Большая База Данных Рефератов - Досягнення в техніці у XIX-на початку XX ст.

Досягнення в техніці у XIX-на початку XX ст.

езалежно від робіт Ньепса, над проблемою відображення світлових зображень займався французький художник Луї-Жак Дагерр (1787-1851). Випадково дізнавшись, що Ньепс працює вже декілька років над тією ж проблемою, Дагерр запропонував йому працювати разом. У 1833 р. Ньепс помер, а в 1839 р. Дагерр, продовжуючи працювати, винайшов свій спосіб фотографування.

Спосіб Дагерра відрізняється від способу Ньепса тим. що як світлочутлива речовина він замість асфальту, використаного Ньепсом, застосував йодисте срібло. Приховане зображення, отримане на світлочутливій речовині, Дагерр проявляв, діючи парами ртуті на йодисте срібло. Цим Дагерр добився більшої швидкості отримання зображення і забезпечив точніше відтворення самого зображення.1

Протягом подальших десятиліть процес фотографування ускладнювався і удосконалювався. Французький винахідник Ньепс де Сен-Віктор (1805-1870) замінив папір для негативу абсолютно прозорим склом. У 1847 р. він ввів у фотографію перші фотопластини на склі, світлочутливий шар яких складався з йодистого срібла в Альбуміні. Скляний негатив володів рядом переваг в порівнянні з паперовим, головним з яких були чистота і ясність фотографічних відбитків. Скляні негативи застосовуються у фотографії і до теперішнього часу.

Вельми успішно в 40-х роках ХТХ ст. над удосконаленням дагерротеплого способу фотографії працював російський винахідник А.Ф. Греків. Він запропонував оригінальний спосіб фотографування па металевих пластинках. Перші російські фотографи С.Л. Льовіцкий, Л.І. Денвер, Д.С. Гілахов, М.Б. Туліков і ін. були не тільки майстерними майстрами фотографії, але і були талановитими винахідниками оригінальних технічних прийомів у фотографії.

В результаті творчої роботи винахідників і учених в різних країнах світу фотографія на початок 70-х років ХТХ ст. міцно увійшла до життя, стала невід'ємною приналежністю науки, мистецтва, промисловості.

РОЗДІЛ 3. Розвиток техніки і побудова машин в XIX-на початку XX ст.
3.1. Металодобуваючи і гірничі машини
Технічною переозброєння металургії завершилося винайденому прокатного стану, призводить в дію паровою машиною, а також створенням парового молота.

Тому у міру розвитку техніки виникла необхідність в додатковій операції плющенню. Впровадження прокатних станів в металургію почалося із початку XIX ст. ст. При пудлінгуванні для обжигу шлаку і ущільнення металу (криці) широко застосовувалися обтиск і кувальні молоти. На початку XIX ст. для цієї мети використовувалися недосконалі, так звані ричажні, мелені. Відомий англійський механік Несміт в 1839 р. сконструював новий молот. Це у багато разів збільшило його потужність. Паровий молот був широко використаний в металургійній промисловості.

До 60-м рокам XIX ст. технічний переворот в металургії був завершений. Технічний прогрес сприяв різкому збільшенню виробництва металу. Якщо за два сторіччя - з 1500 до 1700 г. - світова виплавка чавуну виросла приблизно з 60 тис. т до 104 тис. т, тобто в 1,7 разу, а за весь XVIII в. - з 104 тис. т до 278 тис. т (1790 р), тобто в 2,67 разу, то за 80 подальших років - з 1790 по 1870г. - виплавка чавуну досягла 12 млн. т, що в 43 рази більше, ніж в 1790 р.

Зростання машинобудування, парової енергетики, металургії, будівництво залізниць, розширення капіталістичної торгівлі і пов'язаного з нею грошового звернення колосально збільшили попит на найрізноманітніші продукти гірничої справи.

Металургія л зв'язку з перекладом доменного процесу на мінеральне паливо вимагала величезних кількостей залізняку і кам'яного вугілля. Величезний вплив на гірничу справу зробила парова машина. Поява і застосування її привело до крупних зсувів до всіх ланках сурм техніки, розпочинати від розвідки корисних копалини і кінчаючи їх збагаченням. Її вплив позначався на конструкції багатьох машин, які були створені в цей період в гірничій промисловості (вентилятори, компресори, перфоратори). У всіх цих машинах панує принцип поворотної поступальної ходи, тобто принцип, якнайповніше використовуваний в поршневій паровій машині.

Зростання парової енергетики, подібно до металургії, створюючи великий

попит на кам'яне вугілля, стимулював розвиток однієї з самих основних галузей гірничої справи - кам'яновугільної промисловості з таблиці видно, що характерною особливістю цього періоду було безперервне зростання видобутку викопного вугілля. Кам'яновугільна промисловість була найрозвиненішою галуззю гірської справи. Домінуюче значення кам'яновугільної промисловості в перший період машинного капіталізму було далеко не випадковим, Ст.11. Ленін указував, що розвиток промисловості, що дає паливо, - необхідне і надзвичайно характерна умова зростання великої машинної індустрії.

