Все мы проходили историю индустриальной революции в текстильной промышленности. И что мы там узнали? Прялка Дженни ля-ля-ля, ватер-машина Аркрайта ля-ля-ля … все. Никакой информации о логике эволюции текстильных станков. Большинство популярных книг даже умудряются забыть про победителя этой гонки — мюльную машину (о ней даже нет статьи в русской википедии)… Надеюсь после прочтения статьи вам станет понятно что конкретно происходило и почему.
Итак, мы уже ознакомились с важнейшими доиндустриальными изобретениями для получения нити — веретеном и самопрялкой. Как мы помним, с первыми самопрялками с нитью работали одной рукой, и ее можно было использовать лишь в утке(горизонтальные нити на рисунке). Почему?
Возьмите кусочек ваты и потяните за волокна, ОДНОВРЕМЕННО закручивая их. Получившаяся нить будет на удивление равномерной. Дело в том что нам помогает физика. В первую очередь скручиваются тонкие места, скрутка прижимает волокна друг к другу и делает тонкие места прочнее, в результате растягиваются толстые места. При одновременном вытягивании и закрутке волокна стремятся к более равномерному распределению.
Именно благодаря этому пряха может работать с приличной скоростью даже одной рукой (long draw, видео). Но если она хочет уменьшить эластичность нити и увеличить ее прочность ей надо сначала слегка вытянуть волокна между пальцами обоих рук (short draw, видео), не допуская закрутки волокон в этом промежутке. Предварительное вытягивание «выбирает слабину», выпрямляет волокна и прижимает их друг к другу. После этого волокна закручиваются и растягиваются в промежутке между рукой и веретеном.
Нить, изготовленная первым способом, хорошо работает в утке — гибкая эластичная нить лучше укладывается между нитями основы. Но нитям основы нужна максимальная жесткость и прочность. На деле пряха комбинирует оба способа, регулируя свойства нити — иногда повышенная прочность нужна и от утка, иногда надо добавить эластичности/пушистости основе.
Пусть мы хотим увеличить производительность пряхи. Несложно добавить несколько веретен и закрутить их от одного колеса, но пряха не сможет работать с несколькими нитями. Самопрялка автоматизировала закрутку и наматывание нити, теперь настало время автоматизировать вытягивание — заменить пальцы пряхи механизмом. Очевидно, в первую очередь нам стоит попробовать имитировать более простое прядение одной рукой.
Именно это и делается в прялке Дженни — нити просто зажимаются между двумя деревянными планками, затем оператор тащит планки на себя, вытягивая нити, и одновременно закручивает их веретенами. Как мы помним, веретено умеет закручивать нить если она идет параллельно оси веретена и наматывать его если нить идет перпендипукулярно. В прялке Дженни в обычном положении нити закручиваются веретеном, потом оператор прижимает их вниз доской и они начинают наматываться. Мастер способный изготовить самопрялку без труда справится и с прялкой Дженни.
(зажатые нити обведены зеленым, обведенная красным скоба опустила нити для намотки на веретена)
(зеленым обведен открытый зажим для нитей, обведенная красным скоба поднята для закрутки нитей, оператор готов захватить нити и начать новый цикл)
Нетрудно заметить что нить в прялке Дженни не растягивается перед закруткой. Она получается пушистой и эластичной и годится лишь для утка. Пучок волокон (ровницу) надо готовить гораздо тщательней чем для работы с веретеном/самопрялкой, в хлопок желательно добавить лен, имеющий более длинные волокна.
Прялка Дженни работает циклами — захватить нить и вытянуть ее, одновременно закручивая, потом намотать результат. Но технология предпочитает непрерывные процессы. Кажется соблазнительной идея просто захватить волокна парой роликов, а затем подать их на более быструю пару роликов — волокна между роликами будут растягиваться.
Реализовать эту идеи получилось у Аркрайта. В его машине 3-4 пары роликов вытягивали и, за счет увеличения скорости вращения роликов, растягивали волокна, которые затем закручивались и наматывались на катушку. Расстояние между роликами регулировалось — чуть больше средней длины волокон, подвесные грузы позволяли точно регулировать усилие захвата. В паре один ролик покрыт кожей, поверхность второго покрыта рифлением.
Нетрудно понять что ролики ухудшают равномерность пучка волокон — если в нем есть тонкое место, то оно будет растянуто сильнее чем толстое.
При последующем закручивании и вытягивании это будет частично исправлено. Проблема в непрерывности работы машины Аркрайта. Закрутка нити в первую очередь стремится к только что вышедшим из роликов нескрученным волокнам. Это значит что эффект увеличения равномерности нити уменьшается при непрерывном процессе. Пряха могла непрерывно формировать хорошую нить благодаря высокой чувствительности и точности работы пальцев, но у грубых механизмов 18 века не было никаких шансов. Только во второй половине 19 века качество подготовки сырья удалось довести до того уровня что непрерывный процесс начал выдавать нить приличного качества (ring spinning).
Даже после тщательной настройки роликов и тщательной подготовки сырья Аркрайт мог производить лишь грубую (но крепкую!) низкокачественную пряжу. Тем не менее низкая цена обеспечила ему финансовый успех.
Нетрудно заметить что ролики позволяют имитировать предварительное растягивание пучка волокон руками пряхи при изготовлении нити для основы — как раз то чего не хватает прялке Дженни для получения жесткой нити.
Удивительно, но эта идея была реализована лишь через 10 лет после успеха Аркрайта. Нам известно множество попыток усовершенствовать имеющиеся машины в этот промежуток, но все они концентрируются на усовершенствовании либо Дженни, либо роликов. Возможно, на интуитивном уровне изобретателям казалась противоестественной идея совмещения прерывистого и непрерывного процесса.
Наконец, в 1779 Кромптону удается заставить работать свое изобретение. Волокно растягивается роликами, затем оператор откатывает тележку (каретку) с вращающимися веретенами, вытягивая и закручивая нить. Мюльная машина (ее назвали в честь мула, поскольку она использовала идеи обоих предшественников) позволяла регулировать эластичность нити и выдавала качественную равномерную нить даже на сырье 18 века. Устройство куда сложней чем у прялки Дженни, но массовое производство мюльной машины началось задолго до революции в металлообработке, произведенной Модсли.
ВИДЕО работы мюльной машины, с 37-ой секунды видна работа роликов.
Для хорошего результата работы мюльной машины надо учитывать много тонкостей. Веретена докручивают нить после остановки тележки, закрутка натягивает нить и для избежания обрыва надо ослабить натяжение работой роликов или движением тележки. При смотке нитей нельзя допускать их провисания, иначе свежезакрученная нить сразу свернется в нераспутываемый комок, и нельзя накручивать со слишком большим усилием, иначе нить порвется. При этом тяжелая тележка движется неравномерно, а веретено забирает все больше и больше нити при каждом обороте. При намотке нити закрутка нити концентрируется у роликов, этот эффект снова надо компенсировать, выдав немного незакрученной нити работой роликов.
Удовлетворительную автоматическую мюльную машину удалось создать лишь через 50 лет, в 1830, и даже после этого от оператора требовалось постоянно регулировать ее работу для получения хорошего результата. До этого механизация была частичной — привод от паровой машины отводил тележку в автоматическом режиме, растягивая и закручивая нить, после чего оператор вручную накатывал ее обратно, регулируя намотку нити и работу роликов рычагами.
Четыре хода машины в минуту на полтора метра выдавали по 6 метров качественной нити на каждом веретене (напомним что с самопрялкой пряха выдавала порядка 4 метров нити в минуту, каждое веретено заменяло пряху). И типичная мюльная машина имела полтысячи-тысячу веретен, а оператор обслуживал сразу две (с мелкой работой ему помогало несколько детей).
Улучшение обработки сырья позволило перейти к непрерывным процессам и обрекло мюльную машину на вымирание. Но для обычного попаданца этот период менее интересен из-за возросшей сложности технологии.
Пара уточнений:
Часто называют что на 1 пряху приходилось 3 кардера (чесателя шерсти/хлопка). Но данные по цене и затратам не показывают такого перекоса.
> in 1755, carding and roving had accounted for 33% of the cost of making the yarn and the final spinning for 67%.
Для хлопка очистка от семян (cotton gin-ом, история которого началась задолго до Уитни) могла занимать больше чем прядение (в зависимости от сырья и совершенства джина), но для льна и шерсти подготовка сырья однозначно требовала меньше работы чем прядение.
Возможно, 3х кратное число кардеров — результат частичной занятости. Типичная пряха работала примерно половину дня, возможно кардинг, требовавший еще меньше оборудования и квалификации, привлекал работников которые могли уделять еще меньше времени.
===
Одно веретено потребляет порядка ватта, так что ~50, максимум 100 веретен предел для мюльной машины с ручным приводом.
анимация работы Дженни https://youtu.be/4ZA9RMDrQ9s?t=3
Мне непонятен один момент. При ручном прядении пряха вытягивает волокна вручную из кудели, и сразу закручивает в нить. Прялки же типа Дженни и дальнейшие в качестве исходного материала использовали ровницу, а не просто комок расчесанного хлопка. Собственно как эту ровницу получали? Вытягивание ровницы не требует особых усилий, но механизировать его сложнее, чем собственно прядение.
Вытягивали вручную https://www.youtube.com/watch?v=VuATtpYolRU
плюс упоминается что самопрялку как-то применяли и для вытягивания ровницы, возможно без рогульки с большой катушкой, но иллюстраций/видео я не находил.
вот еще ручная машина https://www.youtube.com/watch?v=oaQIK5jJuYk
в целом механизация этого дела отдельная тема, насколько я понимаю для льна и шерсти дело шло сложнее чем для хлопка. Этим. плюс зарегулированностью более старых отраслей льна и шерсти, и обьясняется более быстрый прогресс по хлопку. (ну и еще моменты, вроде того что лен труднее хранить и транспортировать)
>> Описанные прядильные машины, представляя огромный выигрыш в производительности, лишены, однако, способности уравнивать толщину нити, что производилось при ручном П. пальцами рабочего. Материал для механического П. должен быть доставлен к машине в виде уже выровненной и утоненной ленточки — ровницы, приготовление которой составило задачу предпрядения, а равно и всего подготовительного отдела.
>> Что касается обработки других материалов: льна и шерсти, то вследствие длины льняного волокна и особенностей его строения, задача механического П. льна долго оставалась неразрешенной. Решившим ее следует считать француза — Филиппа Жирара (1810), применившего при вытягивании льна падающие гребни (gills) и способ мокрого П. на ватере.
>> Так как эта шерсть не выносит вытягивания, то подготовка ее к П. ограничивается повторным кардованием, причем особый аппарат образует ровничные нити прямо из слоя ватки, снимаемого с барабана кард-машины.
Да, похоже так. Возможно, еще до появления прялки Дженни стали разделять вытягивание ровницы и собственно прядение.
А когда перешли на механическое кардование, сразу с валика машины стали получать ровницу. Прпвда, ее еще несколько раз сдваивали и вытягивали на других машинах, чтобы достичь равномерности.
Кстати, сам я пробовал шерсть прясть, нитку для носков и рукавичек — сильно скручивать ее не надо, и веретеном немного по другому работают. Правда, для прочности хб нитка добавлялась.
Похоже, операцию вытягивания ровницы и само прядение разделили до появления Дженни, что и определило успех подобных прялок
https://www.researchgate.net/figure/Carding-roving-and-spinning-cotton-by-hand-in-Lancashire-as-illustrated-in-Richard_fig2_348525782
Только не могу понять, почему эта операция, требующая ручного труда, такой малый вклад в конечную стоимость давала.
Думаю, ровница на порядок-другой толще нити, так что и трудоемкость изготовления ниже.
>>Часто называют что на 1 пряху приходилось 3 кардера (чесателя шерсти/хлопка). Но данные по цене и затратам не показывают такого перекоса.>>
Скорей 1 кардер на 3 прях. Но даже в таком случае максимальный эффект от улучшения только стадии прядения может быть только трех-четырехкратный. А поскольку, например, дженни с 20 ветеранами заменяла лишь 3 пряхи, а ручной мюль с 50 веретенами — пять прях, общий эффект внедрения многоверетенных ручных прялок хорошо если хотя бы двукратный будет. Так что без механизации всего цикла производства прорыва не будет.
Кажется что подготовка ровницы — это главный секрет промышленного прядения.
Прялку Дженни использовали в основном частники, ровницу дома готовили сами.
