В. В. Неелов. Ткачество(5)

      Несколькими месяцами позднее в этом же году с заявкой об оформлении английского патента обратился Джулиус Боедингхауз из Пруссии, который изобрел полуавтоматическое устройство для смены утка, резко отличающееся от всех описанных ранее. При отсутствии уточной нити челнок автоматически выбрасывался через отверстие в нижней части челночной коробки, после чего станок останавливался и новый челнок вкладывался вручную.
      В 1861 году Джоном Лимингом было запатентовано устройство для смены разноцветного утка. Уточные коробочки, предложенные Мак Фарлейном, заменялись автоматически в соответствии с раппортом цвета, а не при отсутствии утка. В последнем случае станок останавливался как обычно, а смену коробочки производил ткач. Это изобретение стало первой попыткой в многоцветном ткачестве менять уточные шпули, а не челноки с утком разного цвета.
      Следующий патент на механизм смены утка получили в 1862 году три члена семьи Крофордов и Роберт Темплтон. Механизм работал по типу смены челноков и имел две отличительные особенности. Во-первых, в качестве емкости для запасных челноков использовался шестипозиционный вращающийся барабан, а во-вторых, в качестве датчика смены утка применялось уточное щупло. В шпуле имелась продольная щель, в которую входил подпружиненный щуп.
      При срабатывании шпули щуп освобождался и выходил через отверстие наружу челнока. При пролете челнока в коробку щуп вступал в контакт с приемной частью механизма смены челноков, что и включало механизм в работу.
      Таково краткое описание первых восьми изобретений для автоматической смены утка, содержащих в основном все элементы более поздних изобретений. До 1901 года в Англии был запатентован 31 механизм смены утка, из них в ноябре 1894 года — механизм Нортропа и 11 декабря 1900 года — механизм Гаттерслея.
      В России первое автоматическое устройство для возобновления процесса ткачества при сходе или обрыве утка было запатентовано под девизом в 1898 году и представляло собой устройство для смены челноков. Имя автора конструкции так и осталось неизвестным. При отсутствии уточной нити уточная вилочка одновременно вводила в действие на одном конце батана механизм установки нового челнока, на другом — механизм вышибания отработавшего челнока. Преимущество прибора заключалось в том, что он менял челноки на ходу станка. Однако неизвестно, был ли он где-нибудь изготовлен и применялся ли на фабриках.

      Автоматический ткацкий станок Нортропа

      Автор самого известного автоматического устройства для смены утка Джеймс Нортроп родился 8 мая 1857 года в английском городе Кейли. После получения технического образования некоторое время он работал механиком, после чего переехал в США в город Хоупдейл, где стал работать в фирме «Дрейпер», выпускавшей текстильное оборудование. Изобретение нитеводителя для мотальной машины привлекло внимание владельцев фирмы, и он был отобран для разработки идей автоматического узловязателя для мотальных машин. Разработанное устройство было интересным, но непрактичным, и разочарованный изобретатель оставил работу в фирме и стал фермером.
      26 июля 1888 года Уильям Дрейпер младший услышал о станке с устройством для смены челноков, изобретенном в Провиденсе. Осмотрев станок и переговорив с изобретателем Алонсо Роудсом, он нашел его несовершенным. В фирме была проведена тщательная патентная проработка идеи автоматического питания утком ткацких станков, и, хотя в этом устройстве не было ничего принципиально нового, было решено вложить в эксперименты 10 тысяч долларов. 10 декабря того же года эта сумма была передана изобретателю для усовершенствования конструкции механизма смены челноков. 28 февраля следующего года станок был готов к работе. В течение нескольких следующих месяцев в станок были внесены еще некоторые небольшие усовершенствования, не изменившие его основных принципов, после чего станок был пущен в работу и работал хорошо. В подтверждение можно привести тот факт, что через 12 лет во время одной судебной патентной тяжбы станок был вновь пущен и работал несколько часов, вызвав одобрение эксперта.

