В XI- XII веках в городах Западной Европы появляются группы ремесленников, которые объединяются в цехи - гильдии. Были гильдии оружейников и бондарей, гончаров и плотников. Ткачи также объединялись в гильдии. Существовали, например, гильдии суконщиков, полотенщиков и т.д. Цехи представляли собой замкнутую привилегированную организацию, которая занималась не только производством, но и сбытом товаров. Разделение труда практически отсутствовало. Все операции по выработке изделия от начала и до конца зависели лишь от мастерства ремесленника.
К качеству и добротности тканей предъявлялись очень высокие требования. Когда к великому голландскому художнику Рембрандту обратились синдики - старейшины гильдии суконщиков - с просьбой написать групповой портрет, их условие было следующим: "Вы должны показать нашу честность. Наша честность, которая никогда не ставилась под сомнение, - вот единственно хорошее, что есть в нас пятерых. Мы проверяем, сортируем и штемпелюем каждую штуку ткани, сходящую со станков в нашем городе, и мы никогда - для вас это мелочь, а для нас - все! - не пропустили в продажу ни ярда сукна с изъяном. Мы не ждем, что вы напишете нас красивыми, умными или аристократичными. Честными и добросовестными - вот какими мы были, исполняя свои обязанности, такими останемся до смерти и такими же хотим выглядеть, когда картина будет висеть в гильдии суконщиков".
Шли века, а ручное ткачество практически не изменило своей техники. На протяжении нескольких тысячелетий люди изготовляли ткани на вертикальной ткацкой раме.
И вот Возрождение, или Ренессанс (от французского Renaissance, от итальянского Rinascimento),- эпоха, ставшая переходной в истории стран Западной и Центральной Европы от средневековой культуры к культуре нового времени. В эпоху Возрождения наблюдался расцвет не только литературы и искусства, но и науки и техники.
Леонардо да Винчи - великий мастер эпохи Возрождения. Трудно даже перечислить все те области человеческой деятельности, в которых он не сделал бы выдающихся открытий. Им были предложены конструкции танка, вертолета, металлорежущего станка. Не обошел он своим вниманием и текстильное производство. Вы уже знаете, что им разработана самопрялка, в которой веретено получает движение от привода, что значительно повысило скорость прядения. Леонардо да Винчи предложил горизонтальное расположение ткацкой рамы, что было гораздо удобнее, и при этом резко возросла производительность ткачей.
С развитием ремесленного производства в средневековой Европе ткацкая рама была несколько модернизирована. Так стали применяться одновременные подъем и опускание нескольких нитей, т. е. появилась многоремизная система, совершенствовался батанный механизм ткацкого станка.
На рис. 8 показан немецкий ткацкий станок XIV века. Использование четырех ремизок доказывает возможность изготовления на этом станке узорчатых тканей. На английском ткацком станке (рис. 9) без сомнения вырабатывались очень широкие ткани. Станок могли обслуживать только два ткача, так как прокидка челнока в обе стороны через зев не могла выполняться одним человеком. Дело в том, что ширина ткани определялась длиной рук ткача. На станке имеются две пары ремизок: значит, на нем вырабатывались узорчатые ткани.
Рис. 8 Немецкий
ткацкий станок XIV века
Следует сказать, что в основном вырабатывавшиеся в Италии дорогие шелковые ткани были узорчатыми. При наличии простых рисунков можно было приспособить для выработки узорчатых тканей обыкновенные ткацкие станки, увеличив в них количество ремизок и педалей. Однако более 30 ремизок на ткацком станке установить нельзя, поэтому в Италии в XIV веке появились так называемые кегельные станки. На этих станках каждая группа нитей основы, которая по рисунку должна была быть поднята при одной прокидке утка, пропускалась через особые глазки - лицы, соединявшиеся с рамными веревками. Последние проходили через отверстия рамной доски и привязывались группами к одному шнуру, перекинутому через блок в верхнем брусе станка и оканчивающемуся свинцовой кеглей. Образование зева на таком станке достигалось оттягиванием каждый раз соответствующей кегли руками работницы - дергалыцицы. Знаменитые венецианские и генуэзские шелковые и бархатные ткани с рисунками, выполненными золотыми и серебряными нитями, изготовлялись именно на таких кегельных ткацких станках.
Рис. 9
Английский ткацкий станок XV века
Особенностью выработки бархатных тканей было использование двух основ: грунтовой и ворсовой (которая была примерно в 6 раз длиннее грунтовой). В процессе ткачества сначала поднимали ворсовую основу в верхнюю часть зева; в нее прокладывали особый пруток; затем образовывали второй зев, в который прокладывали челнок с уточной нитью, и т.д. В дальнейшем прутки из ткани вынимали, а петлю из ворсовой основы разрезали ножом - так на поверхности ткани получался ворс.
Конечно, какие-то усовершенствования в технике ткачества были внедрены, однако ... За 1500 лет новой эры техника ткачества ушла очень недалеко от уровня Древнего Рима и Древней Греции. В чем же причина? А причина в искусственном сдерживании прогресса! Попытки любой механизации встречали упорное сопротивление и враждебность со стороны цеховых организаций. Так, например, Вальтеру Кезенгеру, явившемуся в начале XV века в кельнский цех с предложением ввести какие-то "колеса" для механизации ручной работы, было отказано на том основании, что если новое изобретение будет применено на практике, то "... многие, которые кормились этим ремеслом, погибнут". Поэтому было решено, что „... не надо строить и ставить колеса ни теперь, ни когда-либо впоследствии". Боязнь ремесленников лишиться своего заработка вследствие конкуренции какого-либо механизма -вот основа технического консерватизма в средние века.
МАНУФАКТУРНЫЙ ПЕРИОД
Этот период, продолжавшийся немногим более двух столетий (от середины XVI века до последней трети XVIII века), характеризуется возникновением и развитием нового капиталистического способа производства.
Эпоха великих географических открытий XV - XVI веков и последовавшая за ней жестокая борьба за колониальное господство между Францией, Англией, Испанией, Португалией и Нидерландами завершилась в XVII - XVIII веках победой Англии. К 60-м годам XVIII века Англия сконцентрировала в своих руках не только всю международную торговлю, но и значительные территории колониальных рынков (Индия, Канада, обширные области Северной Америки, а также захваченные у Франции центральноамериканские колонии).
Переход от ремесленного периода производства к мануфактурному в отличие от перехода мануфактуры к крупной капиталистической промышленности не сопровождался техническим переворотом.
Да, прогресс в технике развивался тогда крайне медленно, но все-таки развивался! Этому в немалой степени способствовали успехи в области механики и математики, положившие начало применению научно обоснованных технологических процессов.
Родоначальником современной механики является Галилей (1564 - 1642), установивший и сформулировавший основные законы статики и динамики твердых тел (законы свободного падения тел, равномерного движения, принцип инерции и др.). Из последователей Галилея наибольший вклад в механику XVII века сделали Гюйгенс (1629 -1695) и Ньютон (1643 -1727).
Одним из первых механиков мануфактурного периода является математик и философ Декарт (1596 - 1650), а учением о жидкостях, т. е. гидравликой, без которой практически не обходится ни одна высокоскоростная машина в настоящее время, человечество обязано Паскалю (1623 - 1662) и Торичелли (1608 -1647). Вклад физиков Бойля (1627 - 1691) и Мариотта (1620 -1684) в разработку основ физики газообразных тел трудно переоценить. Папен (1647 - 1714) разработал первые элементы теории паровой машины.
В XVI - XVII веках широкое распространение получило маховое колесо (маховик), выравнивающее неравномерность хода машины за счет аккумулирования энергии, получаемой от двигателя, и передачи ее исполнительному механизму. Появились ременная и канатная передачи движения. Таким образом, в мануфактурный период были заложены основы будущей технической революции.
