Деревянные дома

Технический прогресс станкостроения привел к созданию в 90-х годах XIX в. многошпиндельных станков-автоматов; их появление было вызвано стремлением максимально увеличить число одновременно работающих инструментов и тем самым повысить производительность станка

с помощью  совмещения операций. В многошпиндельных автоматах могли включаться в  работу десятки фасонно-отрезных, проходных  и осевых инструментов. Однако в этот период станки такого типа еще не получили широкого применения .

Рост  объема металлообработки заставил пересмотреть все ранее существовавшие средства резания металлов и вызвал значительное их усовершенствование. Особенно сильно на развитие технологии механической обработки подействовало изобретение в начале 900-х годов быстрорежущей стали, знаменовавшей крупный прогресс в инструментальном производстве. Эта сталь, впервые предложенная в 1898 г. американцами Тейлором я Уайтом, получила название быстрорежущей за свою способность сохранять режущие свойства при повышенных скоростях резания.

Резцы, изготовленные из быстрорежущей  стали, впервые демонстрировались на Всемирной промышленной выставке в Париже в 1900 г. С применением этих резцов скорость резания почти в 5 раз превысила скорости, допускаемые для резцов из обычной углеродистой стали. Добавка в сталь специальных легирующих элементов (марганца, хрома, вольфрама) значительно повышала твердость инструмента и его красностойкость, т. е. способность сохранять свои рабочие свойства при нагреве, возникающем в процессе обработки. Твердость новой стали не падала даже при нагреве до красного каления (при температуре 600° С). Многочисленные опыты, проведенные в 1901 —1906 гг., привел-и Тейлора и Уайта к заключению, что лучшим быстрорежущим сплавом является сталь с содержанием 0,67% углерода, 18% вольфрама, 5,47% хрома. 0,11% марганца, 0,29% ванадия и 0,043% кремния. Быстрорежущую сталь такого состава закаливали нагревом до очень высокой температуры (свыше 900° С) с последующим быстрым охлаждением в воде. Инструменты, изготовленные из быстрорежущей стали, вскоре получили широкое распространение.

Еще большую твердость и износостойкость  придали режущему инструменту твердые сплавы, в которых карбиды легирующих элементов — воль-• фрама, молибдена и хрома составляли основу рабочей части инструмента. В 1907 г. англичанину Хейнсу был выдан патент на твердый сплав из литых карбидов, названный им «стеллитом». В последующие годы создаются и другие твердые сплавы подобного типа, не получившие, однако, в то время большого распространения, так как при высокой твердости и красностойкости они были весьма хрупкими.

Применение  инструментов из быстрорежущей стали  и твердых сплавов привело  к постепенному изменению конструкции  оборудования, к появлению так  называемых «быстрообрабатывающих  станков» . Чтобы полностью использовать режущие свойства новых инструментов, конструкторы при проектировании станков  должны были обеспечить большие усилия резания и большие скорости, чем при работе резцами из углеродистой стали. Потребовались большая мощность привода станков, большее число ступеней скоростей, более быстрое управление и обслуживание. Известный технолог проф. А. Д. Гатцук в предисловии к книге Ф. Тейлора писал, что появление быстрорежущей стали открыло новую эру в механическом деле .

Технический прогресс в области металлообработки и станкостроения был неразрывно связан с новой областью теоретических  и экспериментальных исследований, составивших впоследствии теорию резания металлов.

Параллельно с развитием металлорежущего  оборудования шел процесс технического совершенствования других видов машин-орудий, предназначенных для обработки металлов. Так, потребности получения крупных металлических заготовок вызвали проектирование и строительство гигантских машин для ковки и прессования металлоизделий. В 70—80-х годах на заводах Круппа в Германии работали паровые молоты с массой

падающих  частей 50—75 т. В 1891 г. в США был  построен огромный молот с массой рабочей части 125 т. Высота этого  гиганта составляла 27,5 м, а наковальня весила 475 т; от ударов машины при ее работе содрогались близлежащие заводские здания и постройки [9]. Сложности эксплуатации молотов-гигантов привели к распространению на машиностроительных заводах для производства крупных поковок мощных гидравлических прессов. При рабочем усилии гидравлического пресса 10 тыс. т он заменяет молот с массой падающих частей до 500 т (постройка и использование такого молота были бы чрезвычайно трудным делом). Без мощных гидравлических прессов была бы невозможна постройка многих машин-гигантов, у которых отдельные части весили десятки и более тонн.