      Устройство Роудса заметил Нортроп, вернувшийся на работу в фирму, и заявил руководству, что через неделю он мог бы представить подобный механизм стоимостью не более доллара, если ему дадут такую возможность. Нортроп получил такую возможность и 5 марта продемонстрировал деревянную модель своего устройства. И модель, и расторопность Нортропа понравились Дрейперам, и с 8 апреля ему были созданы все условия для работы. К 20 мая изобретатель убедился в непрактичности своей первой идеи, но уже созрела новая, и он попросил время до 4 июля для создания второй конструкции. Нортропу удалось уложиться в срок, и 5 июля его станок заработал, показывая лучшие результаты, чем станок Роудса. 24 октября станок Нортропа с новыми усовершенствованиями был пущен в работу на фабрике Сиконнет в Фолл Ривере. К апрелю 1890 года на фабрике Сиконнет работало несколько станков такого типа. Однако сам Нортроп пришел к мысли о бесперспективности этого направления и решил создать механизм смены шпуль.
      Была организована своего рода творческая группа, основными участниками которой были Чарльз Ропер, разработавший механизм автоматической подачи основы, Эдуард Стимпсон — автор челнока с самозаводящейся машинкой, сам Нортроп, а также Уильям и Джордж Дрейперы. В результате были созданы механизм для смены шпуль, основный регулятор, основонаблюдатель, щупло, наборный механизм, пружинное устройство для накатки товара. Патент на свое устройство Нортроп получил в ноябре 1894 года. В окончательном виде станок Нортропа был закончен в 1895 году и в этом же году получил всеобщее признание на Торгово-промышленной выставке в Лондоне. К началу XX века фирма выпустила уже около 60 тысяч автоматических станков, в основном для американского рынка. В 1896 году большая группа станков была впервые поставлена в Россию. О тщательности проработки конструкции нового станка говорит тот факт, что с 1 июля 1888 года по 1 июля 1905 года было использовано 711 патентов, из которых 86 принадлежали Нортропу.
      Попытка оснащения механических станков механизмом Нортропа не удалась. Этим и объясняется быстрое распространение автоматических станков в странах с бурно развивавшейся текстильной промышленностью, в частности в США, и сравнительно медленное в странах с традиционно развитой текстильной промышленностью. В 1902 году была основана британская компания «Нортроп», а осенью того же года выпуск автоматических ткацких станков этого типа начали заводы Франции и Швейцарии.
      Оценивая значение изобретения Нортропа, известный русский специалист по ткачеству Ч. Иоксимович писал, что «создание нортроповского станка наметило изобретателям новые пути, с которых они не скоро сойдут. Нортроповский станок кладет своеобразный отпечаток на дело современного машиностроения в ткацкой отрасли. Можно думать об этом станке, что угодно, можно отрицать за ним значение станка будущего, — он все же стоит во главе современного конструктирования ткацких станков, и нет никакого сомнения, что дальнейшее развитие в этой области будет исходить из тех главных оснований, которыми руководствовался изобретатель этого станка» [11].
      Неудача Нортропа по оснащению своим прибором уже установленных в производствах механических станков разных фирм не смутила других изобретателей. Актуальность стоящей задачи вызвала громадное количество изобретений в этой области. Наибольшей известностью пользовались приборы Виттекера, Габлера и Валентина, созданные в начале XX века.
      Что касается механизмов смены челноков, то самый удачный из них механизм Гаттерслея появился в декабре 1900 года. Однако с созданием механизмов Нортропа и Гаттерслея работа над усовершенствованием механизма смены утка не закончилась. Достаточно сказать, что только в Англии за период с 1901 по 1904 годы было выдано 34 патента на механизмы смены челноков и 163 патента на механизмы смены шпуль. Однако только изобретение Нортропа стало одним из великих изобретений в ткачестве. Именно автоматические ткацкие станки Нортропа начали свое победное шествие сначала в текстильной промышленности США, Англии, а затем и по всему миру.