Однако в основном в технике ткачества XVI - XVII веков никаких существенных изменений отметить нельзя. Исключение, пожалуй, составляет технология изготовления шелковых узорчатых тканей. Здесь в конструкцию кегельного ткацкого станка внесены усовершенствования, направленные на уменьшение трудовых затрат и в конечном счете на повышение производительности ткацкого станка. Французские изобретатели Донгон, Бушон, Фалькон и Вокансон последовательно усовершенствовали примитивную кегельную систему отбора и подъема части основных нитей согласно рисунку переплетения ткани. Однако все усовершенствования требовали радикальных перемен в технике и организации шелкоткацкого производства, а цеховые правила и традиции препятствовали распространению этих усовершенствований. Тем не менее, развитие ткачества продолжалось.
Английская шерстяная промышленность, имея такую же техническую базу, значительно увеличила объемы производства за счет выполнения казенных заказов для армии и флота, а также расширения внешней торговли. Достаточно сказать, что к концу XVIII века экспорт шерстяных тканей из Англии оценивался в 4 миллиона фунтов стерлингов. В это же время шерстяная промышленность Италии и Нидерландов испытывала острый недостаток в сырье, и объемы выпуска шерстяных тканей в этих странах сокращались.
Льняное производство продолжало развиваться в Германии, Ирландии и Шотландии. Центрами шелкового производства оставались Италия и Франция. Хлопчатобумажное производство до XVIII века играло лишь вспомогательную роль в текстильной промышленности. Средневековая Европа была знакома с хлопчатобумажными тканями, привозимыми из Малой Азии. В конце XVII века начался и стал быстро расти ввоз в Европу индийских хлопчатобумажных тканей - дешевых и красочных. Они сразу стали серьезно конкурировать с шерстяными и льняными тканями. Цеховые организации европейских ткачей выступили против "непрошеного гостя". Появились законы, запрещающие ввоз и ношение индийских хлопчатобумажных тканей. В 1680 году в Лондоне рабочие-шерстянники разрушили дом Ост-Индской компании, торговавшей хлопчатобумажными тканями. В Англии в связи с быстрым распространением дешевых хлопчатобумажных тканей* [*Частично ввозимых контробандой, частично изготовленных в самой Англии] началась борьба за сохранение позиций национального шерстяного производства: проводилась кампания в печати, издавались запрещающие законы, бойкотировали тех, кто носил индийские хлопчатобумажные ткани. Однако молодая английская хлопчатобумажная промышленность не только преодолела эти искусственно создаваемые барьеры, но и первой перешла к машинному производству.
4. ТЕХНИЧЕСКАЯ РЕВОЛЮЦИЯ XVIII ВЕКА
Последняя треть XVIII века - переломный этап в истории развития техники. Такого бурного развития техники человечество еще не знало. В течение многих веков человек пользовался ручными орудиями, производство готовых изделий целиком зависело от мастерства ремесленника, от его силы и ловкости. Машин практически не существовало. Но вот начиная с 70-х годов XVIII века на месте старого мануфактурного производства, использующего ручной труд, начала возникать фабричная индустрия, опирающаяся на машинную технику. Последовала целая серия великих изобретений, вызванных насущными потребностями общества. Ритм общественной жизни ускорился в невероятной степени. Изобретение паровоза в немалой степени способствовало развитию внутренней и внешней торговли, а это в свою очередь вызвало необходимость резкого увеличения производства товаров.
Но разве можно увеличить производство товаров на старых мануфактурах с ручным трудом? Конечно, нет! Что же делать? Делать машины! А что такое машина? Первую, очень точную характеристику машине дал К. Маркс: "Всякое развитое машинное устройство состоит из трех существенно различных частей: машины-двигателя, передаточного механизма, наконец машины-орудия, или рабочей машины". Рабочая машина*[*Мы бы ее назвали «исполнительным механизмом» ] представляет собой "такой механизм, который, получив соответственное движение, совершает своими орудиями те самые операции, которые раньше совершал рабочий подобными же орудиями. Исходит ли движущая сила от человека или же, в свою очередь, от машины - это ничего не изменяет в существе дела". В существе дела - нет! А вот в производительности? Ответ однозначен. Следовательно, рабочей машине нужен двигатель - привод.
Для приведения машин в действие необходимы были более мощные и совершенные двигатели, чем те, которые существовали в мануфактурный период и которые были рассчитаны в основном на ручные орудия и аппараты. Из старых двигателей наибольшее значение имело водяное колесо. На его основе на крупных мануфактурах возникли мельничные механизмы - предшественники будущих машинных агрегатов. Конечно же, этот двигатель не мог стать, энергетической основой новой фабричной индустрии. Почему? Ну, во-первых, потому, что не везде есть реки, водопады, а во-вторых, зимой, как известно, вода замерзает. И еще одно, крайне немаловажное, обстоятельство - небольшая мощность двигателя. Другими словами, мощность водяного колеса не смогла бы, например, привести в действие несколько машин, а строить для каждой машины такой громоздкий двигатель невыгодно. Вот почему, как только в Англии возникли первые фабрики с машинным оборудованием, сейчас же встала проблема создания нового двигателя, отвечающего новым требованиям. Таким двигателем, вызванным к жизни в 70- 80-е годы XVIII века потребностями промышленности, стал паровой двигатель, приводящий в движение сразу несколько рабочих машин.
Мысль об использовании механических свойств пара для получения полезной работы занимала людей на протяжении многих столетий. Еще древнегреческий механик Герон (II век до н.э.) сконструировал прибор, в котором полый шар вращался от струй пара, выходящего из трубок. Великий Леонардо да Винчи в XV веке разработал проект пушки, стрелявшей ядрами, вылетающими под давлением пара. Одним словом, попыток использовать пар было много, но изобретением парового двигателя мы обязаны великому английскому механику Джеймсу Уатту, который не только изобрел в 1765 году паровую машину, но и в 1784 году механизм, без которого было бы невозможно ее использование в промышленности. Этот механизм теперь знает каждый школьник. А тогда, всего 200 лет назад, это было поистине революционное изобретение.
Речь идет о кривошипно-шатунном механизме, преобразующем поступательное движение во вращательное. С середины 80-х годов на английских хлопчатобумажных фабриках начали внедрять паровые машины. Благодаря внедрению паровой машины была, наконец, создана энергетическая база для возникновения ткацких фабрик. Но этого было еще недостаточно! Для изготовления в большом количестве ткацких станков (да и паровых двигателей, разумеется, тоже) необходим был в огромных количествах металл. Это и стимулировало подъем и дальнейшее развитие металлургии.
Исходным моментом революции в металлургической технике XVIII века является переход сначала в доменном, а потом и в железоделательном производстве к новому виду топлива - каменному углю. Это смогло осуществиться лишь после изобретения в 30-х годах XVIII века способа коксования каменного угля. Способ коксования каменного угля (не сразу, а через несколько десятилетий) вызвал настоящую революцию в металлургическом производстве: полную замену дорогостоящего и дефицитного древесного топлива новым, более дешевым и распространенным - минеральным.
Читатель, возможно, поморщится и подумает: "Не много ли революций в XVIII веке? Что-то автор становится похож на крыловского князя, который" ... и к былям небылиц бессчетно прилагал..." Нет, друзья, XVIII век был поистине веком технических революций в истории цивилизации. Пройдут годы, десятилетия. В XX веке, в котором мы с вами живем, станет былью многое из того, что в XVIII веке казалось чудом, но все равно тот скачок в технике, который произошел в конце XVIII века, не сравним ни с чем! Итак, вернемся к металлургии.
Применение кокса вызвало необходимость модернизации доменных печей: нужно было резко повысить силу дутья. Из физики вы знаете, что при горении кокс потребляет очень много кислорода. Если оставить конструкцию доменных печей прежней, то их производительность при использовании кокса оказывалась в 2 - 3 раза ниже, чем при использовании древесного топлива. В 50-е годы механик Смитон изобрел новый тип цилиндрических мехов насосно-поршневого принципа действия с производительностью, на порядок*[* Т. е. в 10 раз] превышающей прежний уровень. Для приведения в действие мехов стал применяться паровой двигатель. С использованием кокса доменные заводы Англии стали производить огромное по тому времени количество чугуна. Вот несколько цифр:
Год
1720 1788 1796
1804
Количество 17
68 128
250
чугуна, т
Что и говорить, рост впечатляющий. Железоделательная отрасль также не стояла на месте. В 1784 году Корт и Оньонс изобрели (независимо друг от друга) способ получения ковкого железа плавкой чугуна на коксовом огне с последующей прокаткой металла на особых вальцах. Этот способ в металлургии называют пудлингованием. Для характеристики значения способа достаточно сказать, что производительность труда рабочего увеличилась в 15 раз! (Ранее эта операция производилась вручную молотами.) И наконец, в 50-е годы Генсман изобрел способ получения тигельной стали.
