритов, веса, мощностей, скоростей, повышением надежности и точности изготовления механизмов. Увеличение размеров машин-двигателей, передаточных механизмов и рабочих машин, рост числа их типов, усложнение и необходимость строго выдерживать размеры сочленяющихся частей вызвали необходимость искать и применять новые конструкционные материалы. Вместо дерева стали использовать металл, прежде всего железо. В свою очередь, это поставило задачу совершенствования металлообрабатывающих орудий труда и станков. Все увеличивающееся количество металлорежущих станков в производстве привело к выпуску новых типов станков.

Однако дело не сводилось только к необходимости увеличить масштабы выпуска металлообрабатывающего оборудования. Создание текстильных и прядильных станков, паровых машин и т. п., их быстрое распространение выдвинуло ряд новых специфических требований к металлообрабатывающему оборудованию, в частности, к его точности. Так, например, после того как текстильные машины стали производить тонкую и непрочную нить, в них не допускались отклонения в размерах деталей и режиме работы механизмов, как это имело место в технических средствах, применявшихся ранее. Производство таких текстильных машин стало возможно лишь в результате качественных сдвигов в технологии их изготовления, чему во многом способствовала возросшая точность металлообрабатывающих станков.

Высокие технические требования к машиностроению предъявляло производство паровых машин. В первое время изготовление универсальных паровых двигателей тормозилось, например, из-за неумения изготавливать хорошо обработанные паровые цилиндры. Старыми техническими средствами было очень трудно создать минимальный зазор между внутренним диаметром цилиндра и поршнем, а это необходимо, чтобы обеспечить надежную и экономичную работу парового двигателя.

Изготавливать все эти сложные для своего времени изделия на том же предприятии, где их должны были использовать, как это бывало ранее, становилось все более затруднительно. Это приводило к тому, что производство машин постепенно выделялось в отдельную отрасль промышленности. Так, Дж. Уатт заказывал цилиндры для своей паровой машины на заводе Вилкинсона, который, кстати, из-за боязни конкуренции держал методы их производства в тайне. Таким образом, использование и широкое распространение машин приводило к тому, что их начали производить на продажу, т. е. они стали товаром. Превращение машины в товар собственно и положило основу развития машиностроения как отрасли промышленности. станок автоматическое оборудование машиностроение

2. Первые попытки создания станков с суппортом

Конец XVIII - начало XIX в. был переломным периодом в процессе совершенствования различных видов металлообрабатывающего оборудования. Распространение металла в качестве основного конструкционного материала потребовало существенной модернизации материалообрабатывающих станков. Привод существовавших тогда станков оказывался слишком маломощным для обработки металла, а усилия руки, держащей резец, - недостаточными, чтобы снимать большую стружку с заготовки. В результате этого обработка металла оказывалась малоэффективной. Необходимо было заменить руку рабочего специальным механизмом, а мускульную силу человека - более мощным двигателем.

Первое было решено созданием подвижного резцедержателя или суппорта. Говоря о суппорте, как об одном из принципиально важных изобретений, связанных с промышленной революцией конца XVIII в., К. Маркс отмечал, что «это механическое приспособление заменяет не какое-либо особенное орудие, а самую человеческую руку, которая создает определенную форму, направляя, подводя резец и т. д. к материалу труда, например к железу». Таким образом, стало возможным придавать геометрические формы отдельным частям машин с такой степенью легкости, точности и быстроты, которую не смогла бы обеспечить и самая опытная рука искуснейшего рабочего.

Создание механического суппорта положило начало широкому применению станков. Для работы на немеханизированном токарном станке, несмотря на его простоту, необходимо было, помимо чисто профессионального умения, обладать недюжинной силой, чтобы удержать в руках резец при обработке металла. Любое неожиданное отклонение от требуемой формы в результате случайности, какого-то толчка и т. п. зачастую приводило к необходимости перетачивать деталь по всей длине.