      Появление первых бесчелночных станков и многозевных машин

      В XIX веке был сделан также целый ряд изобретений, в основном предопределивших развитие ткацкой техники XX века, по следующим направлениям:
      отказ от челнока как носителя утка (создание бесчелночных ткацких станков);
      непрерывное формирование ткани (изобретение круглоткацких станков и многозевных машин);
      получение полотен с гибридными свойствами ткани и трикотажа (создание ткацко-трикотажных станков).
      На челночных ткацких станках повышения производительности можно было бы добиться только увеличением скорости или паковки утка. Однако вскоре было замечено, что повышение скорости станков имеет предел, так как резко возрастают инерционные нагрузки, увеличивается число разладок и повышается обрывность пряжи. При росте массы уточной паковки необходимо увеличивать высоту зева и ход батана, что также ограничивает скорость станка и вызывает перенапряжение основных нитей. Масса челнока с пряжей в десятки тысяч раз превышает массу уточной нити, необходимой для одной прокидки, что означает крайне нерациональные затраты двигательной энергии. Кроме того, в цехах с челночными ткацкими станками довольно высокий уровень шума.
      Вполне естественно, что первые попытки избавиться от челнока начались в лентоткачестве, где малая ширина ленты давала лучшие практические возможности для реализации предложений.
      Первый бесчелночный ткацкий станок запатентовал в 1844 году Джон Смит. В этом станке уточная нить вводилась в зев петлей с помощью иглы, с противоположной стороны она удерживалась захватом до образования нового зева. Для закрепления одной кромки с петлями использовали дополнительную основную нить, при выработке бахромы необходимости в такой нити не было.
      Через два года У. Ансуорт вместо челноков использовал два набора рычагов — прокладчиков утка и игл, но уточные бобины разместил очень неудобно за ремизным прибором. Отличный станок, основанный на этом принципе прокладки утка, представили на выставку 1851 года Д. и Т. Райды. После этого Рамсден использовал этот принцип в дамастовом ткачестве для внесения узорного утка.
      В 1877 году Д. Г. Смит получил патент на интересный игольный станок для ткачества приводных ремней и других многослойных тканей. Для выработки четырехслойного ремня использовались четыре иглы с уточными бобинами для каждой иглы и пять основ. Одновременно происходило образование четырех зевов, в каждый из которых вносилась игла. Для выработки кромок использовали специальный челночок. Галева в ремизках имели два глазка, в которые пробирались нити для двух зевов.
      Помимо игл для замены челнока были предложены жесткие рапиры. Первый станок с двусторонними рапирами был представлен в 1876 году на выставке в Филадельфии. В проспекте выставки об этом станке фирмы братьев Дорнан говорилось как о «совершенно новом и оригинальном». Уток вводили в зев с одной стороны в виде петли, причем одновременно можно было использовать уток трех цветов. Станок не имел коммерческого успеха из-за отдельных конструктивных недостатков; не удалось решить положительно и вопрос получения прочной жесткой кромки. Ткань с обычными кромками по обеим сторонам на рапирном станке удалось получить Габлеру лишь в 1920 году.


Структура полотна с ткацко-трикотажного станка Миллера	Круглоткацкая машина Заугера Хуга

      На челночных ткацких станках для прокладывания уточной нити используется лишь треть времени оборота главного вала станка, остальные две трети теряются на выстой и перемену направления движения челнока.
      Стремление повысить производительность привело к созданию круглоткацких станков и многозевных машин, на которых происходит непрерывное тканеформирование. На круглоткацких станках вырабатывали мешки, пожарные рукава, шланги. Нам не удалось обнаружить в технической литературе упоминания о самой первой конструкции таких устройств, но 14 июня 1856 года почетному гражданину Классену была выдана российская привилегия на «станок для тканья рукавов пожарных труб и насосов» [7].
      На Парижской выставке 1884 года был представлен круглоткацкий станок Вассермана, признанный самой интересной новинкой выставки. Движение ремизок на станке осуществлялось через эксцентрические шайбы, установленные на вертикальном валу. Уток прокладывали два челнока, приводимые в круговое движение транспортирующими роликами. Готовая ткань в виде мешка наматывалась на товарный валик в нижней части станка.
      В 1886 году была запатентована круглоткацкая машина Заутера, Хуга, Наефа. Зевообразование осуществляется при помощи ремизок 8. Перемещение челноков 7 и прибой уточной нити выполняют пластины 1, поворачивающиеся между зубьями двух берд 3 и 4 относительно оси 2. Концы пластин 1 находятся в направляющем криволинейном пазу цилиндра 5, укрепленного на вращающемся барабане 6.
      Форма паза такова, что пластины образуют перемещающуюся волну, как это показано на нижней части рисунка. Внутри волны движутся челноки 7, снабженные роликами. Выступы пластин берда 3 служат направляющей для боковых стенок челноков.
      Конструкцию станка с интересной идеей — электромагнитным гоном челноков — предложили Иосиф и Карл Герольды.
      Введение утка производилось четырьмя челночками, перемещаемыми со скоростью 3 метра в секунду. Основа с двух навоев 1 огибает неподвижные скала 2 и 3 и поступает на кольца 16 и 17, равномерно распределяющие нити по кругу. Между кольцами находятся валики 4, выполняющие функции подскальника для каждой группы нитей основы, пробранной в соответствующую ей группу ремизных игл 6. Затем нити основы проходят через зубья неподвижного кольцевого берда 7, служащего направляющей дорожкой для челноков, и через плоские зубья 8 прибойного берда, получающие качательное движение от кулачка 10. Образование ткани происходит у нижней цилиндрической части 9 воронки 11. С воронки ткань поступает на вальян 14, к которому она прижимается валиками 13, и навивается на товарный валик 12. Группы ремизных игл 6 получают возвратно-поступательное движение от кулачков 5, закрепленных на центральном валу 15 машины.