Переход к машинной технике, появление нового мощного двигателя, а также переворот в металлургии чугуна и железа обусловили возникновение новой фабричной индустрии - машиностроения.
Машиностроение, как это ни парадоксально, не могло свободно развиваться и сильно тормозилось до тех пор, пока сама машина по-прежнему производилась ручным способом. Если первые ткацкие станки в 70-е годы XVIII века делали в основном из дерева, то их сравнительно нетрудно было изготовить в мануфактурной и даже в кустарной мастерской. А прокатные вальцы, токарные станки для металла, гидравлические молоты, сверлильные станки, состоящие из осей, шестерен, валов и т.д., обязательно должны быть сделаны из металла. Да и сами деревянные ткацкие станки не могли долго и производительно работать. Необходимо было их изготовлять также из металла. Требовавшаяся теперь точность изготовления деталей строго геометрической формы и необходимость удовлетворять быстро возрастающий и становившийся массовым спрос на машины оказывались несовместимы с ремесленной техникой производства различных деталей и узлов машин. Требовалось, следовательно, чтобы детали и узлы также изготовлялись машинами!
Эта проблема была решена в Англии в конце XVIII - начале XIX века с изобретением важнейших дерево- и металлообрабатывающих станков. Решающим для переворота в машиностроении является преобразование ручного токарного станка в механический путем введения так называемого суппорта, несущего резец и направляющего его на обрабатываемый предмет* [До этого данная операция выполнялась вручную]. Это изобретение было сделано в 1797 году Модслеем. Новый технический принцип, введенный Модслеем, был затем перенесен, правда в видоизмененной форме, и на другие металлообрабатывающие станки: долбежный, строгальный, сверлильный, фрезерный. Известные сейчас всему миру имена английских механиков-изобретателей Робертса и Витворта и американца Уитнея в то время мало кто знал. А ведь именно они были основателями машиностроения!
Наряду с основными типами металлообрабатывающих станков английские машиностроительные заводы начала XIX века стали оборудоваться целой системой точных измерительных приборов. Зачем? Для решения одной из главных проблем машиностроения - точности обработки деталей! И, наконец, появился новый, невиданный прежде принцип - изготовление стандартных взаимозаменяемых деталей. Это замечательное нововведение американские машиностроители впервые применили на военных заводах, где было налажено массовое производство стандартных деталей-
Перед новой, бурно развивающейся текстильной промышленностью встала еще одна проблема - как быстро и в больших количествах доставить сырье на фабрики, а фабричную продукцию - на рынки сбыта. Конный транспорт на суше и парусный флот на море проблему решить не могли. Назревала революция в транспорте. Движущей силой этой "транспортной революции" стала, разумеется, паровая машина Уатта, создавшая широкие возможности для возникновения мощных машинных средств сухопутных и морских сношений.
История изобретения и первых "шагов" паровоза и парохода начинается в начале XIX века, причем с попыток создать пароход. Первые попытки были сделаны еще в XVII веке, но только в конце XVIII века после массового внедрения паровых машин Уатта в промышленное производство они получили практическую основу. Было предложено много конструкций, но лишь американцу Роберту Фултону удалось создать в 1807 году пароход. Его "Клермонт" был первым в мире пароходом, начавшим регулярное плавание. Интересно, что изобретательскую деятельность Фултон начал во Франции.
Будучи ярым поклонником Наполеона и поддерживая его борьбу против Англии, Фултон предложил Наполеону идею создания Французского военного флота (парового) для победоносной войны против "владычицы морей" Англии с ее мощным, но парусным флотом. Однако идея Фултона не встретила у Наполеона поддержки. Великий стратег и политик не смог оценить великую идею изобретателя и тот политический успех, который она ему сулила. Это побудило Фултона уехать в Америку, где он и закончил блестяще свою работу.
В Европе первый пароход был построен английским механиком Беллем в 1811 году. Начало океанического плавания отмечено в 1818 году первым рейсом английского парохода "Саванна" из Ливерпуля в Нью-Йорк.
Завоевание паровым двигателем водного транспорта позволило решить две основные проблемы, стоящие перед английской, а вслед за нею и других стран текстильной промышленностью: быструю транспортировку огромных грузов промышленного сырья на большие расстояния и распространение во всех частях света изделий фабричной промышленности.
Не менее важным стало создание машинного сухопутного транспорта. Первый паровоз англичанин Тревитик сконструировал в 1804 году, однако лишь в 1825 году была построена первая железная дорога между Стоктоном и Дарлингтоном. Этому предшествовала большая изобретательская и научная работа многих и многих людей. Практически пригодный тип паровоза удалось создать благодаря работам Георга и Роберта
Стефенсонов в 1814 - 1825 годы. В 1829 году железной дорогой были соединены важнейший фабричный центр Англии Манчестер и главный порт, снабжавший манчестерские хлопчатобумажные фабрики хлопком, - Ливерпуль. Строительство железных дорог целиком становилось на службу нуждам промышленности. Вслед за Англией начали прокладывать железные дороги и в других странах. Первые паровозы во Франции появились в 1828 году, в Америке - в 1830 году, в России - в 1833 году. Строительство железных дорог продолжается и в настоящее время.
Совсем недавно в нашей стране построена и начала осваиваться Байкало-Амурская магистраль. Ответвления от нее пройдут в самые отдаленные точки Восточной и Западной Сибири. Они соединят промышленные центры с сырьевыми кладовыми этих регионов. Сейчас по железным дорогам уже мчатся современные многовагонные локомотивы, но мы никогда не забудем пионеров машинного сухопутного транспорта - паровозы начала XIX века.
5. МЕХАНИЗАЦИЯ РУЧНОГО ТКАЧЕСТВА
УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ РУЧНОГО ТКАЦКОГО СТАНКА
Итак, мы рассмотрели краткую историю технической революции второй половины XVIII века. Как же развивалось в это время ткачество?
Началом технических преобразований в ткачестве стало изобретение в 1733 году англичанином Джоном Кеем так называемого челнока-самолета. Целью Кея было создание возможности обслуживания широких ткацких станков одним человеком. Ведь до этого изобретения уточную нить протаскивали между нитями основы вручную, а при выработке широких тканей процесс был не под силу одному человеку, т.е. на одном широком ткацком станке работали два ткача. Кроме того, ручная прокидка челнока быстро утомляла руки ткача, замедляла процесс ткачества и, следовательно, обусловливала низкую производительность труда. Сущность изобретения Кея состояла в следующем. К обыкновенному челноку прикреплялось четыре ролика, при помощи которых он должен был катиться по колее узкой доски; прикрепленной к батанному механизму станка. По бокам станка были расположены две челночные коробки (рис. 10), в каждой из которых находились погонялки, соединенные шнурами с общей рукояткой. Начиная работу, ткач дергал за левый шнур и приводил в действие левую погонялку, ударявшую своим молоточком (гонком) по мыску челнока, заставляя его пролетать через зев основы в правую челночную коробку. После удара левая погонялка под действием пружины отходила назад в исходное положение. Затем ткач, прибив нить утка к опушке ткани, нажимал на педаль, при этом образовывался новый зев, после чего ткач приводил в действие правую погонялку, сообщавшую челноку движение в обратном направлении.
Самолетный челнок (fly shuttle) Кея увеличил производительность труда почти вдвое. К началу 60-х годов XVIII века он занял господствующее положение во всех видах ткачества.