Розвиток гірничої промисловості базувався на її технічному переозброєнні.

Будівництво великої кількості копалень і шахт зажадало зміни методів проходки гірничих вироблень як вертикальних (шахтних стволів), так і горизонтальних (штреків, тунелів, штолень і ін) -

У 1839 р. у Франції інженер Тріже вперше запропонував кесонний метод проходки шахтних стовбурів, який в 1841 р. був застосований при проходці стовбура вугільної шахти у водонасичених грунтах у Франції.

З кінця 40-х років метод проходки шахтних стовбурів, запропонований Киндом, почав застосовуватися для розвідувального буріння. Метод Кинда був вдосконалений в 1850 р. бельгійським інженером Шадроном, що застосував спеціальні пристрої, що дозволили майже повністю зупиняти приплив води в шахту.

Горизонтальні вироблення минали за допомогою буропідривних робіт, які в своєму розвитку зазнали великі зміни. Був винайдений новий вигляд вибухових речовин, вдосконалені способи підривання, упроваджені ефективні засоби буріння шпурів. Розвиток військової техніки привів до винаходу могутніх вибухових речовин: піроксиліну і нітрогліцерину. Піроксилін був відкритий X. Шенбейном в 1846 р., а нітрогліцерин - А. Собреро в 1847 р. Практично нітрогліцерин почав застосовуватися після того, як росіяни учені Н.Н. Зісіп и В.Ф. Петрушевський провели починаючи з 1854 р. ряд дослідів по його використанню. У 1867 р. А. Нобелем був винайдений динаміт. З 70-х років XIX ст. почало застосовуватися піроксилін.

Оскільки застосування відкритого вогню для займання порохових зарядів приводило до частих катастроф в копальнях і шахтах, в 1830 р. був запропонований вогнепровідний, або бікфордів, шнур, що дозволив значно понизити небезпеку вибухових робіт. Проте тільки винахід і впровадження в кінці XIX ст. електричного підривання в гірській справі дозволив забезпечити безпеку вибухових работ1.

Відомо, що на швидкість ведення робіт великий вплив робить спосіб буріння шнурок. Тривалий час буріння шпурів здійснювалося вручну. Перші спроби створення ударних перфораторів (бурильних молотків) відносяться на початок XIX ст. Спочатку був створений ударний перфоратор (перфоратор Іордана). У першій половині XIX ст. було створено: перфоратори, що приводяться в дію парою і водою. У 1849 р. вперше такий перфоратор сконструював американець Коуч, використавши при цьому елементи поршневої машини. Перший пневматичний перфоратор був створений в 1857 р. французьким інженером Соммелье. Це був перфоратор ударного типу. Хоча перші перфоратори для буріння і були винайдені на початку ХIX ст., проте в гірничій справі вони довго не отримували розповсюдження. Механізоване буріння шпурів обходилося в два рази дорожче.

1. Вперше досліди по застосуванню електричного підривання мін провів в 1812 р. П.Л. Шиллінг. Але в гірничій справі цей спосіб підривання набув поширення. значно пізніше - в кінці XIX - початку XX ст.

Основний процес видобутку вугілля - його виїмка - в першій половині XIX ст. проводився уручну - кайлом і обушком, іноді використовувалися буропідривні роботи. В цей час робилися тільки перші спроби механізувати цю найбільш трудомістку операцію

Врубова машина була заснована на принципі дії ударного перфоратора. Врубова машина ударного типу конструкції інженера Шрамма була змонтована на візку, який під час роботи закріплювався перед забоєм. Цей перфоратор міг переміщатися уздовж забою і подаватися вперед. Пізніше була зроблена спроба використовувати для врубу принцип свердлення свердлувальна бурова машина Нейбурга).

Найбільш ефективними виявилися врубові машини, в яких використовувався принцип дискової пили. Дискова врубова машина була запропонована англійським інженером Уорінгом. Різання вугілля здійснювали за допомогою зубків, насаджених на диск. Цю машину применяли для виробництва горизонтальних врубів. Практично дискова врубова машина була освоєна в Англії в 1802 р. Кращою врубовою машиною в 70-х роках XIX ст. була пневматична машина Вінстлея.

Попит на чавун вимагав вдосконалення і розвитку доменного виробництва. На початку XIX ст. домни зазвичай будувалися з товстим зовнішнім кам'яним кожухом, оскільки вважалося, що тонкостінні домни втрачають багато тепла. Печі з товстим зовнішнім кожухом володіли громіздкою ваговитою конструкцією. Будівництво їх було дуже складним і дорогим. З середини XIX ст. погляди на причини втрат тепла і доменних печах міняються. Вже в 41-х роках XIX ст. в Шотландії з'являються лікуй з більш тонким кам'яним, а потім і металевим кожухом. Шотландські печі були міцніші і довші за старі громіздкі печі, втрати тепла в них були менші, ніж в печах старої конструкції, а витрати палива зменшилися.