К идее механизированного передвижения резца машиностроители шли долго. Впервые эта идея возникла при решении таких технических задач, как нанесение резьбы, сложных узоров на предметы роскоши, изготовление зубчатых колес и т. д. Для получения резьбы на валу, например, необходимо было сначала произвести разметку; этого обычно достигали, навивая на вал бумажную ленту нужной ширины, по краям которой на вал наносили контур будущей резьбы. После разметки вал опиливали по контуру вручную напильником. Это длительный, сложный и трудоемкий процесс; кроме того, получаемое качество далеко не всегда бывало удовлетворительным, так как абсолютное соответствие размеров и форм зубьев резьбы труднодостижимо.

В середине XVIII в. идея механизированного передвижения резца была воплощена в различных конструкциях станков часовых мастеров. Однако все эти станки имели тот недостаток, что они были специализированными и их использование в ведущих отраслях формировавшейся тогда промышленности было затруднительно. Эта техническая проблема могла быть решена созданием универсального станка с суппортом.

В книге А. Тиу (1741 г.) приведено несколько схем токарных станков часовых мастеров. Наиболее сложными для обработки деталями в часовых механизмах были фузеи (навойки). Фузеи имели сложную улиткообразную форму, определяемую опытным путем. Они предназначались для компенсации неравномерности натяжения пружины. Получить вручную эту деталь было сложно, поэтому и были созданы специальные станки. Приведенные в книге станки имеют резцедержатели. Первый станок, помимо шагового винта, снабжен еще и сменными шестернями. Поперечная подача обеспечивается рычажным перемещением резца. Качество изготовления фузеи зависело от опытности рабочего.

Вторая половина XVIII в. ознаменовалась резким увеличением сферы применения металлорежущих станков и поисками удовлетворительной схемы универсального токарного станка, который мог использоваться в различных целях и позволял решать целый комплекс технических задач. Подобно тому, как на базе более ранних пароатмосферных машин Дж. Уатт создал свой универсальный двигатель, универсальный токарный станок строился на опыте эксплуатации первых станков с механизированным передвижным суппортом.

В 1751 г. Ж. Вокансон во Франции построил очень интересный станок, который по своим техническим данным уже походил на универсальный. Он был выполнен из металла, имел мощную станину, два металлических центра, две направляющие У-образной формы, механизированное перемещение медного суппорта в продольном и поперечном направлениях.

Токарный (фузейный) станок 1741 г. по Тиу

В 1778 г. англичанин Д. Рамсден предложил два типа станков для нарезания резьб. В первом станке вдоль вращаемой детали по параллельным направляющим передвигался алмазный режущий инструмент, перемещение которого задавалось вращением эталонного винта. Станок позволял при одном эталоне получать гамму резьб за счет смены шестерен. Второй станок давал возможность изготовлять резьбу с различным шагом на детали большей длины, чем длина самого эталона. Резец продвигался вдоль заготовки с помощью струны, накручивавшейся на центральную шпонку. Эти станки уже включали элементы универсального токарного станка, но все же они не могли использоваться как универсальные.

3. Создание станков промышленного назначения

Задача механизации процесса резания металла была решена к концу XVIII в. До того на разных видах оборудования применяли отдельные элементы: подвижный суппорт, перемещаемый ходовым винтом, сменные шестерни для получения различных величин подач при одном эталонном ходовом винте, несколько видов задних бабок с центрами, системы крепления детали в патроне и т. д. Для создания универсального токарного станка необходимо было удачно объединить эти элементы в единое целое.

Такое решение было предложено Генри Модели, который, совершенствуя предыдущие образцы, создал универсальный токарный станок. Он явился родоначальником школы машиностроителей. Им и его последователями на основе универсального токарного станка был создан ряд станков различного назначения, сыгравших большую роль в развитии английского машиностроения.

Г. Модели был выходцем из небогатой семьи и не получил систематического образования. Работая на различных промышленных предприятиях, включая известный тогда Вулвичский арсенал, он ознакомился со многими видами станков и стад кузнецом, токарем, механиком, а позже и чертежником. Начало его творческой деятельности связано с работой на заводе Дж. Брамы, где изготавливались различные металлические изделия, в том числе весьма совершенные замки конструкции Брамы.