Первыми автоматизированными станками были деревообрабатывающие автоматы, сконструированные  в США К. Випплем и Т. Слоаном. Один из первых металлорежущих автоматов  создал американец X. Спенсер в 1873 г. на базе револьверного станка. В качестве управляющего устройства в этом автомате использованы кулачки и распределительный вал. Появившиеся в 70—80-х годах автоматы системы «Кливленд» имели устройства для накатки резьбы, для быстрого сверления отверстий, нарезания шлицев, фрезерования четырех плоскостей. Получили также распространение автоматы системы «Brawn and Sharp» и др.

Мировое станкостроение в последней трети  XIX в. располагало пятью основными типами металлорежущих станков. Преобладающую часть станочного парка составляли токарные станки, которые применяли для обработки наружных и внутренних поверхностей тел вращения. На токарных станках обтачивали гладкие и ступенчатые валы, конусы, шары, различные фасонные поверхности, растачивали цилиндры, отверстия, нарезали резьбу. Вторую многочисленную группу составляли сверлильные станки, предназначавшиеся для сверления и обработки отверстий, а также для расточки и нарезки резьбы. Строгальные станки, подразделявшиеся на горизонтальные и вертикальные (долбежные), служили для обработки плоских поверхностей изделий. Расширялось использование фрезерных станков для обработки наружных и внутренних поверхностей особенно точных деталей, а также для получения изделий фасонной конфигурации. Наконец, пятую группу металлообрабатывающего оборудования составляли шлифовальные станки, на которых проводили чистовую обработку деталей различной формы с помощью абразивных материалов и инструментов.

В свою очередь, специализированные типы станков дифференцировались по характеру выполняемых в производственном процессе технологических операций. Появляются станки, предназначенные для выполнения одной определенной или нескольких аналогичных операций. Так, в группе универсальных токарных станков появился специализированный станок для растачивания длинных цилиндрических и полых изделий (типа орудийных стволов и гребных валов). Был создан горизонтально-расточный станок, предназначенный для точной расточки внутренних поверхностей. Специфика обработки крупных деталей малой длины и большого диаметра вызвала появление токарно-лобовых станков. Для тяжелых, крупногабаритных изделий, которые трудно установить на обычных токарных станках, создаются токарно-карусельные станки. Видную роль в металлообработке начинают играть токарно-револьверные станки, снабженные специальной револьверной головкой, в которой закрепляют разнообразные режущие инструменты. Некоторые станки револьверного типа позволяли устанавливать в одной головке до 12—16 инструментов.

Непрерывно  возраставшее значение машин во всех отраслях производства вызвало бурное развитие станкостроения — технической базы всей машиностроительной промышленности. Металлообрабатывающие станки явились основой производства машин машинами. Их назначение — обработка всевозможных металлических заготовок с целью получения деталей определенной конфигурации, с заданными размерами, формой и качеством. Чем больше масштабы производства машин, тем более массовым должен быть выпуск деталей, тем более совершенными и производительными должны быть станки, обеспечивающие обработку необходимых деталей. Механический суппорт, примененный вначале для токарных и токарно-винторезных станков, был впоследствии превращен в весьма совершенный механизм и в модернизированной форме перенесен на многие станки, предназначенные для изготовления машин.

По  мере совершенствования механического  суппорта, системы зубчатых передач, механизма подачи, зажимных устройств и некоторых других конструктивных элементов кинематической схемы металлорежущие станки превращаются во все более развитые машины. В 70-х годах XIX в. машиностроение уже располагало основными рабочими машинами, позволявшими производить механическим способом важнейшие металлообрабатывающие  операции.

Выдающуюся  роль в развитии станкостроения сыграл машиностроительный завод, созданный Генри Модели. По существу это была настоящая школа механиков-машиностроителей, развивавших прогрессивные технические традиции основателя английского станкостроения. Здесь начинали работу и творческую деятельность такие видные конструкторы, исследователи и изобретатели в области машиностроения, как Д. Вит-ворт, Р. Роберте, Д. Несмит, Д. Клемент, Э. Уитни и др. Существенно то, что на заводе Модели была применена уже машинная система производства: трансмиссиями соединялось большое число рабочих машин, приводимых в движение универсальным тепловым двигателем. Этот завод изготовлял вначале детали для паровых машин, а в дальнейшем выпускал токарные, строгальные и другие механические станки. По образцу завода Г. Модели (впоследствии завод фирмы «Maudslay and Field») начали создаваться многие машиностроительные предприятия .

Ведущее положение в мировом станкостроении заняли заводы фирм «Nasmyth», «Whitworth», «Sharp and Robert» в Англии, «S. Sellers», «Pratt and Whitney», «Brawn and Sharp» в США. В 70—90-х годах американские предприятия, освоив выпуск новых типов станков (токарно-револьверных, универсально-фрезерных, карусельных, расточных, шлифовальных), начали опережать в техническом отношении английское станкостроение. В Германии производство станков начало развиваться в основном с 60 — 70-х годов XIX в. Здесь возникли фирмы «Reinecker», «Schiss», «Heimer und Pielz», «Waldrich», «Weisser» и др.