Круглоткацкая машина системы Герольд (левая половина показана в разрезе

)
      Для конструктивной проработки механизмов с учетом практических требований в Брюнне был организован завод круглых ткацких станков Герольда и Рихардса. Основной целью было упрощение конструкции и удобство обслуживания. Зевообразовательный эксцентрик разместили непосредственно на главном валу станка, расположенном вертикально. Это уменьшило габаритные размеры станка, улучшило наблюдение и уход за основой, облегчило смену уточных шпуль. Ремизки были объединены по секциям, движение к которым передавал пазовый кулачок. Была изменена конструкция берда, состоявшего теперь из двух частей. Неподвижная часть служила направляющей для движения челноков, отдельные подвижные пластины осуществляли прибой уточной нити. Из-за такой конструкции берда товарный валик и навой поменяли местами, разместив товарный валик в верхней части станка.
      Однако и до настоящего времени применение круглоткацких станков в основном ограничивается выработкой мешковины и не в последнюю очередь из-за сложности с отделкой круглых тканей.
      Развитие идеи круглого ткачества привело к созданию многозевных машин, первую из которых предложил в 1901 году Сейлисбери. Машина была двусторонней, уток прокладывался с помощью двадцати маленьких прокладчиков, двигавшихся с помощью роликов по замкнутым направляющим. Перед входом в зев прокладчик заряжался утком на одну прокидку. Эта идея сохранилась в большинстве современных многозевных машин.
      Во второй половине XIX века крупные успехи были достигнуты в машиностроении для трикотажной промышленности. Большая производительность трикотажных машин и желание получить прочное, как ткань, и эластичное, как трикотаж, полотно пробудили мысль о гибриде ткацкого станка и трикотажной машины. Первый ткацко-трикотажный станок был изобретен уже упоминавшимся Сейлисбери в 1891 году. На станке было два ткацких навоя, расположенных по разным сторонам станка. Уточные и трикотажные нити срабатывались с шестидесяти бобин, расположенных над станком в два этажа. Из-за отдельных конструктивных недостатков станок так и не нашел практического применения. Кстати, многие вопросы (кромкообразование, большое выделение пуха и пыли, увеличенное количество отходов и т. д.) не удалось решить удовлетворительно и до настоящего времени.
      Изобретения XIX века стали той базой, на которой создавались ткацкие станки, в настоящее время определяющие технический уровень отрасли: бесчелночные ткацкие станки с микропрокладчиками, пневматические, гидравлические и пневморапирные станки, станки с гибкими, жесткими и телескопическими рапирами, многозевные ткацкие машины и ткацко-трикотажные станки.