Рис. 10. Ткацкий
станок, на котором применялся челнок-самолет
Джона Кея
В 1786 году был изобретен механический ткацкий станок. Его автор - доктор богословия Оксфордского университета Эдмунд Картрайт. Этому предшествовал ряд попыток механизации процесса ткачества различными механиками. Механический ткацкий станок, сконструированный Картрайтом, показан на рис. 11. Видно, что Картрайт ввел непосредственную заправку основы с катушек. На этом станке предусмотрена обработка нитей основы шлихтой (специальным клеящим составом, придающим нитям гладкость и прочность). Выработанная ткань проходила между цилиндрами и накапливалась в специальном ящике. На главном распределительном валу станка имелись кулачки, приводившие в движение погонялки для прокладывания утка в зеве и ремизки для образования зева. Челнок пролетал через зев под действием погонялки, получавшей движение от соответствующего кулачка. Чтобы преобразовать ротационное движение главного вала в поступательное движение челнока вдоль этого вала, Картрайт ввел два дополнительных вала, перпендикулярных первому и имеющих по кулачку. При каждом обороте главного вала его кулачок (поочередно то правый, то левый) воздействовал на кулачок поперечного вала, который в свою очередь приводил в действие погонялку, возвращавшуюся после удара по челноку в исходное положение под действием пружины. Кроме того, имелись специальные кулачки, поднимавшие ремизки. К главному валу присоединен шатун, сообщавший колебательное движение батану, благодаря чему при каждом ударе бердо автоматически перемещало уточную нить к опушке ткани.
Таким образом, Картрайту удалось механизировать все основные операции ручного ткачества: прокидку челнока через зев; подъем ремизок и образование зева; прибой уточной нити к опушке ткани бердом; сматывание нитей основы; съем выработанной ткани.
Рис. 11.
Механический ткацкий станок Картрайна
Изобретение Картрайтом механического ткацкого станка стало последним необходимым звеном технической революции XVIII века в ткачестве. Оно вызвало коренную перестройку технологии и организации производства, появление целой серии станков и машин, позволяющих резко увеличить производительность труда в текстильной промышленности. Несмотря на то, что Картрайт не создал принципиально новой системы ткачества и его механический станок сохранил все основные черты ручного ткацкого станка, получив лишь механический привод от двигателя, значение этого изобретения было исключительно велико. Оно создало все условия для вытеснения мануфактурного (ручного) способа производства крупной фабричной промышленностью.
Победа механического ткачества над ручным привела к гибели миллионов ручных ткачей на европейском и азиатском континентах. К. Маркс писал: "Когда машина постепенно овладевает известной сферой производства, она производит хроническую нищету в конкурирующих с нею слоях рабочих. Когда переход совершается быстро, ее действие носит массовый и острый характер. Всемирная история не знает более ужасающего зрелища, чем постепенная, затянувшаяся на десятилетия и завершившаяся, наконец, в 1838 г. гибель английских хлопчатобумажных ткачей. Многие из них умерли голодной смертью, многие влачили существование со своими семьями на 2 V2 пенса в день". К. Маркс привел также слова генерал-губернатора Ост-Индии, который констатировал в 1834-1835 годах: "Бедствию этому едва ли найдется аналогия в истории торговли. Равнины Индии белеют костями хлопкоткачей". Этой трагедии предшествовали годы и десятилетия борьбы ручных ткачей против машин и их изобретателей.
Не избежали ярости ручных ткачей и изобретатель челнока-самолета Кей, и автор механического ткацкого станка Картрайт.
В1747 году в Бэри, родном городе Кея, произошел бунт ткачей, сопровождавшийся разгромом дома изобретателя. Кею едва удалось бежать в Манчестер, откуда он уехал во Францию, навсегда покинув родину. Спустя 100 лет после великого изобретения в 1833 году жители Бэри воздвигли ему памятник в полный рост и с челноком в руке. Аналогичная история произошла и с Картрайтом. В 1791 году он построил фабрику мощностью в 400 механических ткацких станков, приводимых в движение несколькими мощными паровыми машинами. Через месяц после пуска фабрики окрестные ручные ткачи, обеспокоенные неожиданной конкуренцией, грозившей подорвать их благополучие, подожгли фабрику. Отдельные вспышки недовольства рабочих в XVIII веке носили случайный, а порой и бессмысленный характер.
Создание фабрик не только делало ненужным ручной труд, но и означало для молодого рабочего класса начало всех ужасов фабричной системы с ее бешеной интенсивностью труда с целью повышения производительности любыми средствами. Мануфактурный период не знал таких утонченных методов эксплуатации, какие нес с собой капитализм. Уже в 1779 году по ряду районов Англии прокатилась волна выступлений рабочих против машин. Если раньше выступления против некоторых изобретателей или разрушение предприятий были единичными, то с появлением фабрик они впервые приняли массовый характер. Это была первая реакция английского пролетариата на новое средство эксплуатации, рожденное вместе с фабричной системой, - машинную технику. Рабочие считали, что причиной резкого ухудшения их материального положения, безработицы, нищеты и т.д. являются машины. В Ланкашире, где использовалось особенно много машин, движение рабочих-разрушителей приняло в 1779 году острый характер. На ряде фабрик рабочие организовывались в вооруженные отряды и, невзирая на принятый английским правительством в 1769 году закон о введении смертной казни за разрушение фабричных зданий, стали разрушать машины. Это движение известно как движение луддитов. Его название происходит от имени их предводителя, легендарного рабочего Неда Лудда, который якобы первым разрушил свой станок. Луддиты разрушали не только свои фабрики и мастерские, но и все другие, встречавшиеся на их пути. К ним присоединялись другие рабочие. Размеры движения катастрофически увеличивались, поэтому английское правительство мобилизовало все средства для его подавления. Движение было подавлено. Несмотря на наивность целей и их явную ошибочность, оно было первым организованным выступлением молодого пролетариата.
Механический ткацкий станок Картрайта при всех достоинствах в своем первоначальном виде еще не был настолько совершенным, чтобы представлять серьезную угрозу для ручного ткачества. С учетом вечного принципа „лучшее - враг хорошего" началась работа по усовершенствованию станка Картрайта. Среди других следует отметить механический ткацкий станок Вильяма Хоррокса, отличавшийся от станка Картрайта в основном подъемом ремизок от эксцентриков (1803). В 1813 году в Англии работало уже около 2400 механических ткацких станков, главным образом системы Хоррокса. Разгром движения луддитов усилил стремление к дальнейшей механизации ткацкого станка.
Поворотным моментом в истории механического ткачества является появление в 1822 году ткацкого станка инженера Робертса, известного изобретателя в разных областях механики. Он создал ту рациональную форму ткацкого станка, которая полностью соответствует законам механики. Этот станок практически завершил технический переворот в ткачестве и создал условия для полной победы машинного ткачества над ручным.
Что же добавил Роберте в конструкцию станка Картрайта -Хоррокса? Это, прежде всего, набор ткани на товарный вал при помощи зубчатого колеса, укрепленного на оси вала и действующего от шестерни храпового колеса, приводимого в движение собачкой, соединенной с батаном. Было установлено точное соответствие между движением навоя с основой и товарного вала при помощи червячной передачи. Кроме того, на станке Робертса можно было вырабатывать ткани более сложных переплетений благодаря новому зевообразовательному механизму. Основные элементы механического ткацкого станка Робертса и сейчас используются в конструкциях ткацких станков. Одним из важнейших усовершенствований в механическом ткацком станке первой половины XIX века было введение автоматического останова в случае уточной или основной нити.
Стремление автоматизировать работу ткацкого станка заставляло изобретателей искать и находить способы непрерывного питания станка утком, автоматической смены утка без останова ткацкого станка. В 30-е годы XIX века производительность механических ткацких станков, приводимых в действие паровым двигателем, достигла 120 - 130 прокидок утка в минуту. Теперь главной задачей развития техники ткачества стало осуществление непрерывности работы ткацких станков. Главным препятствием здесь были частая (каждые 5-8 минут) смена челночных шпуль и обязательный при этом останов ткацкого станка.
ТКАЧЕСТВО - ЭТО ТЕХНИКА!