Работая у Брамы, Модели создал в 1794 г. конструкцию подвижного суппорта. Конструкция этого суппорта (каретки) сначала была несовершенна. Позже модернизированная каретка представляла собой резцедержатель, который закреплялся на одной из направляющих в любом месте зоны обработки и мог перемещаться с помощью двух винтов в продольном и поперечном направлениях на ограниченное расстояние.

Уйдя от Брамы, Модели основал собственную мастерскую и в 1798 г. создал суппорт токарного станка, значительно улучшив первый вариант. Этот станок явился важной вехой в развитии станкостроения. Направляющие станка были V-образной формы. Чтобы изменить величину подачи для нарезания резьбы, заменяли ходовой винт, помещенный на одной из направляющих; подвижной люнет и задний центр располагались на второй направляющей.

В 1800 г. Г. Модели усовершенствовал этот станок, добавив сменные шестерни (их было 28 с числом зубьев от 15 до 50), станина стала более мощной, направляющие -- плоскими, ходовой винт помещался между направляющими и был закреплен в подшипниках на станине. Чтобы получить идеальную плоскость направляющих, Модели притирал одну к другой 3 - 4 плоские поверхности. Точность притирки была такой высокой, что разнять поверхности можно было только сдвиганием.

В третьем станке Г. Модели комбинировал плоскую направляющую с V-образной. Внешний вид этих станков был совершенно схож с современными (только шпиндель у них был помещен справа, а не слева, как на станках более ранних и всех последующих типов). На этих станках могли обрабатываться детали от 3 дюймов до 3 футов, так как задняя бабка могла передвигаться. Использовались станки в основном для нарезания резьб.

Заслугой Г. Модели является не только то, что он создал модель станка, удобную для эксплуатации и настолько удачно скомпонованную, что при небольших доработках токарный станок принял вполне современный вид. Важно, что изобретатель понял необходимость всемерной унификации некоторых видов деталей и первым стал внедрять стандартизацию резьб на винтах и гайках. Г. Модели начал выпускать наборы метчиков и плашек для нарезки резьб. До этого одинаковые винтовые пары метили, так как нельзя было обеспечить взаимозаменяемость деталей хотя производство винтов и гаек промышленным способом в Англии существовало с 1792 г.

Одним из учеников и продолжателей дела Г. Модели был Р. Робертс. Сначала он работал на заводе Вилкинсона, потом токарем и механиком у Модели в течение двух лет, а затем основал свое дело в Манчестере. Робертс улучшил токарный станок, расположил ходовой винт перед станиной (как и сейчас), добавил зубчатый перебор, ручки управления вынес на переднюю часть станка таким образом, что включение передачи, переключение и реверсирование осуществлялись очень просто. Станок использовали не только для нанесения резьб, но и для точения. Этот станок работал до 1909 г., на нем могли обрабатываться детали до 6 футов длиной и до 19 дюймов диаметром.

В 1817 г. Р. Роберте построил продольно-строгальный станок с ручным приводом. Заметим, кстати, что в довольно большом цехе Робертса в 1821 г., в котором было около дюжины станков, не было никакого двигателя и он нанимал трех человек, чтобы они приводили станки в движение вручную.

Крупная машинная индустрия Англии потребляла большое количество металла, что вызывало рост объема подлежащего обработке металла. Возникла необходимость увеличения числа металлообрабатывающих станков. Однако промышленный выпуск такого оборудования приводил к противоречию между методами его изготовления и целями его выпуска, ибо станки, предназначенные для механизации производства, выпускались еще вручную. Это противоречие могло быть разрешено созданием таких станков, которые были в состоянии механизировать обработку всех видов поверхностей, которые практически встречаются при конструировании машин. Примером такого решения служит, например, создание продольно-строгальных станков, применявшихся для обработки деталей,-- типа направляющих токарных станков. Таким образом, начало промышленного производства одного вида металлообрабатывающего оборудования влекло за собой создание других типов станков промышленного назначения. В первой половине XIX в. в Англии были созданы лоботокарные, токарно-карусельные, фрезерные, продольно- и поперечно-строгальные, сверлильные (включая радиально-сверлильные), резьбонарезные станки, паровой молот и другие машины.