Не Это ли ровница и как получают ?
https://youtu.be/sw9ixRT2AbA
Это, кстати, весьма показательный пример того, что кольцевой ватер для прядения — это весьма простое устройство, и никаких сверхсложностей в подготовке ровницы для него нет. Поэтому становится очевидной вся тупиковость мюль-машины, что, собственно, и показала история развития техники.
Хорошая книга — Цейтлин Е.А. Очерки истории текстильной техники
«Нетрудно понять что ролики ухудшают равномерность пучка волокон — если в нем есть тонкое место, то оно будет растянуто сильнее чем тонкое.»
Тонкая вытягивается сильнее толстой или толстая сильнее тонкой?
Спасибо. Тонкая вытягивается сильнее толстой конечно.
//Попытки усовершенствовать самопрялку предпринимались неоднократно: в 1692, 1723 и 1729 гг. в Англии выдаются патенты на усовершенствование самопрялки, но, по сути дела они мало что меняли. Причина заключалась в том, что эти изобретения касались лишь процессов кручения и наматывания, а процесс вытягивания оставался ручным.
Только изобретение вытяжного прибора могло освободить пальцы прядильщика, непосредственно соприкасавшиеся с волокном. Эту функцию следовало передать машине. Такой аппарат в форме вытяжных цилиндров был изобретен англичанином Джоном Уайаттом (Wyatt) (1700-1766). Как свидетельствует «Сборник искусств, мануфактур и сельского хозяйства» 1818 г., он рано проявил себя как талантливый механик, сделавший ряд усовершенствований в разных областях техники. Мысль о конструировании прядильной машины возникла у него около 1730 г. Через 3 года им была получена первая хлопчатобумажная пряжа без помощи человеческих пальцев, причем сам изобретатель стоял рядом в ожидании, волнуемый одновременно чувством радости и тревоги.
…
Патент был получен в 1738 г. В нем указывалось, что конец расчесанной на карде ленты волокон помещают между двумя валиками или цилиндрами, которые вследствие своего вращательного движения увлекают подвергаемый прядению хлопок или шерсть, а последовательный ряд цилиндров, вращающихся со все большей скоростью, вытягивают его в нить какой угодно тонины. Следует признать, что основные опыты Уайатт проводил с хлопком, который гораздо лучше вытягивается, чем шерсть. Шерсть имеет цепкость, а хлопок относительно гладкое и короткое волокно.
Как шутил Карл Маркс, машина Уайатта отобрала прядение у человека и «эта роль досталась ослу»*. Дело в том, что в качестве привода для машины автор применил колесо, которое вращал запряженный осел.
В 1740 г. Уайатт и Пауль организовали мастерскую в Бирмингеме с одной прядильной машиной, но успеха это предприятие не принесло. В 1750 г. родственник Пауля Э. Кэв открыл в Нортгемптоне мануфактуру, оснащенную гидравлическим приводом (водяным колесом) и 5 машинами по 80 веретен каждая. Лента получалась механическим способом на кардной машине (рис. 6), изобретенной в 1748 г. Паулем при участии Уайатта. В 1764 г. мануфактура закрылась из-за плохой организации производства. Дополнительная трудность заключалась в отсутствии компактного и удобного двигателя, способного вращать тяжелые машины, которые уже не могли приводиться в движение рукой рабочего. Тем не менее, Маркс полагал, что Уайатт своим изобретением возвестил оначале промышленной революции, позволив выпрядать одновременно несколько десятков нитей и исключив человеческую руку из технологического процесса.
К сожалению, прядильная машина Уайатта осталась практически неизвестной широкому кругу специалистов, и в прядении в середине XVIII века по-прежнему господствовала самопрялка.
//
//В описываемое время в деревне Лай около Варингтона работал механик Томас Хайе (Heys). Именно он в 1767 г. изобрел прядильное устройство на базе самопрялки, которое в чем-то было схоже с машиной Уайатта — Пауля. На машине Хайса ровница 1 (рис. 7, а) проходила через вытяжные валики 2, пропускалась через полую центральную часть рогульки 3 и направлялась через крючок 4 на катушку 5. В верхней части рогульчатого веретена происходило скручивание пряжи, а в нижней — наматывание на катушку. Об этом узнал Ричард Аркрайт (Arkwright) (1732-1792) — парикмахер из г. Престон. Переманив к себе помощника Хайса, Аркрайт в 1769 г. воспроизводит его прядильную машину (рис. 7, б), а затем при участии банка Райт открывает в Ноттингеме небольшую мастерскую и берет патент на упомянутое изобретение, где фигурирует в качестве его единственного автора.
…
кипучая деятельность Аркрайта была направлена на собирание известных технических решений, которые позволили бы полностью механизировать процесс изготовления пряжи. Первой жертвой его «любознательности» стала кардочесальная машина Борна (рис. 8), изобретенная в 1748 г., и запатентованная Аркрайтом почти без изменений. Кардную машину Аркрайт дополнил в 1775 г. питающим прибором, напоминающим конвейерную ленту, который был предназначен для равномерной подачи хлопка в зону чесания. Автором этого узла был Джон Лис из Манчестера, сконструировавший его в 1772 г., но не взявший патента.
…
обычно на прядильную машину подается полуфабрикат — ровница, получаемая из ленты путем вытягивания и очень незначительного скручивания. Удивительно простое и надежное устройство для получения ровницы придумал Бенджамен Бутлер. Помимо вытяжного прибора, оно содержало приемный таз, вращение которого вокруг своей оси сообщало ровнице небольшую крутку. Этим устройством Аркрайт заполнил пробел в цепочке машин, осуществляющих все технологические переходы в прядении.//
Забавно, оказывается Аркрайт сам ничего не изобретал, а успешно компилировал другие изобретения
//Тем не менее, механик Кониалл Вуд (Wood) в 1772 г. усовершенствовал «Дженни», сконструировав машину «Билли» периодического действия (рис. 13), позволявшую получить достаточно прочную пряжу. Важнейшим решением Вуда была установка легких веретен на подвижной каретке, а тяжелых катушек с ровницей — на неподвижной станине. Над катушками располагался неподвижный пресс. Каретка стала существенно легче, и возникла возможность увеличения числа веретен до 120. В то же время практически исчезло ограничение по весу катушек с обрабатываемым полуфабрикатом. За счет установки Вудом кардных цилиндров волокна полуфабриката получали дополнительную параллелизацию, и пряжу средних номеров стало можно получать даже из ленты, минуя ровничный переход.
//
Водяная прядильная рама Аркрайта. Приводной ремень поворачивает и валики сверху, вытягивающие ровницу, и катушки снизу, скручивающие волокна в нить.
https://hsto.org/r/w1560/getpro/habr/post_images/6fb/189/471/6fb1894711905fd11d634b68905c67c2.jpg
https://habr.com/ru/post/583140/
Уатт разрабатывал двигатель совсем другого типа, именно для вращательного движения. Он назвал его паровым колесом.
Паровое колесо состояло из полой кольцевой трубы, разделённой на три отсека, между которыми находились односторонние клапаны. Через полые спицы в отсеки подавался пар. Поступая в один из отсеков, пар выталкивал шарик ртути через правый клапан в соседний отсек, что, согласно закону Ньютона, создавало равное по силе и противоположное по направлению воздействие на закрытый клапан слева, что и двигало колесо по кругу по часовой стрелке. [10]
Уатт, по сути, разработал усложнённую версию героновой турбины, только у него пар оставался внутри трубы, и совершал реальную работу, а не просто улетал в атмосферу. Используя «поршень» из жидкого металла Уатт хитроумным способом решил проблему, преследовавшую его паровой насос – проблему изолирования поршня в стенках цилиндра. Но, несмотря на многолетние опыты, у Уатта так и не получилось заставить эту схему работать эффективно (к счастью для здоровья британцев, если учесть вред от ртутных паров).
Дело было не в бобине…
В описанном виде — это «вечный движитель». Ну или вибрационный, с храповиком и дикой тряской.
Прекратим подачу пара — шарик ртути висит на газовой подушке сбоку от центра тяжести колеса и поворачивает его. Те механизм действия гравитационный. (и для заталкивания шарика вверх нужна энергия так что это не вечный двигатель)
Большой шарик неустойчив — он даст пару пройти через себя. Много парралельных трубок? Думаю там тоже добавляется геммора — делать много клапанов? А если один сдохнет? Делать один общий? А как гарантировать что вся ртуть ушла в трубки и относительно равномерно?
Ну и удельная мощность получается не очень, как всегда с гравитацией…
В описании он не гравитационный а инерционный получался… Разогнали — колесо повернулость, затормозили — повернулось обратно (ну или попыталолсь)…
(и я не про вечный двигатель, а движитель… затык не в энергии, а в импульсе)
Гравитационный вариант работоспособен, но слабосилен — всё верно. Как и с храповиком — так себе затея.
//Улучшение обработки сырья позволило перейти к непрерывным процессам и обрекло мюльную машину на вымирание. Но для обычного попаданца этот период менее интересен из-за возросшей сложности технологии.//
Имхо, вот именно улучшением качества сырья и стоит заняться.
Для получения равномерной нити ровницу нужно подвергнуть сдваиванию и вытягиванию, при которой несколько лент ровницы складываются вместе и вытягиваются до нужной тонины. Для этого используются такие же вальцы, как в машине Аркрайта — в целом ничего принципиально сложного при понимании принципа. При этом неравномерности в исходной ровнице нивелируют друг друга, и все ухищрения, реализуемые в мюль-машине, становятся попросту ненужными. Для льна и осносительно толстой хлопковой нити подойдет обычное рогульчатое веретено, как в самопрялке; для особо тонкого хлопка колпачковый или кольцевой ватер.
И, опять же, не стоит забывать о том, что хотя прядение хлопка и взлетело в определенный исторический период в определенном месте, и повлекло за собой дальнейшую промышленную революцию, в других условиях и сырье, и требуемые технологии окажутся совершенно другими.
В A History of Technology by Charles Singer V3 есть немного. Вот например
https://www.dropbox.com/s/5ftb60ovwicba6v/A%20History%20of%20Technology%20by%20Charles%20Singer%20V3%2097.png
кардинговая машина 1748 года с четыремя цилиндрами.
// Для этого используются такие же вальцы, как в машине Аркрайта — в целом ничего принципиально сложного при понимании принципа. При этом неравномерности в исходной ровнице нивелируют друг друга, и все ухищрения, реализуемые в мюль-машине, становятся попросту ненужными.
Складывание ровниц уменьшает неравномерность пропорционально корню числа ровниц. Десять ровниц втрое равномернее одной, сто вдесятеро.
Но для того чтобы сложить много ровниц вам надо сделать их тонкими. Вытягивание ровниц одними валиками будет увеличивать их неравномерность. Не знаю какая там зависимость, но сильно сомневаюсь что достаточно слабая.
//Складывание ровниц уменьшает неравномерность пропорционально корню числа ровниц.//
Откуда такой рассчет? Ровница, особенно полученная механическим вытягиванием, в целом достаточно равномерна, но включает случайные дефектные участки, которые то и мешают механическому прядению. Складывание трех ровниц уменьшит неравномерность в три раза, десяти — в десять, потому что вероятность совпадения дефектов в одном месте мала.
Для хлопка нужно брать 4-8 ровниц и повторять процесс 2-3 раза.
//Вытягивание ровниц одними валиками будет увеличивать их неравномерность//
Одновременное вытягивпние нескольких ровниц не будет увеличивать их неравномерность, а наоборот уменьшать ее.
Одна из основных причин, почему этот процесс оказалось достаточно сложно механизировать, состоит в том, что в случае обрыва одной из входящей ровниц нужно быстро остановить работу машины, чтобы исправить разрыв. Но пути решения этой проблемы вполне понятны.
Из ЭСБЕ
//Для лучшего распрямления и параллелизации волокон обыкновенно производят В. не один раз, а чтобы обрабатываемые ленты не утонялись или, по крайней мере, не утонились излишне и через то не утратили своей прочности, на ленточных машинах между валиками пропускается сразу целый ряд лент, которые подвергаются совместному вытягиванию и вслед за тем соединяются в одну общую или такой же толщины, как прежние, или немного тоньше их. Подобное сдваивание лент способствует сверх того их выравниванию, так как, не говоря уже о том, что совпадение утонений одних из лент с утолщениями других должно иметь следствием получение в результате более однородной ленты, даже и при сложении или толстых, или тонких частей между собою, степень однородности новой ленты в этих местах останется — в самом неблагоприятном случае — такой же, как была в первоначальных, но уменьшиться никак не может.//
> Откуда такой рассчет?