Ткачество за тысячелетия своего существования накопило такой громадный опыт, что ему было чем поделиться с другими более молодыми отраслями. Механизмы и узлы ткацкого станка сейчас можно увидеть в электронике, автоматике и вычислительной технике. Да, именно, в вычислительной технике! Перфокарта, без которой немыслима ни одна ЭВМ, впервые была применена в ткачестве выдающимся французским изобретателем Жозефом Мари Жаккаром. Принцип устройства изобретенной им машины, названной по имени изобретателя жаккардовой, практически 200 лет не меняется. Если учесть, какие успехи сделали наука и техника за это время, становится ясно, что изобретение Жаккара - гениально. Кто же он, этот гений?
Жаккар родился в 1752 году в семье ткача. Жизнь заставила его скитаться по стране. Он зарабатывал себе на хлеб, переменив много специальностей, работал и переплетчиком, и отливалыциком шрифтов. В 1793— 1794 годы Жаккар вместе с сыном сражался в рядах революционной армии Конвента против австрийцев. После гибели сына он возвратился в свой родной город Лион.
С этого времени Жаккар полностью посвящает свою деятельность ткачеству.
Что же представляло ткачество Франции в то время - в конце XVIII века? Надо сказать, что Франция до революции снабжала шелковыми тканями все страны Европы, причем спрос на эти ткани был очень велик. Важнейшей технической задачей, которая уже давно стояла перед шелкоткачеством и которой занимались уже многие поколения изобретателей, была механизация операций по выработке крупноузорчатых тканей. Вы уже читали о кегельных станках XV века. Напомним, что в производстве крупноузорчатых тканей главная трудность заключалась в необходимости отбора для каждой прокидки челнока нескольких десятков и даже сотен нитей основы в определенном порядке, соответствующем рисунку переплетения ткани. Эта операция, во-первых, требовала большого искусства, напряжения и внимания со стороны работниц-дергалыциц и, во-вторых, значительно замедляла процесс выработки тканей. Необычайно интенсивный и тяжелый труд часто вызывал у дергальщиц тяжелые профессиональные заболевания. Перезаправка ткацких станков при смене рисунка производилась в течение нескольких недель, что приводило к большим простоям ткацкого станка. Все многочисленные усовершенствования кегельного станка за 300 с лишним лет не могли полностью механизировать процесс. По-прежнему выработка крупноузорчатых тканей требовала от рабочих виртуозных навыков.
Технический переворот был немыслим в условиях дореволюционной Франции. Он произошел лишь после 1789 года - года Великой французской революции, создавшей условия для возникновения и развития крупной машинной индустрии. Благоприятные условия для изобретательской деятельности были созданы декретами Национального собрания 1791 года и введением Конвентом патентного права в 1795 году. Были образованы общества поощрения национальной индустрии, организовывались промышленные конкурсы, выставки, на которых присуждались премии за технические усовершенствования. Таким образом, творческая инициатива механиков (изобретателей) стимулировалась. Механизация узорчатого ткачества стала одним из важнейших направлений изобретательства.
Рис. 12.
Рабочий механизм машины Жаккара
Не будем перечислять попыток усовершенствовать кегельный станок. Их было немало. И лишь Жаккару удалось блестяще решить эту сложную задачу. Его машина, которой было суждено произвести такой невиданный ни до, ни после переворот в ткачестве, была создана в 1804 году. Впоследствии она была установлена в Консерватории искусств и ремесел в Париже.
На рис. 12 изображен рабочий механизм машины Жаккара. Центральным ее органом является четырехгранная призма, в гранях которой высверлены отверстия. На призму надевается перфорированная* [* отверстия в ленте соответствуют рисунку переплетения ткани] лента, представляющая собой бесконечную цепь карт. Лента перемещается автоматически. При помощи собачки призма поворачивается при образовании каждого зева на четверть оборота. Горизонтально расположенные иглы с пружинами находятся в специальном игольном ящике. Их концы проходят через отверстия игольной доски. При каждом повороте призмы карта прижимается к ее грани так, что иглы при наличии отверстия в карте могут свободно проходить в отверстия призмы. Если в карте отверстия нет, то иглы отжимаются от призмы и снимают связанные с ними крючки с ножей. Вследствие этого связанные со сдвинутыми крючками через аркатные шнуры нити основы не поднимаются и образуют нижнюю часть зева. Свободно прошедшие сквозь отверстия карты иглы оставляют крючки на ножах, которые поднимают эти крючки и связанные с ними через аркатные шнуры нити основы. Следует иметь в виду, что поднимаются лишь те нити основы, которые требуется поднять согласно рисунку переплетения, т.е. устройство представляет собой программирующий механизм.
На рис. 13 изображена перфокарта для жаккардовой машины, т.е. первая в мире перфокарта, задающая программу действий по двоичной системе исчисления.
Рис. 13.
Перфокарта для машины Жаккара
Однако мы немного отвлеклись... Вернемся к устройству жаккардовой машины. После подъема необходимого количества нитей основы (согласно рисунку переплетения) призма отходит от игольной доски и пружины приводят отжатые иглы и отогнутые крючки в исходное положение. Новый поворот призмы и нажим новой карты на игольную доску приводят к новому (согласно отверстиям карты) подъему определенных нитей основы. При использовании этой машины дергалыцицы оказались не нужны, смену рисунка можно было производить вне станка (насечением определенной программы на картах). В результате обеспечивалась быстрая смена рисунка ткани и ликвидировались связанные с этим простои. И еще одна особенность: отпала необходимость в высоком искусстве прежних мастеров, теперь при обслуживании ткацкого станка выполнялись намного более простые операции.
Широкое распространение жаккардовой машины во Франции быстро снизило заработную плату ткачей, вырабатывающих узорчатые ткани. За 10-15 лет она упала в 2. раза. В 1825 году только в Лионе работало уже свыше 10 тысяч ткацких станков, оснащенных жаккардовыми машинами. Тысячи ткачей были выброшены на улицу, их семьи голодали. И тогда ткачи увидели в гениальном Жаккаре своего главного врага. Его называли изменником, иностранным агентом. Однажды толпа разъяренных рабочих набросилась на него на улице и хотела утопить в Роне. Жаккару едва удалось спастись.
Чего только не было в многовековом прошлом ткацкого производства! Оно помнит великих изобретателей и неудачников, промышленные перевороты, такие потрясения, как движение луддитов или восстания лионских и силезских ткачей. Так уж получилось, что текстильная промышленность была первой в истории человечества. История сделала ее своим испытательным полигоном. Здесь рождались великие изобретения и погибали в нищете их гениальные авторы. История развития такой древней и удивительной специальности, как ткачество, не оставит читателя равнодушным. Какие сложные и подчас трагические судьбы у талантливых людей - двигателей прогресса! Их ненавидели простые рабочие, оставленные без средств к существованию и видевшие в них основную причину своих бедствий, их талант использовали капиталисты, наживавшие на их идеях миллионы... Примеры их печальных судеб могли бы отвратить от работы любого... Но не смогли! Человеческую мысль нельзя убить, а человека нельзя заставить не думать над будущим! И новые энтузиасты берутся за решение, казалось бы, неразрешимых технических задач и решают их!
Машина Жаккара произвела переворот в ткачестве крупноузорчатых тканей. Несмотря на отчаянное сопротивление некоторых ткачей, увидевших в этой машине опасность, она стала быстро распространяться по странам Европы. В 1810 году жаккардовая машина попала в Англию и положила начало фабричному шелкоткачеству. Ее стали изготовлять на английских фабриках из металла и оснащать приводом - паровой машиной. В 1816 году новая машина становится известной в Австрии и Пруссии. В 1828 году на шелкоткацких фабриках
Московской губернии работало уже около 25 тысяч машин Жаккара.
В машине Жаккара с гениальной простотой решена сложнейшая задача управления ткацким рисунком, состоящим из десятков тысяч разнопереплетающихся нитей, на работающем ткацком станке! Прошло почти 200 лет, а машина, изобретенная лионским ткачом Жозефом Мари Жаккаром, не претерпела существенных изменений.
6. ВПЕРЕД К АВТОМАТИЗАЦИИ!
Во всем мне хочется дойти
До самой сути.
Б. Пастернак
ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ И ЕЩЕ РАЗ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ!