4. Предпосылки создания автоматического оборудования

Автоматический токарный станок был создан в США, где развитие техники обработки металла началось позже, чем европейской. Первые металлорежущие станки, изготовленные в этой стране, были весьма несовершенными по сравнению со станками Г. Модели и его учеников.

В первой половине XIX в. станины американских станков были деревянными, с укрепленными на них железными направляющими. Отсутствие опытных станкостроителей и необходимость использования металлорежущих станков на предприятиях, выпускающих продукцию с взаимозаменяемыми деталями (прежде всего на оружейных заводах), приводили к внедрению простых станков и приспособлений, предназначавшихся специально для выполнения отдельной конкретной операции.

Первые наиболее совершенные станки, которые по своим характеристикам приближались к европейским образцам, были построены с использованием опыта английских машиностроителей. Так, токарный станок, изготовленный в 1853 г. в Нью-Йорке и обладавший хорошими техническими характеристиками, построен А. М. Фриландом, являвшимся последователем Витворта и использовавшим его опыт.

Качество американских станков во второй половине XIX в. было уже достаточно высоким. Станки выпускались серийно, причем вводилась полная взаимозаменяемость деталей и блоков станков одной фирмы. Движущиеся части подгонялись не одна к одной, а к специальным шаблонам, обеспечивавшим их идентичность. При поломке деталей достаточно было выписать с завода аналогичную и заменить ее без малейшей подгонки. Чтобы сократить ручной труд (при невозможности ликвидировать его совсем), детали предварительно обрабатывали на станках. Например, на заводах «Пратт энд Винти» плоскости для суппорта токарных станков сначала фрезеровали, затем строгали и потом «прискабливали» к шаблонам.

Ввиду того, что кузнечные работы тогда плохо механизировались и автоматизировались, американские станкостроители предпочитали литые детали. Все ручки управления по возможности выносили на фартук станка. Включение прямого и обратного хода от ременной передачи обеспечивалось простым передвижением фрикционной муфты, входившей в зацепление с одним из вращающихся в противоположных направлениях барабанов. Для переключения подачи на противоположную служил обычный трензель с сателлитной шестерней.

Во второй половине XIX в. были введены элементы, обеспечивавшие полную механизацию обработки - блок автоматической подачи по обеим координатам, совершенную систему крепления резца и детали. Режимы резания и подач изменялись быстро и без значительных усилий. В токарных станках имелись элементы автоматики - автоматический останов станка при достижении определенного размера, система автоматического регулирования скорости лобового точения и т. д.

Револьверный станок 1850 г. (США)

Однако основной причиной ускорения прогресса американского станкостроения было не развитие традиционного токарного станка, который вообще принципиально улучшен быть уже не мог, а создание его модификации - револьверного станка.

Потребность в создании такого станка была связана с переходом в конце первой половины XIX в. от кремневых ружей к ударному капсюльному оружию. Для него требовалось большое количество винтов, и для их производства С. Фитч, взявший у правительства контракт на выпуск 30 тыс. пистолетов, спроектировал и построил в 1845 г. револьверный станок с 8 режущими инструментами в револьверной головке. В 1858 г. Г. Стоун предложил другую схему револьверного станка. Отметим, что это оборудование позволяло обходиться небольшим числом опытных наладчиков и использовать неквалифицированную рабочую силу при сохранении высокой производительности.

Основным преимуществом револьверных станков явилось резкое уменьшение времени, необходимого для смены режущего инструмента. Револьверные станки XIX в. имели обычно два суппорта - один отрезной, имевший одну только поперечную подачу, а второй - проходной, имевший только продольную подачу. На втором крепился револьверный патрон, несущий (в то время) до 10 инструментов. После одной операции резания и отвода резца в исходное положение патрон необходимо было повернуть для ввода в действие нового резца. В общем случае в функцию рабочего входит поворот резцового патрона, подача и крепление материала и режущего инструмента. Передвижение продольного суппорта обычно ограничивалось упорами и поэтому не требовало высокой квалификации рабочего. Все технологические операции здесь несложны и легко могли быть заменены автоматизированными узлами. Следовательно, револьверный станок относительно легко мог быть превращен в станок-автомат.