Для нормального распределения ошибка вычисления среднего убывает пропорционально корню из числа опытов.
Можно конечно считать что у нас доминирует один вид ошибки и в результате «равномерная ровница с редкими дефектами», но имхо это скорее признак плохой технологии. Репьи там изредка проходят и корежат все или что то в этом роде. При нормальном процесс все будет «ни шатко ни валко» то туда 2% то сюда 4%
> Одновременное вытягивпние нескольких ровниц не будет увеличивать их неравномерность, а наоборот уменьшать ее.
Если у нас тонкое место, то его и растянет в первую очередь — оно станет еще тоньше.
У вас несколько ровниц и их растянет в разных местах? Ну сложение менее равномерных функций даст менее равномерный результат.
//Если у нас тонкое место, то его и растянет в первую очередь — оно станет еще тоньше.
У вас несколько ровниц и их растянет в разных местах? Ну сложение менее равномерных функций даст менее равномерный результат.//
Это справедливо лишь для вытягивпния единственной ленты. Если валики вытягивают пучок из 4 ровниц, и на одной тонкое место, остальные 3 ровницы не дадут ему чрезмерно вытянуться. Почиьайте статью в ЭСБЕ, на которую я ссылался.
Вообще, ИМХО, вы несколько однобоко рассматриваете развитие прядильной техники.
Ватер-машина Аркрайта производила вполне качественную нить, а не какой-то суррогат, основная проблема была с прядением именно хлопка и именно тонких нитей с низкой прочностью, которые под натяжением, создаваемым рогульчатым веретеном, легко рвались. Но собственно такая же проблема была и у самопрялки с точно таким же рогульчатым веретеном, и нить для тонких тканей типа муслина пряли на простейшей прялке.
С изобретением колпачкового и кольцевого веретена стало возможным прясть тонкий хлопок (и дело тут опять в первую очередь не в качестве сырья); для льна, пеньки и других волокон вполне подходило и обычное рогульчатое веретено.
Мюльная машина, хоть и была более универсальной (на ней можно прясть любое волокно любой тонины и крутки), все же имела значительно меньшую производительность и требовала большей квалификации рабочих, и в итоге была практически вытеснена.
В Америке же мюльная машина практически не использовалась, за дефицитом рабочих рук, и вся хлопковая промышленнлсть развивалась в направлении усовершенствования ватера.
Опять же имхо, попаланцу этап мюль-машины вполне можно прлпустить, если, конечно, его не угораздит попасть во в вполне определенное место в определенное время, а именно Англию начала промышленной революции.
Какой механизм? Если подумать, то несколько ровниц могут становиться и более равномерными — если одна толще остальных, то она примет на себя большую часть усилия валиков, а тонкое место останется незахваченным и нерастянутым. «остальные 3 ровницы не дадут ему чрезмерно вытянуться» — не вижу как остальные ровницы могут «помочь» четвертой кроме как раздвинув валики.
Вопрос в том насколько этот способ применим к технологиям 18 века. То что мюльная на них работала, даже в ручном варианте, и давала нить лучшего качества чем все предшественники мы знаем. Аркрайт прижимал ролики рычагами с весами — они реагируют на вибрацию, обтягивал валики мягкой кожей — это уменьшает требования к точности изготовления, но и уменьшает выравнивающий эффект — идеально жесткий ролик сконцентрирует все усилие на бОльшей ровнице, мягкий отдаст часть и меньшей. Какой результат можно было бы получить с теми роликами неизвестно.
Если способ с несколькими ровницами и валиками был пропущен изобретателями 18 века — замечательно, но так ли это…
> С изобретением колпачкового и кольцевого веретена стало возможным прясть тонкий хлопок
Кольцевое появилось минимум в 1828, а когда оно стало преобладать?
>> The ring frame, originating in New England in the 1820s, was little used in Lancashire until the 1890s. It required more energy and could not produce the finest counts.[6]
>> собственно такая же проблема была и у самопрялки с точно таким же рогульчатым веретеном
В книгах упоминается что самые тонкие нити, в частности шерстяные, продолжали производить на самопрялках и во второй половине 19го.
Имхо тут механизм простой — автоматизировать выгодно производство вещей попроще. Это снижает спрос на/цену высококвалифицированных работников старой технологии и позволяет им долгое время конкурировать в областях требующих качества.
>> попаланцу этап мюль-машины вполне можно прлпустить
Мюльная победила в реале. И на уровне простой модели механизм ее работы выглядит максимально «самоисправляющимся», а значит устойчивым к топорности изготовления.
Возможно на современном уровне и можно придумать что-то получше, но сомневаюсь что мы сможем это убедительно обосновать без основания минифабрики с полным циклом производства, включая выращивание сырья.
//Какой механизм?//
Механизм, по-моему, очевиден без привлечения математических абстракций, но даже не в этом дело. В процитированной выше статье из ЭСБЕ прямо написано, что складывание и совместное вытягивание нескольких ровниц производится для улучшения равномерности. Даже в википедии то же самое пишут
>>Doubling is a textile industry term synonymous with combining. It can be used for various processes during spinning. During the carding stage, several sources of roving are doubled together and drawn, to remove variations in thickness.>>
//Вопрос в том насколько этот способ применим к технологиям 18 века.
…
Какой результат можно было бы получить с теми роликами неизвестно//
Ватер-машина с рогульчатым веретеном начала активно применяться в 1769 г, сначала для уточной нити и чулочной пояжи, но в 1773 г. Аркрайт уже производил полностью бумажную ткань — на сырье XVIII в. К 1775 г. Аркрайт полностью механизировал весь цикл от сырого хлопка до готовой нити.
А чуть позже рогульчатый ватер приспособили к прядению шерсти, льна, конопли и т.д.
Мюльная машина (1779 г) же занала другую нишу, прядение нитей для особо тонких тканей, и уж никак не вытеснила ватер.
>>Если машины Аркрайта положили начало машинному производству ситцев в Англии, то мюли дали возможность изготовлять фабричным способом тончайшие сорта бумажных тканей — муслины (кисею).>>
Очевидно, массовое производство обычных тканей типа ситца, а также парусины, канатов и веревок — это более важная задача, чем тюлей и муслинов.
//В книгах упоминается что самые тонкие нити, в частности шерстяные, продолжали производить на самопрялках и во второй половине 19го.//
Вы смешиваете прялку с механическим приводом веретена (простого стержня), и самопрялку саксонского типа с рогулькой. На первой можно прясть любую пряжу, на второй — нет.
>> Механизм, по-моему, очевиден без привлечения математических абстракций
Если игнорировать ухудшение равномерности при вытягивании роликами одиночной ровнины то все очевидно. Правда тогда непонятно почему ролики не могли в тонкую нить.
===
SAMUEL CROMPTON’S CENSUS OF THE COTTON INDUSTRY IN 1811 10.1093/ej/40.supplement_1.107
Четыре с половиной миллиона мюльных веретен и 300 тысяч вотерфреймных. А это еще 1811ый, даже до trostle frame еще ~20 лет, в ближайщие годы преимущества прерывного процесса только увеличиваются — там автоматизацию наращивают — см The Development of the Spinning Mule 10.1179/004049678793691494
Вотерфрейм жрал вдесять раз больше энергии см Measurement of Power in Early Steam-Driven Textile Mills. Technology and Culture, 13(1), 25–43. doi:10.2307/3102654 и хуже справлялся с уточной нитью.
Во-первых, очевидно, что веретено ватера не может потреблять в 10 раз больше мощности (при одинаковом уровне изготовления механизма), потому что в обоих случаях совершается примерно одинаковая работа.
Во-вторых, если полностью прочитать абзац по приведенной ссылке, виднл, что даже автору такая разница кажется сомнительной.
>>The figure of 100 spindles to each horsepower was probably widely used as a rule of thumb by the turn of the century, in mills where the spinning was being done on machines of the Arkwright type. Robertson Buchanan, who quoted this figure in 1808, also noted that when flax was being spun rather than cotton, seventy-five spindles could be driven by 1 horsepower; but when cotton was being spun on a mule rather than on machines of the Arkwright type, 1,000 spindles were equivalent to 1 horsepower.5 This large figure may indicate that Buchanan was thinking about mills where mule spinning was not yet fully mechanized. In every case, the figures refer not only to the power used to drive the spinning machines but also to the carding and roving machines that neces- sarily accompanied the spinning. >>
Если взять более современные данные, например, из технической энциклопедии
https://books.google.ru/books?id=0x0gBwAAQBAJ&pg=PT277&lpg=PT277&dq=%D1%80%D0%BE%D0%B3%D1%83%D0%BB%D1%8C%D1%87%D0%B0%D1%82%D1%8B%D0%B9+%D0%B2%D0%B0%D1%82%D0%B5%D1%80&source=bl&ots=lt3G3kLJHR&sig=ACfU3U11G0VAYM9LuZnvyaIcujhnc9vVcg&hl=ru&sa=X&ved=2ahUKEwjdhd_WktbzAhXDlIsKHdRBCOcQ6AF6BAgTEAI#v=onepage&q=%D1%80%D0%BE%D0%B3%D1%83%D0%BB%D1%8C%D1%87%D0%B0%D1%82%D1%8B%D0%B9%20%D0%B2%D0%B0%D1%82%D0%B5%D1%80&f=true
То видно, что на мюльной машине 1 лс достаточна для 100 веретен, на ватере же для 100 веретен нужно 1.5 лс. Но и производительность последнего в 1.5 раза больше. Эти данные для шерсти, но сомневаюсь, что для хлопка разница будет больше.
Здесь приводятся более точные цифры
https://books.google.ru/books?id=rh0gBwAAQBAJ&pg=PT7&lpg=PT7&dq=%D0%BF%D0%BE%D1%82%D1%80%D0%B5%D0%B1%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5+%D0%BC%D0%BE%D1%89%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B8+%D0%BD%D0%B0+%D0%B2%D0%B5%D1%80%D0%B5%D1%82%D0%B5%D0%BD%D0%BE&source=bl&ots=cCEb143y7B&sig=ACfU3U0wsMZ_0MhHW1Ep63DscufSrwnYqA&hl=ru&sa=X&ved=2ahUKEwiBhdWNmdfzAhUixosKHYWaAs4Q6AF6BAgvEAI#v=onepage&q=%D0%BF%D0%BE%D1%82%D1%80%D0%B5%D0%B1%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5%20%D0%BC%D0%BE%D1%89%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B8%20%D0%BD%D0%B0%20%D0%B2%D0%B5%D1%80%D0%B5%D1%82%D0%B5%D0%BD%D0%BE&f=true
Мюль машина расходует 1 лс при прядении на 110-130 веретенах, в зависимости от номера пряжи. Поичем потребление энергии очень неравномерно в ходе цикла прядения.
Поэтому ни о каких 50 и 100 веретен на мюле с ручным приводе речи быть не может. Скорей 8-10, максимум 20, и приводить в действие такую машину должен сильный и квалифицировпнный работник. Механизировать привод тоже явно сложнее, чем ватер, постоянно потребляющий одинаковую мощность и имеющий неподвижно закрепленные веретена.
Так а что с
> Четыре с половиной миллиона мюльных веретен и 300 тысяч вотерфреймных.
и
> Мюльная машина … в итоге была практически вытеснена.
? Понятно что автор мог и приврать. Но таки это цензус писался для предоставления в парламент, так что ну в 2, в в 3 раза, но разницу в пятнадцать раз одним привиранием не объяснишь.
То что она была вытеснена это конечно да. Но в каком году и в какую «технологическую эпоху»?
>> Поэтому ни о каких 50 и 100 веретен на мюле с ручным приводе речи быть не может.
Пардон муа, но
> Crompton’s first mule had 48 spindles and could produce 1 pound (0.45 kg) of 60s thread a day. This demanded a spindle speed of 1,700 rpm, and a power input of 1⁄16 horsepower (47 W).[8]
ежу понятно что бывают разные режимы. Кромптон возможно концентрировался на самой тонкой нити, да и как изобретатель он знал все до последнего винтика и выдавал околопредельный результат. Где-нибудь в 1800-1830х было выгоднее выкинуть побольше ваттов, зато упростить механизм и понизить квалификацию, да и нити могли быть потолще/позакрученнее. Опять таки первые ватеры банально делались кое-как и с расчетом на минимальную квалификацию, так что и 10х кратная разница для худших моделей имхо реальна.