Неудобство механического ткацкого станка заключалось в том, что его часто приходилось останавливать при доработке шпули в челноке. Это, естественно, отнимало у ткача много времени на обслуживание ткацкого станка и значительно снижало его производительность.
Вот почему внимание изобретателей было привлечено к разработке такого устройства, которое обеспечивало бы бесперебойное питание станка утком в течение продолжительного времени. Это устройство должно было также создать ткачу предпосылки для многостаночного обслуживания. Было сделано немало попыток добиться непрерывной работы ткацкого станка при помощи механизма, автоматически меняющего уточную паковку без останова ткацкого станка.
Первым шагом к решению проблемы было появление в 30-40-е годы XIX века многочелночных механических ткацких станков. Это были станки двух типов. Первый тип - с подъемными челночными коробками, когда челночные коробки* [*Не более четырех] помещались с двух сторон станка (или только с одной стороны, а с другой была только одна челночная коробка). Челночные коробки с челноками могли перемещаться сверху вниз и снизу вверх, причем в момент образования зева соответствующая челночная коробка устанавливалась на уровне склиза батана. Второй тип многочелночных станков - револьверные, где челночные коробки располагались в секторах барабана и перемещались при его вращении. Такие револьверные станки, вернее их многочелночные механизмы были очень похожи на барабан револьвера Кольта - любимого и верного оружия американских ковбоев. Неудобство револьверных ткацких станков заключалось в больших размерах барабана.
Когда и где была сделана попытка оснастить механический ткацкий станок механизмом автоматической смены уточной паковки, точно не установлено, однако известно, что в 1834 году Джон Рид и Томас Джонсон предложили механизм смены челнока при обрыве или пороке уточной нити без вмешательства ткача и без останова ткацкого станка. Механизм приводился в действие от специального щупа, укрепленного на челноке. Несколько лет спустя, в 1840 году, Чарлз Паркер изобрел приспособление, посредством которого челнок со сработанной (пустой) шпулей автоматически заменялся новым с полной шпулей. Позднее, в 1850 году, Вильяме Ньютон также запантентовал подобный механизм. В 1857 году Патрик Мак-Форлейн получил патент на приспособление, состоящее из коробки со шпулей. Эта коробка вставлялась в челнок и выбрасывалась автоматически из него, когда шпуля дорабатывалась. В 1888 году Якоб Зуккер запатентовал в Англии устройство для автоматической смены челноков, работающее от уточной вилочки. Однако при использовании устройства при каждой смене челнока нарушалась структура ткани - уменьшалась плотность ткани по утку. Этот брак называется недосекой.
Таким образом, пытливая мысль изобретателей не стояла на месте. Механический ткацкий станок „доживал" последние годы. Однако широкое внедрение в промышленности автоматических ткацких станков началось лишь после 1894 года, когда Д.Х. Нортроп изобрел и запатентовал в США механизм автоматической смены шпуль. США стали родиной автоматических ткацких станков. В погоне за наивысшей производительностью труда на фирме „Дрепер" впервые была четко поставлена и быстро решена задача автоматизации механических ткацких станков. При этом исходили из простого и правильного положения, что ни в одном текстильном производстве не требуется такого большого количества рабочих рук для обслуживания машин, как в ткачестве. В результате работы группы конструкторов под руководством Д.Х. Нортропа был создан автоматический ткацкий станок, который отличался от механического не только автоматической сменой шпуль, но и рядом других механизмов, резко повышающих скорость станков и производительность в ткацком производстве. К этим механизмам относились: механизм подачи основы, основонаблюдатель, останавливающий станок при обрыве основных нитей, уточное шупло, наборный механизм и др. Уже в 1895 году автоматические ткацкие станки фирмы „Дрепер" устойчиво работали с частотой вращения главного вала 150 мин-1. Это означает, что в одну минуту прокладывалось 150 уточин. Один ткач обслуживал 12 станков, а производительность в ткачестве возросла в 50 раз.
Основной целью автоматического ткачества является снижение до минимума или полное устранение остановов ткацкого станка по разным причинам (обрывность нитей основы и утка, разладки механизмов и узлов станка и др.) и, следовательно, максимальное снижение загрузки ткача. Установка на механическом ткацком станке четко работающего механизма автоматической смены шпуль (или челноков) для бесперебойного питания станка утком, хотя и устраняет главную причину остановов станка при доработке шпули в челноке, однако не может полностью обеспечить работу станка без больших затрат времени ткача на его обслуживание. Затраты времени на обслуживание вызываются многими причинами. И главная из них - наблюдение за обрывностью основных нитей. Если ткач вовремя не устранит обрыв основной нити, то на ее месте в ткани будет пустота, а, следовательно, брак, называемый близной. Так вот, появление этого брака значительно сдерживало переход ткачей на многостаночное обслуживание, сдерживало, пока не был изобретен и установлен на ткацком станке основонаблюдатель, останавливающий станок при обрыве основных нитей (одной или нескольких). Позднее к основонаблюдателю стали подключать световую сигнализацию, предупреждающую ткача об обрыве основных нитей. Удобно? Конечно! Достаточно? Нет! Дело в том, что для поддержания равномерного натяжения основных нитей на механических ткацких станках ткачу время от времени приходилось вручную его регулировать (изменять) при помощи ручного тормоза. С одной стороны, это отвлекало внимание ткача, с другой - занимало много времени и требовало усилий. Поэтому был создан механизм основного регулятора, автоматически отпускающего определенную величину основы за каждый цикл работы станка. Так ткач освободился и от этой нагрузки.
Мы рассказали лишь об основных причинах, тормозящих переход от механического ткачества к многостаночному автоматическому. А ведь их очень много. Здесь и централизованная смазка станков взамен ручной, и использование механизма для навивания ткани (так называемый товарный регулятор) и ряд других, позволяющих ткачу экономить драгоценные секунды. Секунды?! Да, представьте себе, что экономия нескольких секунд при выполнении одной часто повторяющейся операции позволяет значительно повысить коэффициент полезного времени станка, что в свою очередь повышает производительность труда в ткачестве.
Что такое коэффициент полезного времени станка или, как принято говорить, КПВ? Это отношение времени работы станка к тому времени, которое он бы работал, если бы не останавливался. Например, время рабочей смены ткача составляет 8 часов. За это время ткацкий станок проработал 5,2 часа (а 2,8 часа станок простаивал по различным причинам: устранение обрывов нитей основы и утка, наладка станка и т.д.). Значит, КПВ станка составляет в данном случае 5,2:8=0,65. Много это или мало? Для современных условий - очень мало. А на заре автоматического челночного ткачества это была недосягаемая цифра. Поэтому все силы изобретателей были направлены к одному - увеличить КПВ станка за счет его автоматизации и создания условий для обслуживания ткачом как можно большего количества ткацких станков. Однако вернемся к 1895 году. Благодаря установке на ткацком станке механизма автоматического питания станка утком, основного регулятора, основонаблюдателя и других механизмов загрузка ткача значительно уменьшилась. Основной его работой стала ликвидация обрывов основных и уточных нитей. Поэтому число остановов ткацкого станка по этим причинам в единицу времени в основном и обусловливает число автоматических ткацких станков, которое можно поручить обслуживать одному ткачу. Уменьшение до минимума остановов ткацких станков из-за обрывов нитей позволяет в больших пределах увеличивать число обслуживаемых одним ткачом станков.
Здесь следует сразу оговориться. Существует еще много дополнительных факторов, влияющих на максимальное число обслуживаемых одним ткачом станков или норму обслуживания. Прежде всего, это вид перерабатываемого сырья и сложность вырабатываемых на станке тканей. Понятно, что чем тоньше будут нити основы и утка и чем сложнее структура ткани, тем больше внимания со стороны ткача потребуется для обслуживания станка и, следовательно, меньше ткацких станков сможет обслуживать ткач. Например, если при выработке бязи из хлопчатобумажной пряжи средней толщины норма обслуживания достигает 100-120 ткацких станков, то при выработке сложной жаккардовой ткани из тонких шелковых нитей норма обслуживания не превышает 4- 6 станков*[*Это данные сегодняшнего дня].