В США в револьверных станках чаще всего использовалась храповая рейка. При диаметре заготовки большем, чем 2 - 3 дюйма, на мощных станках использовали методы подачи специальными механизмами. Поворот револьверной головки при окончании операции и необходимости смены инструмента тоже был автоматизирован (с 1861 г.).

Следовательно, на различных револьверных и токарных станках можно было автоматически, без останова станка, осуществить продвижение заготовки и ее зажим, обработку (при механической продольной и поперечной подаче), удаление готовой детали и последующее повторение цикла. Однако до 70-х годов XIX в. использовались только некоторые из этих устройств, т. е. автоматизировались отдельные технологические операции, выполняемые на станках.

Тенденции автоматизации металлорежущего оборудования в США стимулировались рядом факторов. Среди них экономические факторы занимали главенствующее место Простота управления этими станками позволяла использовать неквалифицированную и дешевую рабочую силу - женщин и подростков, которые могли обслуживать несколько станков одновременно. Немаловажным было также то, что в период гражданской войны 1861 - 1865 гг. возрос спрос на огнестрельное оружие, а нехватка квалифицированных рабочих сдерживала рост его производства. Выходом из этого положения было создание станков-автоматов. Успехи автоматизации отдельных элементов металлообрабатывающих токарных и револьверных станков позволяли надеяться на успешное решение этой проблемы, особенно если учесть, что в 40-х годах XIX в. были спроектированы и успешно применялись деревообрабатывающие автоматы (К. Виппль, 1842 г.; Т. Слоан, 1846 г.).

Первый универсальный токарный автомат был изобретен Хр.Спенсером в 1873 г. Он был конструктивно прост, главной его особенностью был кулачковый вал. X. Спенсер -- автор еще нескольких более совершенных типов автоматов.

Изобретение и серийный выпуск токарных автоматов различных типов означал, что станкостроение достигло высокого уровня развития и что можно было ожидать выпуска автоматов других технологических типов металлорежущего оборудования. Таким образом, станкостроение вступало в новый этап своего развития -- этап совершенствования автоматических металлорежущих станков.

Для создания совершенных в техническом отношении механизмов в процессе промышленной революции XVIII - XIX вв. возникла необходимость повысить точность обработки деталей, ибо в противном случае сложный, многосочлененный механизм успешно работать не может. Повысить точность изготовления деталей можно было только с помощью усовершенствованных методов измерений. До промышленной революции точность проверяли произвольно, единицами измерения служили такие «эталоны», как части человеческого тела (локоть, ступня и т. п.).

Стремясь стабилизировать государственные меры, за основу стали принимать фиксированные эталоны. Так, в Англии мерой длины в XIV в. стал один дюйм, равный размеру трех ячменных зерен «сухих и круглых». В России в качестве меры длины употребляли «пядь» - расстояние от конца большого пальца до конца малого при наиболее возможном их разведении; «локоть» - длина от локтя до переднего сустава среднего пальца; «маховая сажень» - расстояние между концами пальцев раскинутых рук и «косая сажень» - расстояние от пятки левой ноги до конца пальцев правой поднятой руки.

Огромную роль в развитии техники измерения сыграло принятие метрической системы мер, введенной в практику машиностроения в XIX в. В период промышленной революции вопросы измерений в технике еще не были решены. Поэтому возникали серьезные трудности в создании новых машин. Стремясь решить эти противоречия, Г. Модели изготовил измерительную машину, которая могла измерять с точностью до одной тысячной дюйма. Правда, такая точность в то время и не требовалась. Обычно точность измерений равнялась десятым долям миллиметра. Так, например, точность изготовления продукции на Тульском оружейном заводе равнялась в начале XIX в. около 0,3 мм. Расточный станок Вилкинсона (1775 г.) обеспечивал точность 1,5 мм при большом (около метра) диаметре.