Имхо выравнивание ровницы одновременным прокатом нескольких на валиках и последующим складыванием отличная вещь. Надо поискать пользовались ли ей в 18ом. Но я сильно сомневаюсь что до до-Молди вский уровень «машиностроения» произведет ролики которые смогут утончать сырье до приличной нити, плюс проблемы с избыточной аттенуацией для уточной и тп тд
Имхо само распространение мюльной в начале 19го это прекрасный признак того что это как раз то что надо попаданцу.
//Четыре с половиной миллиона мюльных веретен и 300 тысяч вотерфреймных//
Было бы интересно посмотреть данные по другим годам, а также не только по англии и хлопку.
Данные Кромптона недостаточно объективны, скорей всего преобладание мюльных машин в 4-5 раз. К 1845 году мюльных машин 74%, тростл-фрайм (по сути тот же ватер) 26%.
//Надо поискать пользовались ли ей в 18ом.//
Так на фабриках того же Аркрайта использовали, там вообще полностью механизировали весь цикл от сырого хлопка до нити.
В то время как мюльные машины до 1790 г были с ручным приводом.
//Опять таки первые ватеры банально делались кое-как и с расчетом на минимальную квалификацию//
Вот-вот, почему то все рассматривают только первую ватер машину, хотя в это же время ее тоже активно улучшали. Тростл-фрейм это тот же ватер, только с улучшенным приводом роликов и веретен — не индивидуальными шестеренками, а общей передачей, как на дженни.
//1 pound (0.45 kg) of 60s thread a day//
48 веретен — меньше 10 г нити в день на каждое.
А при ручном прядении на самопрялке пряха (женщина) производила 0.5 фунта нити, хоть и более грубой (16-20 номер).
Вообще увеличение количества веретен в n увеличивало производительность далеко не в те же n раз. Для дженни с 10 веретенами производительность в 3 раза выше, чем для ручного. Для ручного мюля — должно быть соизмеримо для одинаковй нити, или чуть меньше.
Опять же, возвращаясь к подготовительным операциям — внедрение одной мюльной машины или той же самой дженни приведет к тому, что лимитировать будет стадия подготовки сырья, как это раньше случилось с самолетым челноком.
Поэтому стоит сразу механизировать весь цикл производства, что проще в случае ватера.
А сама по себе мюльная машина решит лишь одну частную проблему — производство тонких тканей из хлопка.
Китайская самопрялка с 3 веретенами
https://dl.dropboxusercontent.com/s/m9hvae2t5pp1ikj/%D1%81%D0%B0%D0%BC%D0%BE%D0%BF%D1%80%D1%8F%D0%BB%D0%BA%D0%B0%202%20%D0%B2%D0%B5%D1%80%D0%B5%D1%82%D0%B5%D0%BD%D0%B0.png?dl=0
https://dl.dropboxusercontent.com/s/umpo0t2w6whbwi7/%D1%81%D0%B0%D0%BC%D0%BE%D0%BF%D1%80%D1%8F%D0%BB%D0%BA%D0%B0%203%20%D0%B2%D0%B5%D1%80%D0%B5%D1%82%D0%B5%D0%BD%D0%B0.png?dl=0
Пять веретен
https://dl.dropboxusercontent.com/s/sc9h34sq98iiahx/%D1%81%D0%B0%D0%BC%D0%BE%D0%BF%D1%80%D1%8F%D0%BB%D0%BA%D0%B0%206%20%D0%B2%D0%B5%D1%80%D0%B5%D1%82%D0%B5%D0%BD.png?dl=0
Да, насколько я понимаю для прядения утка одной рукой. Вообще скорее именно такие штуки были основным вдохновлением для Дженни
weave lace https://coub.com/view/2ynyxq
коротко но понятно и оч хорошая анимация https://www.youtube.com/watch?v=YwRbyTCqOQY
Очень дорогая графика, видимо компания решила оторваться.
К истории многоверетенных прялок:
Кручение шелка на машине с несколькими десятками веретен, в том числе с приводом от водяного колеса
https://quod.lib.umich.edu/d/did/did2222.0001.653/—silk-manufacture-1-first-section?rgn=main;view=fulltext;q1=spinning
Такие машины появились в Италии как минимум в XVII в., в Англии – с начала XVIII в.
Аналогичная машина для шерсти
https://quod.lib.umich.edu/cgi/t/text/text-idx?c=did;cc=did;rgn=main;view=text;idno=did2222.0001.450
Если Нидхам не врет, в Китае такие машины использовались с XIII в., в приводом от воды, для прядения конопли и рами.
Принцип работы здесь, похоже, ровно наоборот от дженни – вращается веретено с ровницей, крученая нить наматывается на барабан.
А тут пишут, что даже в XIV в. в Болонье пряли шелк с приводом от водяного колеса, причем механизированы были практически все операции
https://www.scirp.org/pdf/ahs_2020120714590865.pdf
Вообще, мне кажется, технологический уровень доиндустриального времени сильно недооценивается.
Это скорее скручивание нитей, а не прядение.
Длина шелковины — сотни метров, длина растительных волокон порядка мм-см.
Так не только шелк, но и шерсть, рами и коноплю, там длина волокон порядка 10 см. Если ровница готовится вручную, длинные волокна уже дрстаточно выровненны, нужно только скрутить.
С хлопком вряд ли прокатит, хлопок вообще неудобное для прядения волокно.
Вопрос в том, почему механизация в доиндустриальной Европе широко распространилась только на шелк. Вероятно, потому, что ручное прядение/кручение таких тонких волокон было жутко трудоемким даже по меркам XIII в., при обработке же лубяных волокон лимитирующими были другие стадии. Ситуация поменялась лишь с дешевым хлопком.
//Для прядения различных материалов применяются различные тонкопрядильные машины. При хлопкопрядении применяются исключительно кольцевой ватер и сельфактор. Пряжа из хлопчатобумажных отбросов (угаров) изготовляется на женни-сельфакторе (Zweizylinder-Spinnerei). При обработке льна, пеньки, джута и пр. лубовых волокон, благодаря крепости получаемой пряжи, употребляется исключительно наиболее простой рогульчатый ватер. Прядение бывает мокрое, когда ровница перед вытягиванием проводится через воду (фиг. 8), и сухое — без смачивания. Прядение аппаратной (кардной) шерсти производится на женни-сельфакторах и на кольцевых ватерах. Сохраняются, впрочем, еще и ручные женни-машины, неправильно называемые ручными мюлями. Вытягивающие аппараты кольцевых ватеров для кардной шерсти снабжаются в промежутке между вытягивающими парами валиков особыми скатывающими трубочками, облегчающими вытягивание, которому трудно поддается короткий материал. Гребенная шерсть прядется на сельфакторах, подобных хлопчатобумажным, и на кольцевых ватерах. Сохраняются, впрочем, и рогульчатые для грубой шерсти. Прядение хлопчатого шелка ведется на кольцевых (раньше — рогульчатых) ватерах, а при самых тонких номерах — на сельфакторах (очень редко). //
//Between twenty and thirty years ago, or particularly during the late French war, when the commerce of Great Britain had increased to an unprecedented extent, in so much that the whole supply of manufactured goods were, on several occasions, inadequate to the demand, especially those of the finer qualities; the throstle frames not being adapted for spinning fine yarn, were, in a great measure, superseded by the mule jenny and a number of proprietors of Spinning Factories, who had both water frames and throstles in active operation, threw them aside entirely, for the purpose of introducing mules. The consequence was, that very few water frames or throstles were left in the country. Those few manufacturers who still retained them, frequently enjoyed a brisk demand for their Water Twist, even when mule yarn (in consequence of the general stagnation of trade which followed) was scarcely asked after; and since so many Power Loom Factories have been established, by which the coarser fabrics of cotton cloth are manufactured from 70 to 80 per cent. cheaper than formerly, the demand for yarns of the lower description has completely pre- ponderated; and Water Twist, from its strength and wiry smoothness, being peculiarly adapted for warps to the power looms, it is therefore much sought after by manufacturers; hence a most evident reaction has taken place amongst the proprietors of Spinning Factories regarding the supposed merits of the throstle frame and the mule. The attention of the trade seems now wholly engrossed with the throstles; the quality and quantity of the yarn they produce; its cheapness; and the improvements now in course of trial, the issue of which is exciting the most intense interest: such, indeed, is the importance now attached to these machines, that it is supposed they will, in a short time, entirely supersede the use of mules for spinning all numbers of yarn below No. 50; and, indeed, several proprietors are just now seriously contemplating the probable advantages that might result from throwing out their mules, and supplying their place with throstles.
Although the throstle frames generally in use are the same in principle with those invented by Arkwright; yet by the various improvements that have been made on their form, or general construction, they are now capable of producing a superior quality, as well as a greater quantity of yarn, in a given time, than could formerly have been supposed. The yarn produced from these machines, as already remarked, is principally used for warps; but in some places (owing to late improvements) they are employed for spinning a superior quality of wefts, which, instead of being lapped on bobbins, is built on the spindle (the same as in the mule) in the form of a neat compact pirn cope, every way prepared for putting into the shuttle. Other improve- ments upon the throstle, or rather new inventions of equal, or, perhaps, higher importance, are just now attracting considerable notice, both in Scotland and England; as it is confidently asserted, that by means of these improvements, the throstles will be rendered capable of producing a greater quantity, in a given time, than any other spinning machine that has ever yet been tried. But without taking further notice of these inventions in this place, as they will afterwards be described at the end of the article on the mule jenny, where the productive capabilities of the different spinning machines will be more conveniently contrasted, and a comparison of their relative merits more distinctly pointed out; the method of performing some calculations connected with the throstle frame, will here be exemplified.//
https://books.google.ru/books/content?id=aCVN7owQQBoC&hl=ru&pg=PA235&img=1&zoom=3&sig=ACfU3U3U_TRksoOkXpWe2nxIyAs2UD1soQ&w=1025
относительная прочность пряжи, сделанной на рогульчатом ватере, процентов на 20 выше, чем у аналогичной пряжи, сделанная на мюле
//The superior quality of Throstle over Mule yarn, and consequently higher price it always commands in the markets of the world, have ever been an inducement to enterprising spinners and machinists to reduce the cost of throstles, lessen the power they require, or increase their production, which has the same result. The history of the Throstle, from the days of Arkwright, shows that for nearly a century desperate efforts have been made to this end, some of which have already been recorded//
//The yarn, being of a more woolly nature than ordinary throstle yarn, and somewhat darker in colour, could not be mixed with it, but had to be sold, or woven separately, therefore it did not command so good a price, being in fact like half-mule yarn. This latter objection was perhaps the most fatal of all, as the price of water twist,» or genuine throstle yarn, is so much greater for the same numbers than mule yarn; hence the Danforth throstle, so full of promise, so very clever in construction, lost caste, and has almost become extinct in this country//
в общем, утверждения вроде
>>Только во второй половине 19 века качество подготовки сырья удалось довести до того уровня что непрерывный процесс начал выдавать нить приличного качества (ring spinning).
Даже после тщательной настройки роликов и тщательной подготовки сырья Аркрайт мог производить лишь грубую (но крепкую!) низкокачественную пряжу. Тем не менее низкая цена обеспечила ему финансовый успех.>>
абсолютно несостоятельны
Интересно, как это вы к этому пришли?
Прямо указано что мюльные вытеснили ролики
> superseded by the mule jenny and a number of proprietors of Spinning Factories, who had both water frames and throstles in active operation, threw them aside entirely, for the purpose of introducing mules. The consequence was, that very few water frames or throstles were left in the country.
Прямо говорится о том что только улучшения за долгое время позволили добиться качества
> Although the throstle frames generally in use are the same in principle with those invented by Arkwright; yet by the various improvements that have been made on their form, or general construction, they are now capable of producing a superior quality
Ну может речь вообще не о сырье, а исключительно об улучшениях. Но доступны ли они попаданцу?
Видео с роликовой машиной размером с печатную машинку это интересно, но тут вопрос что внутри.
Конкретика — чего не хватало water frame’у чтобы УДЕРЖАТЬ свои позиции от наступления мюльных.
>>Интересно, как это вы к этому пришли?>>
к чему? к тому, что оба ваших утверждения в корне неверны?
— первое утверждение неверно, так как весь процесс подготовки ровницы из сырого хлопка, в том числе дублирование и вытягивание, было внедрено еще Аркрайтом. Например, машинка 1780-х годов https://graces-guide-s3-live.s3.amazonaws.com/gracesguide/a/a3/JD_2016_Sci_Mus1.jpg Вся машинерия середины XIX в пл сути не отличалась от аркрайтовской, только масштабом.