Простая кооперация однородных или разнородных  рабочих машин, которая составляла основу механической обработки начального периода капитализма, постепенно и  во все большем масштабе уступает место расчлененной системе машин. Наиболее активно она формировалась в машиностроении. Здесь система машин представляла собой сложную совокупность разнородных, но одновременно действующих машин, которые получали движение уже не от одного общего двигателя, а от индивидуальных двигателей при каждой рабочей машине или при группе машин. В системе машин предмет труда проходит последовательно ряд взаимосвязанных частичных процессов, которые выполняются цепью разных, дополняющих одна другую рабочих машин. Таким образом, один цех, а иногда и целое предприятие представляли собой гигантскую комбинированную систему, состоявшую из десятков и сотен рабочих машин различного типа.

Необходимость обеспечить непрерывность рабочих  процессов в развитой системе машин предполагает строго определенное соотношение между числом, размерами, мощностью и быстротой действия машин. Это требует также согласования всех фаз производственного процесса, высокого уровня механизации основных и вспомогательных операций. «Комбинированная рабочая машина, представляющая теперь расчлененную систему разнородных отдельных рабочих машин и групп их, тем совершеннее, чем непрерывнее весь выполняемый ею процесс, т. е. чем с меньшими перерывами сырой материал переходит от первой до последней фазы процесса, следовательно чем в большей мере перемещается он от одной фазы производства к другой не рукой человека, а самим механизмом. Поэтому, если в мануфактуре изолирование отдельных процессов является принципом, вытекающим из самого разделения труда, то, напротив, в развитой фабрике господствует принцип непрерывности отдельных процессов» ⁴.

Непрерывность производственных процессов — характерная  черта развития машинной индустрии, которая в конечном счете приводит к созданию автоматических машин и автоматизированной системы производства. В рассматриваемый период в машиностроении шел процесс развития расчлененной системы машин на основе совершенствования металлорежущих станков, углубления их специализации, внедрения электрического привода.

Укрупнение  и специализация предприятий, в  свою очередь, вызывают все большую  специализацию металлообрабатывающего оборудования. На узкоспециализированных станках обрабатывали одну деталь или  выполняли только одну производственную операцию. Такое сужение функций станка при значительном росте его производительности создавало новые возможности для массового выпуска продукции, а также для последующей автоматизации самого процесса производства.

Развитие  металлообработки шло под знаком повышения качества и рабочей скорости станков. Увеличение скоростей резания металла достигалось переходом от резцов из углеродистой стали к резцам из легированной стали, затем начали применять резцы из особых сверхтвердых сплавов. Совершенствование режущих инструментов, экспериментальные и теоретические исследования процессов металлообработки, новые изобретения в этой области способствовали значительному улучшению конструкций станков, росту их мощности. Это заставляло совершенствовать привод станков и способы управления ими.

Все более острой становится проблема двигателя  в машиностроительной промышленности. Паровая машина, долгие годы господствовавшая в машиностроении, все больше ограничивала дальнейшее развитие машинного производства. Паровой привод был громоздким, немобильным, создавал большие трудности для передачи и распределения энергии по отдельным рабочим машинам. К тому же источники топлива по мере истощения местных ресурсов все более удалялись от мест потребления, что неизбежно удорожало эксплуатацию паровых машин.

Выход из положения мог быть найден только в создании новой энерге-. тической базы машинного производства. Такой  базой явилась электроэнергетика, широкое использование электрической энергии и электрического привода в машиностроении. Электродвигатель коренным образом изменил процесс приведения в движение рабочих машин, сделал привод машин надежным, удобным и экономичным. Исчезали громоздкие трансмиссии в цехах заводов, намного уменьшались потери энергии в промежуточных передачах, значительно улучшалось использование фабрично-заводских помещений. Переход от универсальных металлорежущих станков к узкоспециализированным и внедрение электрического привода стали наиболее характерными чертами развития машиностроения в последней трети XIX — начале XX в.

С развитием машинной индустрии появились  важнейшие технические нововведения в военном деле, которые впоследствии были использованы в мировой войне 1914—1918 гг. В свою очередь высокоразвитая военная техника капиталистических  государств служила одним из сильнейших стимулов для развития промышленного  производства в целом, особенна военного машиностроения, станкостроения, двигателестроенпя, электротехники, приборостроения и т. д. [3, 4].