Широкое внедрение автоматических ткацких станков вызвало огромный рост производительности труда в ткачестве. В начале XX века на одном станке-автомате за 8 часов можно было выработать столько ткани, сколько ее вырабатывали за 12-14-часовой рабочий день 10 ручных ткачей. Если учесть, что норма обслуживания ткача в то время составляла 20-50 станков, становится очевидным, что производительность труда ткача на автоматических челночных ткацких станках по сравнению с производительностью ручного ткача возросла в 200-500 раз!
ЗАЧЕМ ТКАЦКОМУ СТАНКУ ЧЕЛНОК?
За те десятилетия, которые прошли со времени освоения первых автоматических ткацких станков, тенденции к увеличению норм обслуживания остались те же. Конечно, сейчас эти вопросы решаются на более высоком техническом уровне. Но если проследить, как проходили основные этапы совершенствования автоматического челночного ткачества, то первое, с чем приходится сталкиваться создателям высокоскоростных ткацких станков, - это необходимость использования высококачественных материалов для изготовления автоматического ткацкого станка (лучшие марки стали, различные высокопрочные сплавы, особотвердые чугуны). Рост скоростей ткацкого станка (а к 30-м годам нашего столетия скорости достигли 200-210 прокидок нитей утка в минуту) потребовал более износостойкой конструкции деталей и узлов станка, высококачественного их выполнения и возможности взаимозаменяемости деталей. Все больше механизмов станка стали действовать при помощи электричества, в приводе появились фрикционные муфты, стали использоваться шариковые и роликовые подшипники, укреплялись рамы станка. Привод ткацкого станка стал осуществляться от индивидуального электродвигателя.
Итак, цель усовершенствования, модернизации -увеличение скорости, производительности ткацкого станка. А до какого предела можно повысить скорость челночного ткацкого станка?
Вы, наверное, помните, что поперечные нити, т.е. уток, прокладывает в зеве основы специальное устройство - челнок, которое совершает свой путь от „берега" до „берега", или от одного края ткани до другого. Этот челнок - большой трудяга. За одну минуту совершает от 200 до 250 и более „рейсов" (т.е. один рейс за 0,2-0,3 секунды). Чтобы челноку успеть пробежать (нет, скорее пролететь)* [*За рабочую смену челнок пролетает более 100 километров] расстояние от 1 до 2 метров, ему необходима немалая скорость - до 10 метров в секунду. Для сообщения челноку такой скорости необходима соответствующая кинетическая энергия. Как рассчитать ее величину, вы знаете из физики. Но вот беда - большая часть этой энергии расходуется на торможение челнока. Зачем? А затем, чтобы вновь сообщить ему скорость, но уже в противоположном направлении. А для этого необходимо, чтобы начальная скорость челнока была равна нулю. Из-за этого возникает много неприятностей. Например, износ самих челноков, повышение вибрации станка, шум в ткацком цехе и, наконец, невозможность резкого увеличения скорости ткацкого станка, а следовательно, и его производительности.
Что же такое челнок? В общем виде это деталь ткацкого станка, служащая для прокладывания уточной нити от одного края ткани до другого. В челноке на специальном стержне укрепляется специальный полый цилиндр (шпуля) с навитой на него нитью определенной длины. В свое время изобретение челнока резко повысило производительность ткацкого станка. Но почему челнок весит в несколько раз больше запаса нити, который несет? Правильно ли это? А может быть, сделать наоборот - так, чтобы запас нити по массе был больше, чем челнок? И не просто больше, а в несколько раз, на порядок или на 2 - 3 порядка! И станок с таким челноком был создан. Ткацкий станок, где масса микрочелнока составляет 25 граммов, а масса бобины, с которой сматывается зажатая губками микрочелнока уточная нить, - до 7 килограммов и более. Это изобретение позволило резко увеличить скорость полета микрочелнока (до 40 метров в секунду) и заправочную ширину станка, а в результате вырабатывать одновременно на станке по пять полотен шириной в 1 метр. Уточная нить может прокладываться теперь различными способами: водой и воздухом, специальными захватами - рапирами и пневморапирами. Есть и круглоткацкие машины, где в формировании ткани участвует одновременно несколько микрочелноков. Бесчелночное ткачество продолжает развиваться. Основная цель - производительность плюс качество вырабатываемой ткани. В пневматических и гидравлических ткацких станках уточная нить прокладывается соответственно струей воздуха или воды, выходящей из сопла или форсунки через направляющий канал - конфузор. На пневморапирных ткацких станках в зев с двух сторон вводятся две полые трубки - рапиры; ' в правой рапире создается избыточное давление, в левой -разрежение. В результате образуется воздушный поток, прокладывающий уточную нить внутри рапир. После прокладывания уточной нити рапиры выходят из зева, а уточная нить прибивается к опушке ткани бердом. На рапирных ткацких станках уточная нить прокладывается специальными захватами - рапирами, укрепленными на жестких штангах или гибких лентах с двух сторон ткацкого станка. Появились многозевные ткацкие машины, где основные нити образуют несколько перемещающихся поперек основы волнообразных зевов, в каждом из которых движутся с постоянной скоростью микрочелноки, прокладывающие уточные нити. Производительность многозевных ткацких машин достигает 140 квадратных метров ткани в час. Фантастика? И, тем не менее, это уже реальность.
Что такое современное ткацкое производство? Это не только высокоскоростные бесчелночные ткацкие станки. Здесь автоматически поддерживается определенный микроклимат, т.е. температура и влажность воздуха. А зачем это нужно? Дело в том, что если влажность воздуха недостаточная, нити быстро высыхают и теряют устойчивость к многократным нагрузкам. Но нити каждого вида реагируют на микроклимат по-разному: например, хлопчатобумажная пряжа становится слабее с понижением влажности, а вискозная, наоборот, прочнее. Следовательно, для нитей каждого вида необходим свой оптимальный микроклимат.
Ткацкие станки современного производства подключаются к автоматической системе управления (АСУ), позволяющей осуществлять контроль их состояния. Сейчас в нашей стране заканчивается подготовка к полной автоматизации ткацкого производства. Каждый станок будет оснащен комплексом приборов автоматического контроля технологических параметров и микропроцессором, комплекты станков будут подключены к ЭВМ, осуществляющей контроль и регулирование технологического процесса ткачества.
Заканчивается XX век. Сейчас нет ни одной отрасли, где ни использовались бы достижения фундаментальных наук: физики, математики, химии и т.д. И ткачество не является исключением. Здесь используются радиоактивные изотопы: при контроле процессов, снятии зарядов статического электричества и радиационной обработке тканей (с целью повышения их износостойкости). Все современные ткацкие станки оснащены световой сигнализацией причин останова станка. А ведь их несколько! Оборвется уточная нить - загорается желтая лампочка, основная нить - синяя, разладится какой-либо механизм - загорается красная. Происходит бурное внедрение электроники в качество. Это практически все датчики контроля, которыми оснащаются ткацкие станки и, наконец, ЭВМ, царящая в современном ткацком производстве.
Заниматься прогнозами - дело опасное. Марк Твен как-то заметил, что человечество всю свою историю играет в забавную игру под названием „Натяни нос пророку". И, тем не менее, рискнем... Да и риск будет не особенно велик, так как тенденции развития ткацкого оборудования в целом ясны. И все-таки... Вспомним, как совсем недавно удивило текстильный мир появление бесчелночных ткацких станков - прокладывание утка струей воды, воздухом, рапирой, микрочелноком. А многозевные машины? Но и они не предел в технологии ткачества. Уже появляются первые модели новых ткацких машин с пневматическим способом образования зева. Применение в этих машинах вращающихся деталей взамен движущихся поступательно позволяет достичь производительности 3000 уточин в минуту, что почти в 5 раз выше производительности многозевных машин.
Технический прогресс в конце второго тысячелетия новой эры... Человек и прогресс... У них сложные взаимоотношения. Сомнения, взлеты и падения, падения и взлеты и опять сомнения. Путь развития техники (да и технологии) никогда не был гладким. Но человек упорно продолжает постигать, изучать непознанное. Его сила - только в знании, как говорил Френсис Бэкон.