— второе утверждение неверно, так как нить с ватера Аркрайта никак не была грубой или низкокачественной. Пряжа с ватера ценилась высоко, и в том числе использовалась для машинного вязания. Чего не мог ватер — так только производить высокие номера пряжи и некоторые виды пряжи типа утка для сукна из кардной шерсти. Кроме того, ватер мотал нити на шпули, которые — в отличие от початков с дженни или мюля — нужно было перематывать перед заправкой в челнок.
Если говорить о вытеснении ватера мюлем, то стоит сразу оговариватью что это явление тмело место в один достаточно короткий период в достаточно ограниченной области Англии, и только применительно к прядению хлопка — ввиду возросшей потребности именно в тонких тканях. Но это вытеснение было по сути тупиковым направлением.
По лицензии Аркрайта было построенно множество фабрик по всей Англии и Шотландии, и в США. Они себя неплохо чувствовали, а саму ватер-машину непрерывно совершенствовали. Впрочем, усовершенствований именно рогульчатого ватера было не так уж и много — простое увеличение числа веретен (с 8-16 у Аркрайта до сотни-другой) с общим приводом и механизм равномерной укладки нити (вариант которого был придуман еще Леонардо да Винчи). Колпачковый и кольцевой ватер — это уже другая история, но и обычный рогульчатый практически безо всяких изменений использовали не только для прядения хлопка, но и льна (мюль для льна никогда и не использовали), и камвольной шерсти.
Мы имеем реальный успех мюльной машины — Кромптон создал ее на десятилетие позже варианта Аркрайта, тем не менее она доминировала десятилетия.
Попытки просто отмахнуться от этого успеха выглядят натягиванием совы на глобус.
Аркрайт и все изобретатели у которых он тибрил идеи были дураками раз они проиграли имея выигрышную схему И десятилетний headstart? Так и скажите, мы посмеемся.
Или ваша позиция в том что непрерывный процесс стратегически выгоднее мюля? Ну никто не спорит. А каяк из углеволокна лучше каяка из тюленьей шкуры. Дальше что? За неимением гербовой пишем на простой…
Может тезис в том что успех мюля состоял в том что он позволял производить тонкую ткань для платежеспособных классов, а в тканях для простого народа у мюля преимущества не было? Ну дык попаданцу то все равно надо зарабатывать деньги, а не «счастья всем даром»
Секрет успеха в том что мулы стояли по домам так что индустрия могла не тратится на образование операторов? Ну у попаданца будет та же ситуация…
Может вам известны неочевидные для людей 18 века, но технологически доступные попаданцу идеи по усовершенствованию ватера? Ну дык в студию.
Процесс вытеснения мюля длился больше столетия — читаем всякие
New Answers To Old Questions: Explaining The Slow Adoption Of Ring Spinning In Lancashire, 1880-1913 by TIMOTHY LEUNIG
Were British cotton entrepreneurs technologically backward? Firm-level evidence on the adoption of ring spinning by Federico Ciliberto
— тут вполне убедительно показывается что и в конце 19го мюль сохранял конкурентноспособность в деле изготовления самых тонких нитей.
Моя интерпретация проста и незатейлива — в мюле оператор управляет большим числом параметров и работает с кусками нити так что ему не приходится беспокоиться о сложных переходных/колебательных/тптд процессах.
Это позволяет переложить груз точной настройки с грубой машинерии на очень чувствительное и точное человеческое тело.
В результате мюль сначала захватил доминирование, а потом сдавал позиции под давлением прогресса столетие с лишним. Не вижу никаких доводов в пользу того что попаданцу не стоит повторять этот путь. Ну разве что он миллиардер который может себе позволить десятилетие другое разработывать нормальный непрерывный процесс который потом не смогут повторить конкуренты.
> Вся машинерия середины XIX в пл сути не отличалась от аркрайтовской, только масштабом.
Чушь и сова. Открываем любую книгу и любуемся — какой-нибудь Danforth throstle 1829 года с 100 с лишним оборотов в секунду благодаря скорости мог использовать торможение нити воздухом. Это было доступно Аркрайту? Четко пишется о сложностях точного изготовления тех же throstle в 30х, с уже имеющейся точной машинерией. И тп тд Или это конкретно в сфере подготовки сырья был полный технологический застой, несмотря на всякие громкие имена и названия станков?
Но если планировать по глобусу то конечно все что угодно можно объявить не имеющим отличий. Космические ракеты это незначительное развитие китайских фейерверков.
> нить с ватера Аркрайта никак не была грубой или низкокачественной.
Если брать крайние случаи то я лично видел и утверждения о том что Аркрайт делал и 80ю нить. Только это именно крайние случаи.
Вы же сами чуть ниже пишете что Аркрайт занимал нишу тканей погрубее
> до 32 Ne (на water frame Аркрайта) … Кромптоновский мюль в начале использовали для 60-80 Ne
>>Аркрайт и все изобретатели у которых он тибрил идеи были дураками раз они проиграли имея выигрышную схему >>
Аркрайт, ставший самым богатым человеком в Британии, мог бы посмеяться над этим. Или у вас есть информация о том, что после его смерти все ватеры поменяли на мюли?
в тех же США — в конце XVIII — начале XIX вв технологически отсталой, кстати, стране — все машинное производство хлопка развивалось только по пути ватеров.
>>Может тезис в том что успех мюля состоял в том что он позволял производить тонкую ткань для платежеспособных классов>>
в значительной мере да
>>Секрет успеха в том что мулы стояли по домам так что индустрия могла не тратится на образование операторов>>
и нет
Успех мюля обеспечивался стечением многих факторов, но опять же был ограничен и географически, и конкретным временем, и конкретной областью промышленности.
С операторами ровно наоборот — в том то и дело, что было большое количество опытных прядильщиков, причем мужчин, в том числе из-за внедрения летающего челнока. Пересесть с дженни на мюль не стоило никаких усилий.
А вот если таких человеческих ресурсов нет, то ватер все конкуренции, как в количественном (нужно меньше людей), так и в качественном плане (могли работать даже дети, а не только взрослые мужики).
>>Может вам известны неочевидные для людей 18 века, но технологически доступные попаданцу идеи по усовершенствованию ватера? Ну дык в студию.>>
во-первых, ранная и поздняя машинерия на тех же фабриках Аркрайта — это две большие разницы. Первые ватеры даже с деревянными шестеренками работами.
во-вторых, в рогульчатом ватере 1830-1840-х гг нет никаких сложных технологических элементов. Это всего лишь общий привод с вала-барабана (на мюле он, кстати, тоже не соазу появился), и мезанизм перемещения шпулек вверх вниз длч рпвномерной укладки, вместо нескольких крючков как на самопрялке и первых ватерах.
Но и даже кольцевой ватер, в котором само кольцо должно быть действительно тщательно обработанно и отполированно, внеземных технологий не требует.
>>не приходится беспокоиться о сложных переходных/колебательных/тптд процессах.>>
ровно наоборот. оператор ручного мюля должен постоянно контролировать весь процесс. оператор ватера — вообще никак не вмешивается, кроме смены катушек и связывания обрывов.
>>Чушь и сова. Открываем любую книгу и любуемся — какой-нибудь Danforth throstle >>
я постоянно делаю оговорки про рогульчатый ватер, а вы смешиваете и рогульчатый, и колпачковый, и кольцевой в одну кучу. И даже тут все совсем не так — этот колпачковый (а потом кольцевой) ватер появился как попытка сильно повысить производительность путем увеличения оборотов, так как рогульки таких скоростей не выдерживали. Это не значит, что на меньших скоростях колпачковый ватер не работает. Нить там тормозится не столько воздухом, а нижним краем колпачка.
>>Ну разве что он миллиардер который может себе позволить десятилетие другое разработывать нормальный непрерывный процесс >>
как показывает история, как раз легко можно стать миллиардером именно в помощью ватера, а не дженни или мюля. с множеством распределенных по частникам мюлями — точно нет.
если говорить именно о прегрессорстве — практически в любом месте и в любой момент истории до Индустриальной революции рогульчатый ватер бы дал больше пользы, чем мюль, и непосредственно в плане обеспечения потребностей в текстиле, и в плане задела дальнейшей полной механизации. Где ватер безполезен — это в производстве очень тонких тканей (тут от ручного мюля действитель будет прок) и в производстве, например, сукна (тут тоже был бы полезен мюль, хотя суконный мюль это не совсем мюль, в нем лишь одна пара роликов).
> Аркрайт, ставший самым богатым человеком в Британии, мог бы посмеяться над этим. Или у вас есть информация о том, что после его смерти все ватеры поменяли на мюли?
Я уже приводил инфу что в 1811 в Англии мюлных веретен было в 15 раз больше.
SAMUEL CROMPTON’S CENSUS OF THE COTTON INDUSTRY IN 1811 10.1093/ej/40.supplement_1.107
> >>Может тезис в том что успех мюля состоял в том что он позволял производить тонкую ткань для платежеспособных классов>>
> в значительной мере да
Бабло то у эксплуататоров. Так что в первую очередь нужны тонкие ткани. А потом уже можно заняться вытеснением домотканщины…
=
Довод о том что у попаданца не будет рабочей силы такого качества как в Англии выглядит интересно. Но как его перевести на конкретику…
Успех непрерывного процесса в США можно списать и на то что ниша более грубых тканей была менее конкурентна / меньше привередливости покупателей к брендам, а самые вкусные ниши были заняты английскими мюлями.
Несколько месяцев обучения дешевого неквалифицированного рабочего на мюль это копейки. Рост был быстрым только по доиндустриальным меркам
> cotton usage in Britain increasing significantly, going from 52 million pounds in 1800 to 588 million pounds by 1850
Это всего лишь 5% годового роста.
> textile industry expanded rapidly, increasing production fifty-fold between 1780 and 1840.
Это меньше 7% роста.
Если требуется полгода обучения то нужен один ученик на 30-40 рабочих.
//Я уже приводил инфу что в 1811 в Англии мюлных веретен было в 15 раз больше.
SAMUEL CROMPTON’S CENSUS OF THE COTTON INDUSTRY IN 1811 10.1093/ej/40.supplement_1.107//
Вы же сами должны понимать, что эта инфа весьма сомнительная. Во-первых, Кромптон учитывал веретена ТОЛЬКО на фабриках, где были мюли, и не брал в рассчет фабрики БЕЗ мюлей; во-вторых, в НЕСКОЛЬКИХ отдельных регионах Англии; в-третьих, делал он это в надежде выпросить БАБЛО.
//Бабло то у эксплуататоров. Так что в первую очередь нужны тонкие ткани. А потом уже можно заняться вытеснением домотканщины//
Опять же пример Аркрайта, который, будучи тринадцатым — последним — ребенком в нищей семье (в отличие от того же Кромптона, имеющего на два порядка лучшие стартовые условия), сумел сделать состояние на массовом производстве тканей (и, кстати, трикотажа тоже), говорит об обратном. Если же рассморивать ситуацию через призму тематики этого сайта, то внедрение машинной обработки хлопка и прядение на ватере — это в гораздо большей степени прогрессивный шаг, чем попытка поконкурировать на рынке особо тонких тканей. А учитывая, что мюль реально имеет преимущества ТОЛЬКО в прядении хлопка и кардной шерсти, то его внедрение в иных условиях — это какое то вредительство.
//Успех непрерывного процесса в США можно списать и на то что ниша более грубых тканей была менее конкурентна / меньше привередливости покупателей к брендам, а самые вкусные ниши были заняты английскими мюлями.//
если заниматься натягиванием совы на глобус, то можно любое объяснение чему угодно придумать. Но вообще разница в доступности рабочей силы в США и Англии — это вполне общепринятое объяснение, я уже приводил источники, могу продублировать.
//Несколько месяцев обучения дешевого неквалифицированного рабочего на мюль это копейки.//
в ситуации, когда ведется развитие всей индустрии — ну ну. Ежу понятно, что здорового мужика лучше поставить молотом махать, а не с ниточками возиться. С этим справится и женщина/ребенок/инвалид.
//Рост был быстрым только по доиндустриальным меркам…Это всего лишь 5% годового роста…Это меньше 7% роста.//
а я что то говорил о темпах индустриального роста? вы постоянно подменяете предмет дискуссии. мой изначальный — и неизменный — тезис состоит в том, что внедрять и развивать мюль машину аля-Кромптон в любую эпоху (кроме, может быть, конца XVIII в) не нужно, так как ватер — рогульчатый, колпачковый, кольцевой — при том же уровне сложности эффективней, продуктивней и т.д. С тем, что в определенных — причем весьма специфичных — условиях мюль какое-то время может (при условии поставок качественной ровницы, выработанной машинным способом) быть более конкурентоспособен — я никогда не спорил, ведь так оно в реальности и было.