Создание  машин нового типа повлекло необходимость  качественного-развития металлургии  и горного дела. В свою очередь  потребности горной. промышленности, необходимость резкого увеличения добычи полезных ископаемых обусловили интенсивные изыскания в области  механизации горных работ, привели  к созданию врубовых машин, буровых  станков, перфораторов, мощных подъемных  машин и т. д.

Увеличение  числа заводов и фабрик, рост городов  и городского населения намного расширили внутренний рынок и увеличили спрос на продукты питания и сельскохозяйственное сырье, необходимое для обрабатывающей промышленности. Это создало необходимые предпосылки для развития сельского хозяйства, появления в этой области производства новой сельскохозяйственной техники, машин и оборудования для различных процессов земледелия и животноводства. Резко возрастает потребность в техническом оснащении отраслей промышленности, перерабатывающих продукты сельского хозяйства: масложировой, мукомольной, сахарной, мясной, молочной, винно-водочной, табачной.

Непрерывно  возраставший спрос различных отраслей производства на машины создавал объективные  стимулы и благоприятные предпосылки  для бурного развития машиностроения. Но чтобы удовлетворить запросы  развивавшейся промышленности, транспорта, военной техники, сельского-хозяйства, машиностроение должно было вырасти  качественно и количественно, превратиться в крупнейшую отрасль промышленного производства. Рассматриваемый период характеризовался прогрессом в области паровой энергетики, созданием более мощных паровых машин и, что особенно примечательно, появлением и бурным развитием электрического-двигателя, ставшего основой машинного производства. Внедрение электрического привода позволило разработать многие типы металлорежущих станков, перейти к их широкому выпуску, обеспечить изготовление сложных энергетических, транспортных, горных, металлургических, сельскохозяйственных машин, изделий и оборудования для коммунальной и бытовой техники. Эти факторы и определяли характер развития машиностроения в последней трети XIX — начале XX в.

Формирование  и развитие крупного машинного производства в последней трети XIX — начале XX в. в значительной степени определялось возрастающими требованиями транспорта, строительства, военной техники, горного дела, металлургии. Для этих сфер производства в эпоху империализма характерен громадный рост, который, в свою очередь, стимулирует технический прогресс капиталистической промышленности в целом и в особенности развитие машинной индустрии.

Интенсивно  растет в этот период мировая транспортная сеть. Являясь главным потребителем металла, угля, транспорт стимулировал рост горнодобывающей и топливной промышленности, металлургии и особенно таких отраслей машинной индустрии, как производство паровозов, пароходов, вагонов, специальных железнодорожных машин и оборудования, средств механизации для складов, портов и т. п. [1].

В рассматриваемый период идет интенсивное  качественное обновление средств транспорта. На железных дорогах появляются мощные локомотивы системы «компаунд», ставшие прообразом многих машин этого типа: дуплекс-компаунд, «Тектоник», «Грейт-Бритен» и др. Намного увеличились основные технико-экономические параметры локомотивов. Со времени применения первых паровозов их скорость возросла за 70 лет в 5 раз, мощность в 100 раз, сила тяги —в 30 раз [1]. Развивается вагоностроение. Создаются новые типы вагонов, совершенствуются конструкции кузова, рессорных подвешиваний, буферных устройств, начинают широко использоваться пневматические тормоза. Появляются специальные вагоны для перевозки тяжелых машин и заводского оборудования, металлические вагоны для сыпучих продуктов, цистерны для наливных грузов.

Крупные технические сдвиги происходят и  в водном транспорте.Увеличиваются размеры и водоизмещение кораблей, повышаются их скоростные характеристики и надежность. Водный транспорт, особенно военно-морской флот, стимулирует развитие паровых машин, использование паровых турбин [2].

Небывалый подъем испытывает в этот период строительная индустрия, развивающаяся в соответствии с запросами промышленности, транспорта, мировой торговли, военного дела. Интенсивное  строительство заводов, фабрик, железных дорог, вокзалов, портов, каналов, военных  сооружений потребовало создания строительной техники, различных типов дорожных, земляных, строительных машин: экскаваторов, специальных подъемных машин, главным  образом кранов различной конструкции  и назначения. Появляются мостовые краны для заводских цехов, железнодорожные и портальные краны.

Особенностью  технического развития различных отраслей экономики стран, в которых начал  складываться империализм, было создание и широкое распространение развитой системы машин, приводимых в действие электрическим двигателем. Это вызвало коренное перевооружение не только машиностроения, но и всей экономики. Ускоренное производство средств производства потребовало изменения сырьевой базы крупной индустрии, что привело к изменению структуры горной промышленности и к применению новой техники в горном деле и металлургии. Успехи химии и рост химической промышленности положили начало использованию принципиально новых сырьевых ресурсов и открыли пути перехода к новой технологии.