Для измерений в тот период пользовались главным образом калибрами и простейшими мерителями, причем имеющиеся данные свидетельствуют, что калибры еще не были предельными. Например, проверка стволов на Тульском оружейном заводе осуществлялась «колтышкою» (калибром), имевшим точно диаметр дульной части ствола. В инструкции, данной генералом Брюсом, отмечается: «Да того же мая в 24 день его Царское величество указал на оружейных Тульских и Олонецких заводах делать драгунские драбантские фузеи и пистолеты калибром против присланных его от Царского величества медных образцов, чтобы те медные образцы в стволы входили до самого хвостового шурупа». Следовательно, ограничение размеров было недостаточно жесткое: не контролировался максимальный предел ствола, он определялся точностью использовавшегося оборудования.

Совершенствование средств и методов измерений в XVIII - XIX вв., наряду с созданием универсальных металлорежущих станков различных технологических типов означало, что производство отдельных деталей и изделий в ограниченных количествах переставало быть проблемой. Однако растущий масштаб использования машин ставил новую проблему -- необходимость организации выпуска машин во все увеличивающихся количествах, что требовало формирования отдельной отрасли промышленности.

5. Образование машиностроения как крупной отрасли промышленности

Уровень технической оснащенности промышленности в Англии в тот период значительно превысил уровень других стран, именно тогда она была «мастерской мира», но несовершенство форм организации ее промышленности тормозило дальнейшее развитие. Несмотря на то, что в английском машиностроении были некоторые элементы стандартизации и унификации отдельных видов деталей (стандартные резьбы и т. п.) и там имелись примеры организации выпуска промышленной продукции в массовом количестве (корабельные блоки), новая форма - фабрика - не имела еще широкого распространения.

Для дальнейшего прогресса необходимо было перестраивать все производство, прежде всего связанное с выпуском промышленного оборудования. Успешное освоение машин в ткацком производстве и других отраслях промышленности, развитие металлообрабатывающих станков положили начало формированию новой отрасли промышленности - машиностроения.

Этот процесс протекал достаточно быстро. Для иллюстрации приведем тот факт, что С. Бентам, знакомясь с мануфактурами Англии в 1791 г., отмечал малое распространение машин, причем здесь не использовались даже те механизмы, которые в других странах применялись широко, например, механические пилы для распиловки леса. Столь же малым было использование машин и в других странах. В таких условиях говорить о машиностроении вообще невозможно, так как машины выпускались единицами.

Распространение паровых и текстильных машин и связанное с этим увеличение количества железа и других металлов в производстве машин приводили к расширению сферы применения металлорежущих станков. Однако выпуск металлических машин и необходимость выдерживать определенную точность изготовления отдельных деталей вступало в конфликт с ручными методами производства. К. Маркс отмечал, что «эти орудия производятся по большей части все еще ремесленным или мануфактурным способом и затем укрепляются на теле рабочей машины, произведенном машинным способом». Только примерно с 1850 г. все большая доля орудий для рабочей машины начинает изготавливаться в. Англии машинным способом. Это свидетельствует о том, что в первой половине XIX в. машины еще не могли конкурировать по точности и качеству обработки с ручным трудом, хотя здесь, вероятно, имел место еще и недостаток точных станков. Подчеркивая факт изменения роли железа в производстве и вытеснения им других материалов, К. Маркс отмечал: «...огромные массы железа, которые приходилось теперь ковать, сваривать, резать, сверлить и формовать... требовали циклопических машин, создать которые мануфактурное машиностроение было не в силах».

К середине XIX в. машиностроение начинает складываться в особую отрасль промышленности. В промышленно развитых странах, прежде всего в Англии, происходят сдвиги в укладе хозяйства и, следовательно, в структуре занятости рабочей силы. В 1850 г. в Англии в сельскохозяйственном производстве было занято только 26% мужского самодеятельного населения (старше 20 лет). В 1860 г. в машиностроении США (третьей по промышленному развитию державы в мире в тот период) было занято 41 223 человека, а выпущенная продукция оценивалась суммой в 52 010 376 долларов. В тот период машиностроение США выпускало разнообразное оборудование для хлопчатобумажного производства, лесоразработок, производства одежды и обуви, мукомольной и пищевой промышленности, сталелитейной промышленности, общего машиностроения, производства экипажей, телег, вагонов и т. п.