Убедить меня в безнадежности мюля несложно.
Было попаданческое изобретение после которого мюль стал безнадежен? Ну дык дату и конкретику в студию. Где это у нас произошла эпическая победа непрерывного процесса?
Изобретений было несколько? Ага, и все технологически доступны попаданцу? Какая удача… Опять таки в студию.
Это была ошибка регулирования вроде https://vashu11.livejournal.com/23013.html ? Историю с студию.
Победивший в реале процесс был ошибкой, а победа получилась как-то так. Ну ок, че.
В студию — для хлопка такими изобретениями были бы колпачковый и/или кольцевой ватер. Никаких технологических препятствий для их внедрения хоть в 1775, хоть на сотни лет раньше нет. Или будете утверждать, что колпак или кольцо должны быть из особого материала, или обработаны по какой-то недостижимой в XVIII в. технологии? тогда прошу конкретику. Ambar charkha говорит об обратном. И ровница подходящая в это время уже была.
Для длинноволокнистых материалов (камвольная шерсть, лен, конопля) — мюль с самого начала был не нужен, и никогда особо и не применялся.
Для короткой шерсти и сукна — у мюля есть преимущество опять же только для самых тонких тканей, для обычных — хватало и дженни. Из ватеров в целом вполне пригоден колпачковый.
> для хлопка такими изобретениями были бы колпачковый и/или кольцевой ватер. Никаких технологических препятствий для их внедрения хоть в 1775, хоть на сотни лет раньше нет. Или будете утверждать, что колпак или кольцо должны быть из особого материала, или обработаны по какой-то недостижимой в XVIII в. технологии? тогда прошу конкретику.
> Уменьшение напряжения нити по сравнению с рогульчатым веретеном давало возможность выпрядать на новой машине очень тонкие номера пряжи, выпускавшиеся раньше только мюлями. Это являлось результатом громадной и совершенно немыслимой в старых ватерах скорости вращения веретен, достигавшей в кольцевом ватере 10 000 оборотов в минуту.
> все дальнейшие технические усовершенствования в кольцевом ватере были направлены, в первую очередь, к разрешению главной задачи: к созданию условий для равномерного натяжения нити при намотке в разных частях катушки, причем стремились достигнуть этого периодическим изменением скорости вращения веретена. Разрешить эту проблему удалось, однако, только в XX в.
Сомневаюсь что можно «просто замедлить» процесс — скорость создает не только проблемы, но и преимущества.
Плюс когда мы имеем дело с попаданческими изобретениями мы всегда видим реакцию современников «а че, так можно было?» Про кольца/колпачки я такого не видел, так что я лично сильно сомневаюсь что эта технология имела смысл в доМюдслевских технологиях.
Если у нас есть интересная для попаданца технология то она обычно используется в пригодных для кустарщины мелких станках. Кольцевых прядилок с ручным приводом я почему-то не видел.
та машинка из видео https://youtu.be/sw9ixRT2AbA?t=212 делает какие-то шнуры — смотреть 3:34, такое то и Аркрайту было доступно
Может их можно делать в попаданческих условиях. Может быть.
Только ни энтузиазма современника о простоте и неприхотливости конструкции, ни примеров кустарных устройств у нас нет. С чего мы приходим к такому выводу?
Из того что Я не знаю каждый винтик и Я не могу доказать что вот конкретный узел будет весьма затруднителен? Ну это отличный довод, так можно «доказать» попаданцепригодность уймы сложных вещей.
Даже если я приведу пример человека который возился с кустарным кольцом и у него не получилось — это будет доказательством? Разумеется нет. Что не получилось у одного может легко получиться у другого.
Если у нас есть пример такого легкого успеха то мы можем быть уверены что технологию можно рекомендовать попаданцу. Если у нас есть только общие рассуждения … ну тогда «может и сработает».
//Сомневаюсь что можно «просто замедлить» процесс — скорость создает не только проблемы, но и преимущества.//
//Если у нас есть интересная для попаданца технология то она обычно используется в пригодных для кустарщины мелких станках. Кольцевых прядилок с ручным приводом я почему-то не видел.//
Вы издеваетесь, или просто селективно игнорируете? ambar charkha https://www.popadancev.net/myulnaya-mashina/comment-page-1/#comment-167385
а вот касательно мюля с ручным приводом — попробуйте найти хоть один пример современного использования. даже реплики дженни делают, а мюли — почему то нет.
Повторяюсь
> та машинка из видео https://youtu.be/sw9ixRT2AbA?t=212 делает какие-то шнуры — смотреть 3:34, такое то и Аркрайту было доступно
а — эта машинка дает шнуры
б — ну вперед, сделайте такую машинку с ручным токарным станком и стамеской
здесь тоже шнуры?
https://www.youtube.com/watch?v=fSs0_i3BFho
а здесь пишут, что до 200 номера можно на ней прясть
https://www.mkgandhi.org/swadeshi_khadi/Charkha_Manual.pdf
вы действительно считаете, что до какого то чудесного изобретения Модсли вообще ничего нельзя было точить? у вас вообще весьма специфичные представления об металообработке.
кольцо ватера — это очень простая деталь с Т образным профилем, выточить на ручном станке элементарно. хотя никто не запрещает для этого использовать суппорт, для которого никакой Модсли не нужен. К нему достаточно высокие требования по гладкости поверхности, но эпять же это относится к промышленным ватерам с 10000 об в минуту.
вот видео, на котором прядется нить 56 номера
https://www.facebook.com/gandhigramwellness/videos/spinning-56s-count-khadi-yarn-on-the-ambar-charkha-at-our-centre-in-pappankulamk/204438607162157/
вы увидели «шнуры» на каком то одном видео — которое, очевидно, просто демонстрация, а не реальное производство. Это очевидно по тому, как они халтурят, и в прялке только одно веретено работает.
для ручного мюля хотелось бы увидеть хоть демонстрацию работы.
> а здесь пишут, что до 200 номера можно на ней прясть
Хорошо, это еще интереснее. Только чтобы это выжать пришлось немного похоливарить, нэ?
Скоростное вращение при ручном изготовлении это риск
> В новгородской коллекции имеется … в отдельных тесинах и брусах имеется много круглых отверстий со следами вращения, иногда очень быстрого. На некоторых подшипниках сохранились следы смазки, а на других — следы обгорелости, возникшей при быстром вращении без соответствующей смазки. … Диаметры цилиндрических цапф колебались от 20 до 90 мм, диаметры конических цапф равны 22-75 мм. На многих цапфах сохранились следы обгорелости.
Я лично с дивана могу много чего предложить чтобы это обойти, но до нуля риска это не сводит.
Будут и другие риски, вроде ровницы.
90%-80% уверенность в одном вопросе это хорошо, но если у нас их наберется с пяток то вероятность получается уже неприятная.
Если результатом провала будет голодная смерть то я таки уверен что вы сядете и долго подумаете, не стоит ли брать решение которое точно сыграло, при всех его недостатках.
Я лично рисковать не буду.
//Только чтобы это выжать пришлось немного похоливарить, нэ?//
не похоже, чтобы вы пытались выжать информацию. скорей наоборот — пытались всячески ее игнорировать. и пришлось одно и то же повторять, и одни и те же ссылки дублировать.
по поводу трения — при одинаковом уровне изготовления что мюльное веретено, что кольцевое — будут иметь практически одинаковую предельно достижимую скорость. При этом на ватере легко организовать равномерную укладку нити, а на мюле — очень сложно.
//Будут и другие риски, вроде ровницы.//
Вы все еще пытаетесь утверждать, что для мюля качество ровницы имело меньшее значение, чем для ватера? кстати, «шнуры» хорошо показывают, насколько неоднородную ровницу можно прясть на кольцевом ватере. конечно, только для низких номеров пряжи.
//не стоит ли брать решение которое точно сыграло//
это как раз относится к кольцевому ватеру. и при этом ватер — любой — на порядок проще мюля и в изготовлении, и в использовании
Я лично не видел в литературе мнения что мюль был случайностью, fluke’ом.
Мы это тут доказали? Прекрасно.
Что бы я сделал прежде чем делиться таким открытием?
Я знаю!
Если я говорю о превосходстве конкретного кольца над мюлем то я бы постарался продемонстрировать экономический удар который нанесло именно изобретение кольцевого мюля.
Мы ведь не развели такой ср;ч из-за превосходства на единицы процентов? Это было бы смешно. Те речь минимум о десятках процентов разницы — вполне себе верифицируемое утверждение.
//Я лично не видел в литературе мнения что мюль был случайностью, fluke’ом.//
в том то и дело, что какая то технология, вполне адекватная в одно время и в одних условиях, становится неадекватной в других. Что не мешает ей сотни лет продолжать быть используемой. Взять для примера английскую тигельную сталь — ее почти 200 лет делали весьма изощренным образом — выплавляя чугун и производя его кричный передел в полосовое железо в Швеции, а затем цементуя в блистерную сталь и переплавляя в тигельную. Кричный передел и цементование здесь — явные тупики, и это было уже очевидно к середине XIX в, что не помешало длиться этой технологии чуть не до середины XX в.
У мюля, естественно, есть много преимуществ, например, на нем можно делать более тонкие нитииз более короткого хлопка, и более полно использовать сырье, но по сумме факторов ватер очевидно выигрывает. Поэтому в той же Англии мюли исчезли только после ПМВ, на фоне общего заката промышленности.
//Те речь минимум о десятках процентов разницы //
в ОДИНАКОВЫХ условиях кольцевой ватер где то в полтора раза производительней, тоже уже приводились источники.
> выплавляя чугун и производя его кричный передел в полосовое железо в Швеции, а затем цементуя
Я так понимаю геморроились ради уменьшения примесей, в первую очередь фосфора и серы за счет повышенного расхода дешевого в Швеции топлива.
> уровень изготовления подобных деталей – это даже не XVIII в., а чуть ли не средневековье
В первую очередь при описаниях кольцевых 19го века подчеркивается их способность держать данную скорость БЕЗ ВИБРАЦИИ. Те чистота подшипников, очевидно более требовательных.
например
https://books.google.com.au/books?id=8YJkAAAAcAAJ&pg=PA74&dq=ring+spinning+vibration&hl=en&newbks=1&newbks_redir=0&sa=X&ved=2ahUKEwjoh5X00ueLAxWdcGwGHbSpC3cQ6AF6BAgLEAM#v=onepage&q=ring%20spinning%20vibration&f=false
и другие упоминания vibration там
к вопросу о технологическом уровне, необходимом для изготовления колец — есть ГОСТ 3608-78 КОЛЬЦА ПРЯДИЛЬНЫХ И КРУТИЛЬНЫХ МАШИН ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
для ширины бортика (по которому бегает скобка) в 4-6 мм дается допуск 0.15 мм в обе стороны. допуски остальных размеров 0.2-0.4 мм, в зависимости от диаметра. допуск круглости от 0.15 до 0.35, в зависимости от диаметра и скорости бегунка.
материал обычных колец – сталь 40 или 45; для мокрого прядения – нержавейка 40Х13; для шерсти – шарикоподшипниковая сталь ШХ15. Кольца даже делаются из спеченного железного порошка, для удешевления.
кольца из обычной стали подвергаются цементированию и закалке, твердость 61-66 HRC.
//На рабочей поверхности колец из спеченного железного порошка марок ПЖВЗ. 160.26 и ПЖ В4.160.26 не допускается наличие пор и раковин размером более 0,25 мм, а марки ПЖ В4.160.24 — более 0,4 мм; на нерабочих поверхностях допускается 3—4 раковины диаметром 0,5 мм (для марки ПЖ В4.160.24 — 0,6 мм) не гнездового характера.//
срок службы колец при прядении хлопка 40 месяцев, для остальных волокон – от 6 до 24 месяцев.
и это все для современных прядильных машин, со скоростью вращения веретена более 10000 об минуту. на 3000 об требования могут быть еще ниже.
По-моему, уровень изготовления подобных деталей – это даже не XVIII в., а чуть ли не средневековье. Сварить кусок железного прутка в кольцо, обточить на токарном станке, зацементировать, закалить и отшлифовать рабочие поверхности на том же токарном станке. Один слесарь таких колец мог бы десятки в день наделать, не сильно напрягаясь.
Если же применить более поздние технологии — отлитое из латуни и покрытое твердым покрытием типа гальванического хрома или химического никеля https://www.popadancev.net/fosfor/#comment-161605 кольцо явно бы подошло.