В последней четверти XIX в. и в первые десятилетия XX в. большие изменения произошли в строительном деле, транспорте и связи. Милитаристский характер империализма породил гонку вооружения, развитие военной техники.

В рассматриваемый период процесс, начавшийся еще при домонополистическом капитализме и связанный с превращением науки в непосредственную производительную силу, значительно ускорился. Достижения естественных наук стали основой технического перевооружения промышленности. Усилилось  формирование и развитие технических наук.

Рубеж XIX и XX вв. охарактеризовался крупнейшими открытиями в естественных науках, прежде всего в физике, что привело к «новейшей революции в естествознании». Разобраться в новых явлениях и объяснить их можно было лишь на основе мировоззрения диалектического материализма. Однако подавляющее большинство ученых того времени стояло на позициях идеализма. Причины так называемого «кризиса в физике» были раскрыты В. И. Лениным в труде «Материализм и эмпириокритицизм». Важнейшей особенностью рассматриваемого периода является то, что зародившийся в первой половине XIX в. марксизм получил широкое распространение в рабочем классе. Теория научного коммунизма, разработанная К. Марксом и Ф. Энгельсом, впервые была подтверждена практически в результате первой пролетарской революции — Парижской коммуны 1871 г. И хотя эта революция окончилась поражением, но «дело Коммуны,— по словам В. И. Ленина,— это дело социальной революции, дело полного политического и экономического освобождения трудящихся, это дело   всесветного пролетариата. И в этом смысле оно бессмертно»

Техника при капитализме, так же как и  сам способ производства, развивается вообще неравномерно: в отдельных странах, в отдельных отраслях промышленности она может и превышать средний уровень развития и, наоборот, далеко отставать от него. Это было свойственно и предшествующей, домонополистической стадии капитализма, однако особенно сильно неравномерность развития техники стала проявляться именно в условиях монополистического капитализма. Монополии обусловили противоречивый характер технического прогресса, его направленный «лихорадочный» темп роста, его односторонность, «однобокость». В этот период целые народы искусственно лишаются всякой возможности развивать у себя в стране технику, свое промышленное производство. На такую участь империализм обрекает все колониальные и зависимые страны, в которых проживают миллионы людей. Таким образом, благами технического прогресса при империализме фактически пользуется лишь ограниченное количество людей из так называемых «цивилизованных» наций.

Сама  природа капитализма, которому присущи  антагонистические противоречия, порождает цикличный характер воспроизводства. Цикл воспроизводства прерывается экономическими кризисами перепроизводства. Начиная с 1825 г., когда разразился первый общий кризис перепроизводства, экономические катастрофы стали неизбежными. Этому способствовало установление и развитие крупного капиталистического машинно-фабричного производства.

Для того чтобы выйти из кризиса, т. е. приспособить размеры производства к платежеспособному спросу, капиталисты вынуждены прибегать к разрушению производительных сил, недоиспользованию имеющихся производственных мощностей и рабочей силы. Стремясь уменьшить издержки производства, капиталисты используют все средства для усиления эксплуатации трудящихся и применяют более совершенные технику и тех -нологию.

Потери  производительных сил наглядно видны, например, на результатах мирового экономического кризиса 1857 г., охватившего капитали-стические страны Европы и Америки. За время кризиса, т. е. примерно за 1,5 года, в США выплавка чугуна сократилась на 20%, потребление хлоп ка на 27%. В Англии объем судостроительной промышленности упал на 26%. Потребление чугуна в Германии уменьшилось на 25%, во Франции стали производить на 13% меньше чугуна и на столько же меньше потреблять хлопка. В России бумаготкацкое производство сократилось на 15%, шерстеткацкое—на 11%,   а выплавка   чугуна снизилась на 17%.

Одним из мощных мировых экономических  кризисов, который потряс капиталистические  страны в XIX в., был кризис 1873 г. Начавшись в Австрии и Германии, он захватил и другие европейские страны, а также США. В 1878 г. кризисное состояние стала испытывать и экономика Англии. Этот кризис был в известной мере вызван франко-прусской войной и Парижской коммуной 1871 г. В эпоху империализма изменились формы, последовательность, картина отдельных кризисов. Но они по-прежнему остались неизбежной составной частью капиталистического общества. Экономические кризисы оказывали в этот период огромное влияние на развитие техники. С одной стороны, они приводили к разрушению производительных сил, а значит, и к уничтожению техники, с другой — вызывали необходимость применения новой техники.