Необходимым условием прогресса промышленности на этапе формировавшегося дифференцированного машиностроения было внедрение системы полной взаимозаменяемости деталей, что экономически эффективно только при массовом производстве основных промышленных изделий.

Ранние сведения об использовании принципа взаимозаменяемости при производстве промышленной продукции относятся к 1710 г. (Швеция) и 1717 г. (попытки организовать производство огнестрельного оружия с использованием этого принципа во Франции).

В начале XVIII в. в России на Тульском оружейном заводе выпускались ружья с взаимозаменяемыми частями. Согласно приказу главной артиллерии и фортификации от 1732 г., части ружей должны быть взаимозаменяемы. «Чтобы в полку от одной фузеи каждую часть можно было употребить к другим фузеям. И когда из помянутых фузей равной пропорции несколько при полку будет запасных, то поврежденное ружье, что от ружья потерянное, может скорее исправлено быть».

Широкое использование станков и механизмов, созданных русскими механиками Сидоровым, Батищевым, Захавой и другими, в конце концов обеспечило такой уровень производства, в результате которого оказалось возможным изготовление взаимозаменяемых частей ружей. По словам Гамеля, приехавший 20 сентября 1826 г. на завод царь Николай I «на опыте удостоверился в том, действительно ли в Туле ныне достигнуто совершенное единообразие частей замка, которое в других государствах всегда почиталось невозможным».

В конце XVIII в. в Англии Брюнель приступает к машинному производству карабельных блоков со взаимозаменяемыми частями. В 1785 г. француз Ле Бланк организует выпуск огнестрельного оружия на принципе взаимозаменяемости. В то время многие из этих работ не получили логического завершения и распространения, но метод Ле Бланка, как представляется, оказал значительное влияние на техническое развитие США. В 1785 г. Т. Джефферсон (бывший тогда послом во Франции), посетил Ле Бланка и ознакомился с оружием и принципом его производства. Джефферсон сообщил о работах Ле Бланка в Америку. Можно предположить, что позднейшие американские работы в этом направлении базировались на его опыте.

В США в этот период образовался большой рынок для сбыта огнестрельного оружия. Поставки из Европы были ограничены из-за ведущихся там войн. Кроме того, ремонт европейского оружия затруднялся из-за отсутствия в США необходимых мастерских. Известно, что даже в Англии в 1811 г. в правительственных арсеналах находилось около 200 тыс. неисправных мушкетов из-за недостатка механиков для их ремонта. В США эта проблема стояла еще более остро.

В 1798 г. американец Эли Уитни получил от правительства контракт на поставку 12 тысяч мушкетов, причем первые четыре тысячи он обязался поставить в первый год. Учитывая, что Уитни до этого не изготовлял оружие и что объем поставок должен был быть столь большим, можно предположить, что Уитни знал о работах Ле Бланка. Этот контракт Уитни смог выполнить позже установленного срока (за 8 лет), однако приобрел большой опыт и в 1812 г. взял еще один заказ (на 30 тысяч мушкетов), который выполнил.

В целом к последней четверти XIX в. уровень технической оснащенности и форм организации промышленного производства (фабрика) отличались от того положения, которое существовало в начале XIX в. Можно сказать, что машиностроение было в состоянии создавать уникальные по своим размерам или по своим точностным характеристикам изделия и производить в массовом количестве такие относительно сложные системы, как огнестрельное оружие. Происходило постепенное накопление опыта организации выпуска машин на основе полной взаимозаменяемости деталей, но этот метод производства еще не стал главенствующим. Дальнейшее развитие массового производства сдерживалось недостаточно высоким уровнем потребности в продукции машиностроения.

Список литературы

1. Венецкий С.И. От костра до плазмы. - М.: Знание, 1980.

2. Машины и агрегаты металлургических заводов. - М.: Металлургия, 1983.

3. Техника в ее историческом развитии от появления ручных орудий труда до становления техники машинно-фабричного производства. - М.: Наука, 1974.

4. Черных Е.Н. Древнейшая металлургия Урала и Поволжья. - М.: Наука, 1970.

5. Якобсон Н.И. История техники. - М.: Знание, 1991.

Размещено на Allbest.ru