>>Я так понимаю геморроились ради уменьшения примесей, в первую очередь фосфора и серы за счет повышенного расхода дешевого в Швеции топлива.>>
Количество фосфора в железе в основном рудой, и при этом кричный передел – один из немногих методов, при котором содержание фосфора по сравнению с исходным чугуном вообще не уменьшается, а даже растет – из-за угара железа и попадания дополнительного фосфора из древесного угля.
Вся эта последовательность (руда-чугун-железо-цементная сталь – тигельная сталь) нужна была, чтобы получить в итоге нужное содержание углерода, так как на стадии полосового железа и цементной стали это содержание можно было оценить на глаз. Но можно же было просто покупать не шведское железо, а шведский чугун, и плавить тигельную сталь из него и получаемого из этого же чугуна пудлингового железа.
>>В первую очередь при описаниях кольцевых 19го века подчеркивается их способность держать данную скорость БЕЗ ВИБРАЦИИ.>>
во-первых, источником вибраций было не кольцо, а само веретено или, в случае рогульчатого ватера – рогулька и катушка. и в XIX в проблемы с вибрацией были из-за того, что пытались максимально повысить скорость вращения веретена. До 5 тыс об в мин никаких особых проблем с кольцевым ватером (и до 3 тыс об для рогульчатого) нет.
при одинаковом уровне техники что голое мюльное веретено, что ватерное с картонной шпулей имеют практически одинаковый лимит по скорости. ручные же мюли вообще работали на меньших скоростях, для кромптоновского мюля пишут о 1700 об в мин.
само же кольцо, судя по тому, что их сейчас делают даже из низкокачественного порошкового металла и на рабочей поверхности не допускаются поры больше 0.25 или даже 0.4 мм! – и это при современных скоростях в 10-11 тыс об в минуту – не супер требовательная к материалу деталь. И допуски там ну уж очень свободные.
Немного о номерах пряжи — в Британии использовались обозначения Ne, т.е. количество мотков по 840 ярдов в 1 фунте. Чтобы перевести номер пряжи в более привычную метрическую систему Nm (количество км пряжи в 1 кг), нужно английский номер умножить на ~1.7.
На ручных самопрялках обычно делали пряжу до 16-20 Ne, на рогульчатых ватерах — до 32 Ne (на water frame Аркрайта) или до 50 Ne (на более совершенных throstle frame), на кольцевых ватерах — до 80-100 Ne. Кромптоновский мюль в начале использовали для 60-80 Ne, а позже — и для значительно более высоких номеров.
Если же говорить о тканях, то то из хб пряжи 7-15 Ne можно ткать грубые ткани типа джинсовой, холста или парусины, 20-25 Ne — бязь, 30-40 Ne — бельевые ткани типа миткаля, ситца или перкаля, 60-100 Ne — кембрик, батист и муслин.
Ambar charkha – небольшой кольцевой ватер, обычно с 4-12 веретенами и ручным приводом. Такие прядильные машинки широко используются в Индии для кустарного производства тканей с 50-х годов.
https://www.indiamart.com/proddetail/ambar-charkha-2-spindle-to-10-spindle-10499904048.html
современные прялки зачастую делают из деталей от старой техники (шестеренки, велосипедные звездочки и цепи и т.д.), но более старые версии делали почти полностью из дерева, с деревянными шкивами и приводными шнурами. Из металла делались, по сути, только сами кольца.
https://www.researchgate.net/profile/Shambu-Prasad/publication/288737414/figure/fig3/AS:670713505648653@1536921969754/The-4-Spindle-Ambar-Charkha.jpg
Можно отметить, насколько «сложно» выполнен механизм равномерной укладки нити – с помощью кулачка кардиоидной формы, перемещающего доску с кольцами вверх и вниз.
Аналогичные примитивные машинки с ручным приводом используются для удаления семян из хлопка, кардования, вытягивания и сдваивания ровницы.
здесь конструкция современной прялки на 2 веретена
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Structure_of_Amber_Charkha.jpg
а здесь хорошо показан весь процесс кустарного производства хлопковой ткани в Индии
https://www.youtube.com/watch?v=fSs0_i3BFho
Интересно, что наряду с подобными прялками в ходу прялки древней формы с ручным колесом и простым веретеном (работу на таких прялках, например, я видел лично в Бангладеше), однако информации о прядении на ручных мюлях в наше время не находится, хотя, исходя из описываемых преимуществ этого типа прялки (неприхотливость к сырью, качество нити, производительность, легкость изготовления самой прялки) этого можно было бы ожидать.
https://www.mkgandhi.org/swadeshi_khadi/Charkha_Manual.pdf
вот здесь сравниваются обычная индийская прялка и домашняя ambar charkha на два веретена. На последней можно прясть нити до 200 номера (английского или метрического — хз), хотя это кажется несколько сомнительным.
Забавно, что основатель фабричного текстильного производства в США – Сэмюэль Слэйтер – по сути был этаким «попаданцем». Слэтер родился в Англии и с 10 лет работал на одной из фабрик, принадлежавшей партнеру Аркрайта. В 1789 г Слэтер получил приглашение от Мозеса Брауна из недавно получивших независимость США, пытавшегося организовать работу механической прядильной машины. Поскольку законы Англии в тот момент запрещали вывоз текстильного оборудования и выезд специалистов, Слэйтер выезжал по поддельным документам как разнорабочий, безо всяких чертежей.
В течение пары лет ему удалось по памяти собрать машины для всего цикла переработки хлопка в нить и адаптировать процесс к местным сортам хлопка. В 1793 г была открыта первая фабрика в Потакете, Род-Айленд, а затем еще целый ряд фабрик в партнерстве с разными предпринимателями. К 1814 г в Штатах было уже около 250 фабрик, и практически на всех использовались рогульчатые ватеры (throstle frame) с 50-100 веретенами. На фабриках Слэйтера широко использовался труд детей, которых он лично обучал (примечательно, что изобретатель кольцевого ватера Джон Торп, по-видимому, был одним из таких учеников).
С 1800-х годов к Слейтер (с помощью приехавшего к нему брата) пытался внедрить также мюль-машину, но ввиду ее значительной сложности и необходимости в большом количестве опытных рабочих (прядильщика на мюле требовалось учить не менее нескольких месяцев, на ватере же могли работать дети и молодые девицы с ферм после нескольких дней обучения) прядение на мюлях практически не использовалось до 1810-1815 годов. И даже после этого доля мюль-машин в США не превышала 50% (чему также способствовали особенности американского рынка хлопка и готовых тканей, а также дешевизна гидроэнергии). А, например, на фабриках другого крупного промышленника Фрэнсиса Лоуэлла – первая из которых была открыта в Бостоне в 1814 г – использовались исключительно ватеры для массового производства лишь нескольких видов дешевых массовых стандартизированных тканей.
После 1830-х годов, за счет новых технологических усовершенствований ватеров, доля мюлей в хлопкопрядении в США непрерывно снижалась.
Вообще, развитие технологий в США конца XVIII – начала XIX в очень интересно рассмотреть через призму альтернативной истории. Так, например, отсталость металлообработки в США по сравнению с Британской не позволяла обрабатывать огромные паровые цилиндры для атмосферных ваттовких машин, а вот небольшие цилиндры для машин высокого давления – вполне. Обилие лесов и богатых руд позволяло сыродутному процессу выплавки железа конкурировать с передельным в течение длительного времени. Дефицит квалифицированных рабочих заставлял широко использовать специализированные станки для массового производства однотипных деталей, которые, даже при отсутствии полной взаимозаменяемости, могли бы быть использованы для выборочной сборки.
Одна из первых машин, построенных Слэйтером. Как видно, конструкция полностью повторяет ватер-машины Аркрайта, с таким же приводом на группу из 4 веретен и латунными корончатыми шестеренками привода роликов. Такое группирование позволяло в случае обрывов выключать лишь одну группу, а не все веретена, но было неэффективным в плане потребления механической энергии и в плане трудоемкости изготовления. Но, в отличие от машин Аркрайта, здесь все группы веретен собраны на общей раме, и эта конструкция представляется переходным звеном к throstle frame
https://ids.si.edu/ids/deliveryService?id=NMAH-86-9625&max=600
// This 48-spindle spinning machine, the oldest piece of cotton machinery in America, was built by Samuel Slater, and first operated by him on December 20, 1790, at Pawtucket, Rhode Island. One hundred years later, 1890, it was lent to the city of Pawtucket for exhibition at the Cotton Centenary, a celebration of the 100th anniversary of the beginning of cotton spinning by power machinery on the Western Hemisphere, and yarn was spun on it by an old man who had tended the spinning frame in the ‘Old Slater Mill’ when he was a boy. In 1876, it was exhibited at the Centennial Exhibition in Philadelphia, and in 1885, was lent by the National Museum for exhibition at the World’s Industrial and Cotton Centennial Exposition in New Orleans. Presented by the Rhode Island Society For The Encouragement of Domestic Industry//
вероятно, эта машина, как и ряд последующих, была сделана известным американским механиком Дэвидом Вилкинсоном (не путать с еще более знаменитым Джоном Вилкинсоном из Англии), и, хотя Вилкинсон известен в первую очередь своим резьборезным станком, который он сделал несколько раньше Модсли (около 1797 года), в начале 90-х годов Вилкинсон и его отец производили детали для хлопкообрабатывающих машин на обычных токарных станках с ручными резцами.
// In 1790, Samuel Slater and his partners were interested in building a textile spinning mill in Pawtucket he sought the assistance of David Wilkinson and his father Oziel to produce the machinery for his new mill. They produced iron forgings and castings for Slater’s carding and spinning machines.
“All the turning of the iron for the cotton machinery built by Mr. Slater was done with hand chisels or tools in lathes turned by cranks with hand power.”
— David Wilkinson//
Похоже, что утверждения вроде >>Мюльная машина … позволяла регулировать эластичность нити и выдавала качественную равномерную нить даже на сырье 18 века.>>
тоже имеет мало общего с действительностью, поскольку в Британской энциклопедии в 1797 г пишут, что мюль не мог работать на ровнице для дженни, и широкое внедрение мюля произошло только после истечения патентов Аркрайта, что дало возможность прясть на мюле высококачественную ровницу, приготовленную механическим способом.
//In the year 1775, Mr Samuel Crompton, of Bolton, completed his invention of the «mule jenny,» in the contriving of which he had been engaged for several years. But this machine did not come into general use until after the expiration of Mr Arkwright’s patent, because, till then, the spinner was confined to the rove prepared for common jenny spinning, which was so unsuitable to the mule jenny, that it was apprehended this invention would prove abortive.
After the spinner was allowed to make use of Mr Arkwright’s fine preparation, by his patent being cancelled, the powers of this machine became known, and its introduction forms another important era in the history of the cotton manufacture. For, being fitted to supply those grists and qualities of yarn which the other machines could not produce, the manufacturer was enabled to enter upon fabrics which otherwise it would have been vain to attempt. Warps of the finest quality are spun upon the mule, while, on the spinning frame, yarn finer than what is called No. 50 cannot be spun to ad-vantage.//
Вернее, следовало бы сказать, что и мюль, и ватер требовали одинаковой подготовки ровницы, а вот дженни могла работать и с гораздо худшим по качеству сырьем — сделанной на ручной прялке, или на билли. Но при этом такая подготовка ровницы была доступна в XVIII в., и у меня лично нет нет сомнений, что машинное приготовление ровницы могло быть внедрено на многостолетий ранее.
//The art of spinning with Crompton’s machine soon became widely known among work people of all descriptions, from the higher wages which it procured above those of other artisans; such as shoe-makers, joiners, hatters, &c.; many of whom were thereby in-duced to change their employment, and to become mule spinners. Hence it happened, among this motley gang, that if any thing went amiss with their machine, each of them endeavoured to supply the deficiency with some expedient borrowed from his former trade; the smith introduced a piece of iron, the shoemaker had recourse to leather, and the hatter to felt; whereby valuable suggestions were obtained. The roving department was, however, for some time a distinct business in the hands of those who possessed Arkwright’s system of carding and roving machines, by whom the roove was sold to the hand-mule spinners.//
//Until the cancelling of Sir Richard Arkwright’s patent, by which the mule spinner became at liberty to use his improved mode of preparation-the few fine wefts required for the manufacture were spun on Hargreaves’s jenny. In the year 1786, this yarn was sold in Glasgow and Paisley at 31s. the pound, for No. 90, 7s. per pound being the price of spin ning it. The warp was spun upon the twist frame, and was sold at the same time at 47s. 6d. the pound, for No. 90.