Будем же ждать новых великих изобретений в технике и новых теорий в технологии такой древней специальности, как ткачество! А может, не только ждать, но и участвовать в их реализации?
7. РАЗВИТИЕ ТКАЦКОГО РЕМЕСЛА В РОССИИ
Понеже какой купчишка гнилую
тягость поставит, рубить таковому
голову, дабы другим неповадно было!
Из указов Петра I
... подымется мускулистая рука
миллионов рабочего люда, и ярмо
деспотизма, огражденное солдатскими
штыками, разлетится в прах.
Петр Алексеев
С древнейших времен на Руси ткали ручным способом холсты и полотна из льняной и пеньковой пряжи. До XV века крестьяне производили для своих нужд домотканые льняные ткани: яриг, рядину, толстину, частину, тончину, пестрядь и др. С образованием русского централизованного государства стали развиваться торговля и ремесла, устанавливаться связи с Востоком и Западом. В 1466 году тверской купец Афанасий Никитин отправился с русскими товарами в Индию. Среди других товаров он вез и льняные ткани. В 1553 году англичане в поисках новых путей в Индию предприняли попытку добраться туда через Северный Ледовитый океан. Из трех кораблей два погибли, а один попал в Белое море и доплыл до Архангельска. Так началась русско-английская торговля. Среди русского экспорта первое место занимали льняные ткани, которые называли „русским шелком", второе место - шерстяные ткани. На Руси производство шерстяных тканей (в основном сукон) было одним из основных домашних занятий.
Из летописи от 1425 года известно, что одежда из сермяжного сукна была у населения повседневной. Тонкие сукна большей частью ввозили из-за границы и часто раздавались в виде награды. Ткани, привезенные из-за границы, шли для удовлетворения нужд армии, а также царского двора. Эти ткани стоили очень дорого, поэтому делались попытки изготовлять шерстяные ткани в России. Первые попытки относятся ко времени правления Ивана IV Грозного. В это время Россия беспрестанно вела войны, что требовало больших денег. Для сбережения золота, сырья и хлеба, ежегодно вывозимых за границу, решили попытаться у себя организовать производство тканей. Во время войны с Ливонией Иван Грозный распорядился всех пленных немецких мастеров отправлять в Москву. Была построена первая шелкоткацкая фабрика, на которой из персидского шелка стали вырабатывать парчу, штоф, кушаки, ленты и др.
В начале XVI века в Москве при участии выходцев из Константинополя было налажено производство парчи - ткани из натурального шелка с золотыми и серебряными нитями. Парча шла для церковных одежд. В это же время делались неудачные попытки разведения шелковичных червей и получения шелка-сырца в южных областях России.
В 1630 году русское правительство послало мастера Фамбранда за границу для вербовки рабочих и мастеров, знающих „бархатное дело". В 1652 году в Москве был выработан первый русский бархат. С этого времени началось развитие ткачества в России. Оно получило дальнейшее развитие при царе Алексее Михайловиче. Его министр иностранных дел (один из талантливых и образованных людей России того времени) князь Орда-Нащокин обращал серьезное внимание на развитие отечественной промышленности и торговли, настоятельно требуя уменьшения вывоза из страны денег на покупку у иностранцев дорогих сукон, шелка и узорчатых тканей. Его нововведения укрепили экономику России, расширили ее внешнюю торговлю. Ремесленное производство тканей в России стало превращаться в товарное производство.
В те времена, когда не было на Руси фабрик и заводов, не существовало и регулярной торговли, мануфактурой и изделиями домашнего обихода торговали главным образом в тех местах, куда доставлялись зарубежные товары. Одним из таких мест был Архангельский порт. Привозились для обмена товары со всей Руси: мед и пушнина, хлеб и ткани. Отсюда они перевозились дальше по рекам. Зимой дорогами служили замерзшие реки.
Доставка товаров приурочивалась к определенному времени года и месту, где устраивались ярмарки-торги. Для доставки товаров к месту ярмарок купцы объединялись в большие караваны* [*С таким караваном пришел в Москуву Михайло Ломоносов], которые сопровождала вооруженная охрана. Ярмарки в России имели важное значение и просуществовали до конца XIX века. На них заключались сделки о продаже земли, хлеба, сахара, тканей и других различных товаров, здесь же заключались контракты на подряды. Лишь в конце XIX века, с развитием гужевых и железных дорог, ярмарки в России потеряли свое значение.
На рубеже XVI и XVII веков в России появились целые районы, где вырабатывались ткани для казны. В это время, по словам историка Н.Н.Костомарова, около Москвы дворцовая слобода Кадашевка была населена хамовниками, вырабатывающими полотно. В Ярославском уезде, в селах Брейтове и Черкасове жили хамовники и ткали полотенца и скатерти. Кстати, слово „хамовник", т.е. ткач, происходит от индийского слова „хаман", что означает „столовое полотно". Ну, а Кадашевская слобода получила свое название от слова „кадаш", т.е. тонкое бельевое полотно. До сих пор сохранила Москва эти названия (церковь Николы „в Хамовниках", Кадашевская набережная, церковь Воскресения „в Кадашах").
Казенный Хамовный двор стал первым льняным предприятием, построенным по указу Петра I в 1696 году. В 1700 году двор уже выпускал парусину для русского военного флота. Петр I принимал активные меры по созданию русских мануфактур. В 1706 году он издал указ о строительстве полотняного завода, который начал выпускать ткани уже в 1709 году. Расширялось и производство льняных полотен в окрестностях села Иванова.
На Руси лен сеяли для получения не только волокна, но и высококачественного льняного масла. Производство пряжи и тканей из льна довольно быстро распространилось в России: на юге и в Новгороде, в Иванове и Суздале, в Пскове и Белоруссии. Очень многое для развития льняного производства было сделано Петром I.
Русские мануфактуры работали не только на казну, но и на вывоз за границу. Тонкие льняные полотна, выработанные на Большой Ярославской мануфактуре (рис. 14), выдерживали конкуренцию с лучшими сортами голландских льняных тканей. При Петре I в 1714 году была основана шелкоткацкая фобрика под руководством мастера Мимотина, самостоятельно изучившего шелкоткацкое дело. На этой фабрике было организовано обучение русских ткачей производству шелковых тканей. Сподвижники Петра I Шафиров, Апраксин и Толстой получили право на развитие шелковой промышленности в России. В 1721 году они передали шелковое дело восьми крупным купцам. Первыми русскими фабрикантами стали купцы первой статьи - гости Гостиной суконной сотни. Одновременно они были крупными торговцами-оптовиками.
Рис. 14.
Русский ткацкий станок на Большой
Ярославской мануфактуре
Первая суконная мануфактура купца Федора Серикова была основана в Москве в 1698 году, а в 1705 году Петр I впервые сшил себе кафтан из русского сукна. За год до этого он основал казенный суконный завод около Воронежа, а в 1705 году - суконный завод в Москве.
В 1722 году известный уральский промышленник Никита Демидов прислал в подарок Петру I кусок полотна, сотканного из волокон горного льна (асбеста), которое было чуть толще льняного, но не горело в огне.
В эпоху Петра I при учреждении фабрик, в том числе и ткацких, владельцу давались определенные привилегии, а также право нанимать за высокую плату русских и иностранных мастеров. К заводам и фабрикам в то время (около 250 лет тому назад) приписывали крестьян целыми селами и деревнями. Приписанные к заводам и фабрикам крестьяне податей не платили, но получали солдатский паек в 6,2 рубля в год (по ценам 1725 года). Крепостные крестьяне не всегда получали денежное вознаграждение, им давали лишь пищу и одежду. Вольнонаемные рабочие получали заработную плату деньгами: на казенных, фабриках ежемесячно, а на частных сдельно. Кроме денег рабочие получали продукты. Труд рабочих оплачивался выше на шелковых фабриках, ниже - на хлопчатобумажных, еще ниже - на шерстяных и суконных и самую низкую плату получали рабочие на полотняных (льняных) фабриках. На казенных (государственных) фабриках труд рабочих оплачивался лучше, чем на частных. Разница между заработком мастера-иностранца и русского рабочего была чудовищной: 5400 и 120 - 160 рублей в год.