      Список литературы

      1. Маркс К. и Энгельс Ф. Соч. Изд. 2-е, т. 21.
      2. Маркс К. и Энгельс Ф. Соч. Изд. 2-е, т. 23.
      3. Беневоленский А. М. Исследование ткани египетской мумии из Ивановского музея. — Технология текстильной промышленности. Изв. вузов, 1965, № 1, с. 158—160.
      4. Бланки А. Взгляд на выставку изделий французских мануфактур в 1827 г. — Журнал мануфактур и торговли, 1828, № 1, с. 6—28; 1828; № 2, с. 13—25.
      5. Данилевский В. В. Русская техническая литература первой четверти XVIII века. М.; Л., 1954.
      6. Ефименко П. П. Первобытное общество. Киев, 1953.
      7. Журнал мануфактур и торговли, 1858, № 6, с. СХХII - CXXXIV.
      8. Журнал мануфактур и торговли, 1866.Т. VIII, июнь, с. 131.
      9. Журнал мануфактур и торговли, 1866. Т. IX, ноябрь—декабрь, с. 252—253.
      10. Замечания о разных системах ткацких станков, употребляемых в Альзасе. — Журнал мануфактур и торговли, 1830, № 8, с. 89—98.
      11. Иоксимович Ч. М. Спутник ткацкого мастера. Ч. I, Изд. 2-е. М., 1912.
      12. Иоффе И. Г., Бородовский М. С. Русские изобретатели — новаторы техники. — Текстильная промышленность, 1948, № 6, с. 23—27.
      13. Лукас А. Материалы и ремесленные производства Древнего Египта. М., 1958.
      14. Неелов В. И. Профессия — ткачиха. М., 1984.
      15. О водворении животных, одетых от природы шерстью. — Журнал мануфактур и торговли, 1828, № 1, с. 61—64.
      Ш. О мануфактурной промышленности в Москве. — Журнал мануфактур и торговли, 1828, № 6, с. 21—25.
      17. О механических станах для тканья сукна на фабрике П. Александрова. — Журнал мануфактур и торговли, 1836, № 3, с. 192—197.
      18. Очерки по истории техники Древнего Востока / Под ред. В. В. Струве. М.; Л., 1940.
      19. Очерк XXV-летнего развития мануфактурной промышленности Владимирской губернии. — Журнал мануфактур и торговли. Ч. I, 1854, № 1—3, с. 110—166.
      20. Очерки истории техники докапиталистических формаций. М.; Л., 1936, с. 29.
      21. Пажитнов К. А. Очерки истории текстильной промышленности дореволюционной России. Ч. 1. Шерстяная промышленность. М., 1955; ч. 2. Хлопчатобумажная, льнопеньковая и шелковая промышленность. М., 1958.
      22. Повесть временных лет. — В кн.: Памятники литературы Древней Руси. XI — начало XII века. М„ 1978.
      23. Поло М. Книга. М., 1956.
      24. Потемкин Ф. В. Промышленная революция во Франции. Т. I. M., 1971.
      25. Руденко С. И. Древнейшие в мире художественные ковры и ткани из оледенелых курганов Горного Алтая. М, 1968.
      26. Русское декоративное искусство. Т. III. M., 1965.
      27. Соболев Н. Н. Очерки по истории украшения тканей. М.; Л., 1934.
      28. Успехи отечественных мануфактур. — Журнал мануфактур и торговли. 1828, №2, с. 100—101.
      29. Фальковский Н. М. Москва в истории техники. М., 1950.
      30. Цейтлин Е. А. Очерки истории текстильной техники. М.; Л., 1940.
      31. Шолпо Н. А. Ткачество в Древнем Египте. — Архив истории науки и техники, 1935. Вып. 5, с. 251—269.
      32. Baines E. The history of the cotton manufacture in Great Britain. Lon don, 1835.
      33. Barlow A. The history and principles of weaving by hand and by power, London, 1878.
      34. Beaumont R. Woolen and worsted cloth manufacture. London, 1899.
      35. Chapman S. The Lancashire cotton industry. Manchester, 1904.
      36. 8000 years of Textiles - American Fabrics, Summ, 1955, № 33, pp. 93—97.
      37. Encyclopaedia Britannica.Vol. 23. London, 1964.
      38. English W. John Kay—the man, who started it all. Textile Manu facturer, № 1056, 1966, May, p. 174—179.
      39. Falke O. Kunstgeschichte der Seidenweberei. Berlin, 1913.
      40. Foltzer J. Artificial silk. London, 1928.
      41. Eraser G. L. Textiles by Britain. London, 1948.
      42. Geijer A. A history of textile art. Stockholm, 1979.
      43. Hills R. L. Power in the industrial revolution. Manchester, 1970.
      44. Johannsen E. H. О. и. a. Die Geschichte der Textilindustrie. Leipzig, 1932.
      45. Marsden R. Cotton weaving. London, 1892.
      46. Ryder M. L. Wools from Antiquity.—Textile History, vol. 5. October, 1974, p. 100—110.
      47. Taylor J. Cotton weaving and designing. London. New Jork. Bombey, 1930.