We have learned from Mr Crompton, that, imme-diately upon his completing his invention of the mule, in the year 1775, he obtained 146. per pound for the spinning and preparation of No. 40; that a short time after, he got 25s. per pound for the spinning and preparation of No. 60, and that he then spun a small quantity of No. 80, to show that it was not impossible, as was supposed, to spin yarn of so fine a grist; and for the spinning and preparation of this he got 42s. per pound.//
//For some little time after the mule came into general use, in the year 1786, it was the practice in many places for the spinner to purchase the wool in a prepared state, and separate concerns for pre-paring cotton were established and carried on. At this time (1786) 10s. per pound were paid for spin-ning No. 100, but soon after, the wages for this number were reduced, first to 8s., and then to 6s. 8d. In 1790, the price of spinning No. 110 was 4s. per pound. In 1792, it was brought to 3s. Id., and in 1793 to 2s. 6d., at which price it continued till 1795, when the mule coming to be worked by machinery, and an enlargement of the number of spindles taking place, the spinner was enabled so to increase the quantity of his produce as to admit of another con-siderable reduction in wages. The price of spin-ning No. 100 was in the course of a few years brought down to 8d. per pound, at which rate it now continues. Notwithstanding this extraordi-nary diminution of the price of spinning, such have been the effects of the improvements in the plan and construction of the machinery, in the selection and preparation of the wool, and in the spinner’s skill and tact in the execution of his work, that he is able to earn more money — now, than he did when the wages were at the highest//
Очевидно, сам Кромптон и его первые последователи готовили ровницу сами, но, видимо, они это делали очень тщательно, и для не очень тонких нитей, типа 60 Ne — которые можно было бы и на ватере 70-х годов прясть, хотя и не столь эффективно, как, например, 30-40 Ne. Широкое же распространение мюль — причем только для выделки муслинов — получил лишь с использованием машинной ровницы.
Хлопок
Одомашнивание хлопка — это уникальный случай, когда четыре разных вида были одомашнены независимо друг от друга на двух разных полушариях.
Первым был одомашнен, по видимому, древовидный Gossypium arboreum в долине Инда (где то в современных Индии и Пакистане), в районе 3000 г до н.э. Этот вид хлопка давал не очень длинное волокно, но из него делали весьма разные ткани, от самых грубых и до весьма тонких муслинов. Сейчас такой хлопок промышленно не выращивается, однако среди мелких хозяйств в Индии по прежнему достаточно популярен.
Другой вид из Старого Света — травянистый Gossypium herbaceum, происходит из Африки или с Аравийского полуострова, но когда точно был одомашнен — неизвестно. Вероятно, именно с этим хлопком имели дело античные цивилизации; позже, в Средневековье, выращивался по арабизированному югу Европы, на Ближнем Востоке и в Средней Азии. Сейчас выращивается в Эфиопии, Иране и Индии мелкими фермерскими хозяйствами. Этот вид имеет самые короткие и грубые волокна.
В отличие от старосветских диплоидных видов, хлопок из Нового Света — тетраплоидный, более продуктивный и устойчивый к неблагоприятным факторам, в первую очередь к засухам.
Хлопчатник обыкновенный или мохнатый Gossypium hirsutum также был одомашнен весьма давно, порядка 2500 лет до н.э. на Юкатане. Этот вид имеет волокно средней длины, но из-за липких мелких семян достаточно сложно обрабатывался ручным способом. Однако для машинного прядения он оказался оптимальным, и сначала выращивался в южных Штатах США, а сейчас — по всему миру, практически вытеснив местные виды и в Индии, и в Средней Азии, и во всех остальных центрах хлопководства. Сейчас 90-95% выращиваемого хлопка представленно именно этим видом и гибридам на его основе.
И, наконец, Gossypium barbadense, одомашненный около 4000 л до н.э. в Перу или Эквадоре. Этот вид имеет самое длинное и прочное волокно, из Перу его завезли на карибские острова (оттуда и название), а затем в Египет. В небольших количествах также выращивается по всему миру, и ценится за очень высокую прочность и стойкость тканей (например, сорта Гиза из Египта, Суприма из Калифорнии или Сувин из Индии).
А вообще известно более 50 видов хлопчатника, и произрастают они на всех континентах в тропиках и субтропиках, хотя, конечно, лишь некоторые из них оказались пригодными для производства текстиля. Тем не менее, вероятно, даже самые коротковолоконные и грубые виды могли бы быть полезны для производства бумаги или нитроцеллюлозы.
Опечатка вышла
//Первым был одомашнен, по видимому, древовидный Gossypium arboreum в долине Инда (где то в современных Индии и Пакистане), в районе 3000 г до н.э//
Не 3, а 5 тысяч лет
Хлопковый джин
При производстве хлопка одна из самых сложных и затратных операций — это очистка волокна от семян. Поэтому именно с механизации этой операции и стоило бы начать.
Очищать хлопок вручную — весьма нелёгкая задача, и, например, в Индии где-то в районе V в н.э. применили для этой задачи вальцы. Деревянные вальцы небольшого диаметра захватывали волокна хлопка, семена же и остатки коробочек в зазор не проходили и отделялись таким образом от хлопка. В XV в вальцы стали соединять червячной передачей, и такое устройство, называвшееся churkha, позволяло получать до 5 кг очищенного хлопка, который, правда, ещё требовалось очищать от мелкого сора битьем струной. Деревянные вальцы продолжали применять в Индии даже в середине XX в., вместе с простейшими кардовальными машинами, машинками для сдваивания ровницы и кольцевыми ватерами или прялками charkha — все с ручным приводом.
Когда в американских южных штатах начали активно выращивать хлопок и продавать в Англию, проблема отделения семян стала настоящим бутылочным горлышком хлопковой промышленности. Семена американского хлопка мельче и плотнее связаны с волокном, поэтому на вальцах отделялись очень плохо. Раздавленные семена при этом портили очищенный хлопок. Поэтому очистку приходилось вести в основном вручную, выщипывая семена пальцами, и один человек в день мог очистить не более полукилограмма хлопка. Естественно, этой работой заставляли заниматься рабов.
Длинноволокнистый барбадосский хлопок получалось обрабатывать и на вальцах, но выращивали такого хлопка сильно меньше, так как он гораздо более требователен к почве и влаге.
Кардинально проблема очистки хлопка была решена только после изобретения хлопкового джина (cotton gin, от engine) Эли Уитни в 1793 г (существует версия, что изобретателем была Кэтрин Грин, которая, не имея возможность как женщина получить патент, попросила подать заявку Уитни; по другой версии она лишь подсказала идею со счищающими щётками).
Джин Уитни состоял из деревянного барабана, покрытого проволочными крючками, проходившими через колосники (решетку) из натянутых проволок. Крючки захватывали волокна, семена же задерживались колосниками и падали в отдельный отсек. Для снятия хлопка с барабана использовался вал с несколькими жёсткими щётками, вращающийся в том же направлении что и барабан, но сильно быстрее. При это чистый хлопок отбрасывался в приёмный отсек, попутно дополнительно очищаясь от пыли и мелкого мусора. Два человека с помощью такого джина с ручным приводом могли обрабатывать более 50 кг хлопка в день.
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c5/Patent_for_Cotton_Gin_%281794%29_-_hi_res.jpg
В более поздней версии Уитни заменил барабан с крючками на зазубренные диски (типа дисковой пилы, такие джины применяют и сейчас и называют пильными) с деревянными прокладками, а колосники из проволоки — на цельную решётку с узкими прорезями.
Изобретение Уитни оказалось столь востребованным, что сразу появились аналогичные джины, отличающиеся лишь деталями. Хотя Уитни в конце концов выиграл все тяжбы с нелицензироваеными производителями, срок патента почти закончился, и он не смог заработать на своём изобретении много денег. Зато авторитет Уитни позволил ему выиграть конкурс на крупный оружейный заказ по производству мушкетов со взаимозаменяемыми замками. Поначалу деятельность Уитни, не имеющего никакого опыта в производстве оружия, походила на распил государственных средств, но в итоге Уитни и его потомки создали огромную оружейную империю, и были авторами многих инноваций в этой сфере, например, фрезерного станка. Уитни был одним из основателей американской системы массового производства и современной промышленности в целом.
Если же говорить о пильном джине, то внедрить его можно было бы даже в Древнем Египте (тем более что в Нубии хлопок уже выращивали). Пильный джин достаточно сильно повреждает волокна, и даёт больше отходов (так называемого угара, который можно было прясть только на специальных угарных мюлях). Но и с учётом этого недостатка джин — крайне полезное изобретение, без которого серьёзный прогресс в области бумагопрядения был бы невозможен.
В реальной истории существует мнение, что джин Уитни, позволивший многократно увеличить производство хлопка, поспособствовал сохранению в США рабовладения, которое к тому моменту уже считалось пережитком прошлого и почти перестало быть экономически оправданным.
Кардочесальная машина
Следующий этап в обработке хлопка (да и многих сортов шерсти) — это кардование, служащее для удаления мусора, распутывания волокон и их ориентирования в одном направлении.
Для кардования с давних времён использовали кардные щетки — пару дощечек, покрытых кожей или тканью, в которой закрепляли изогнутые коленообразные крючки из тонкой латунной (на производство кардов одно время уходила большая часть цементационной латуни, центром производства которой в Англии был Бирмингем), а позже и стальной проволоки. Толщина и угол загиба игл (обычно 130-150 градусов) подбираются исходя из свойств волокна.
Принцип кардования весьма прост — при движении крючков в противоположные стороны волокна выравниваются вдоль движения и распределяются между кардами, а мусор и слишком короткие волокна удалаются. Затем один из кардов разворачивают, и при одинаковом направлении крючков всё волокна переносятся на этот кард, и затем скатываются в виде ролика.
С первыми попытками механизированного прядения а середине XVIII в ручное кардование стало слишком непроизводительным. Поэтому Льюис Пауль сделал кардную машину, в которой кардный барабан вращался около неподвижной щётки, также покрытой кардом. Хлопковая вата на него наносилась вручную, и после обработки также снималась вручную (похожие ручные машинки используют сейчас для хоббийного прядения и вязания; в Индии во время движения «khadi», организованного Ганди, также использовали подобные устройства).
Однако полностью механизировать процесс кардования удалось только Аркрайту в 1770-х годах; без механизации кардования ватер-машина не имела никакого смысла. Аркрайт применил большой барабан, покрытый кардной тканью, на который подавался хлопок. Вокруг барабана располагалось несколько досок («шляпок»), также покрытых кардной тканью, между которыми и барабаном происходило расчесывание и медленное передвижение волокон вперёд, по направлению вращения. С противоположной стороны располагался приемый валик, вращающийся в противоположном направлении и с большей скоростью, за счёт чего волокно переносилось на этот валик, и дальше снималось быстро колеблющимся гребнем в виде непрерывного полотна.
Аркрайт пошёл ещё дальше — полотно хлопковой ватки направлялось в воронку с расположенными за ней вытягивающиии валиками, сразу давая ровницу, которую, после нескольких сдваиваний и вытягиваний можно было прясть на ватер-машинах или мюлях.
https://spartacus-educational.com/TEXcard.jpg
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ed/Arkwright%27s_Carding_Machine_1775_MOSI_6395.JPG
Аркрайт скомбинировал в своей машине изобретения нескольких разных людей (хотя колеблющаяся гребёнка, возможно, была изобретена именно им), и его патент 1775 года даже впоследствие отозвали, как не содержащий ничего нового, но, тем не менее, вклад Аркрайта в развитие текстильной промышленности и в промышленную революцию в целом сложно переоценить.
Кардочесальную машину вскоре применили и к шерсти, только в этом случае стали использовать не неподвижные шляпки (которые в этом случае быстро забиваются), а валики, располагаемые парами.
Первый в паре валик вращался в противоположную от основного барабана сторону, и расчесывал волокна. Второй вращался в ту же сторону, что и первый, но быстрее, и возвращал волокно на барабан.
А вот для длинноволокнистых материалов, типа льна или некоторых сортов шерсти, кардовальная машина оказалась неприменимой, и вплоть до середины XIX в (а местами и сильно позже) такие материалы приходилось обрабатывать чесанием на ручных гребнях.
Очевидно, кардная машина — это незаменимый элемент текстильного производства. Несмотря на кажущуюся сложность, принцип её действия весьма прост, и внедрить её можно было очень давно, хоть в Древнем Египте. Некоторую сложность, возможно, вызвала бы тонкая латунная проволока, но остальные детали сделал бы любой плотник.