Удосконалюються апарати засипки шихти в домну. У 1850 р. англійський металург Паррі винайшов пристрій для завантаження доменної ночі у вигляді конуса або воронку із затвором. Конус Паррі рівномірно засипав сировину і добре уловлював гази і тому подібне Видозмінена конструкція цього апарату застосовується аж до наших днів.

В результаті удосконалення всього комплексу доменного виробництва з другої половини XIX ст. різко підвищилася його продуктивність. Добова продукція домни до кінця сторіччя збільшилася до 600т-. у 12 разів. Світова виплавка чавуну, що склала в 1800 р. близько 0,5 млн. т, досягла в 1850 р. приблизно 4,5 млн. т, а в 1900 г. - 40,7 млн. т.

Принцип регенерації тепла і опалювання печі газом використаний і своїй роботі французький металург Пьер Мартен (1824-1915). У 1.8(54 р. у Франції була вперше пущена в експлуатацію побудована Мартеном регенеративна полум'яна пекти. Суть мартенівського процесу полягає в тому, що сталь проводиться на череню регенеративних пламенних, що співається шляхом переробки в них чавуну і сталевої ломи (скрапу). У мартенівській печі відбувається не просто плавка завантажених матеріалів: до самого кінця процесу йде в печі хімічна взаємодія між металом, шлаком і газом.

У цей період своє подальший розвиток отримує прокат чорних металів, особливо прокат рейок, а також прокат різних профілів металу для різноманітних потреб будівництва. Прокат металу здійснювався за допомогою особливих верстатів - прокатних станів.

У 30-40-х роках ХТХ ст. в зв'язку " масовим залізничним будівництвом в Европе вперше починається прокат залізничних рейок. у 1854 р. на заводах Круппа. Потім в Германії, в Сааре, в 1856-1857 рр. був встановлений прокатний стан для плющення крупних балок. У 1857 р. в США був вперше сконструйований могутній тривалковий прокатний стан спеціально для плющення рейок.

3.2. Машини на електричній енергії
Окрім широкого використання електрики в техніці зв'язку в цей період робляться спроби застосувати електрику для цілей освітлення, створити електричні генератори і електричні двигуни. Придатність електрики для освітлення була доведена ще в 1802 р. російським вченим Петровим. Тільки у 40-х роках XIX ст. з'явилися багаточисельні конструкції електричних ламп з| тілами розжарювання з платини, іридію, вугілля, графіту і тому подібне

У цей період ведуться роботи і по використанню для освітлення електричної дуги. Трудність вирішення цієї проблеми полягала в необхідності регулювання відстані між кінцями електродів, що горіли. У 1840 р. француз Лршо створив дугову лампу з автоматичним регулятором. У Росії над цією проблемою працював винахідник А.І. Шпаковський, дугова лампа якого в кінці XIX ст. якийсь час з успіхом використовувалася для освітлення п Москві. Перші спроби застосування електроенергії для освітлення належать ще до початку XIX ст. Петров, що спостерігав в 1802 р. явище електричної дуги, вперше вказав на можливість її широкого використання для освітлення. Створення джерела світла, що діє за принципом розжарювання провідника струмом, тобто лампи розжарювання, з'явилося першим кроком по шляху практичного застосування електрики для потреб освітлення. Найраніша за часом лампа розжарювання була створена французьким ученим Деларю в 1820 р. Вона була циліндровою трубкою з двома кінцевими затисками для підведення струму, в ній розжарювалася платинова спіраль.

Видатний американський технік-винахідник Т. Едісон (1847-| 1931), ознайомившись з пристроєм ламп Лодигина, також зайнявся їх вдосконаленням. Після декількох років напруженої роботи в 1879 р. Едісону вдалося отримати достатньо добру конструкцію лампи розжарювання вакуумного типу з вугільною питтю. Для свого часу лампа Едісона була достатньо економічним електричним джерелом світла, дія якого могла тривати безперервно протягом декількох сотів годинника.

Електростатичний генератор був винайдений Л. Отто фон Геріке ещо в 1650 р. Цей генератор складався з кулі, що оберталася, зробленої з сірки. При терті тара рукою збуджувалися електричні заряди. Генератор Геріке давав струм украй слабкої сили, хоча на нім і можна було отримати заряд високої напруги. Велике значення для удосконалення генераторів мали гальванічні елементи, винайдені в 1800 р. італійським ученим Вольта. Гальванічні елементи з'явилися новим джерелом електричного струму. Користуючись ними, ряд учених (російське Ст. Ст. Петров, англієць Р. Деві) зробили важливі відкриття в області електротехніки. Впродовж тривалого часу електрохімічний генератор грав вирішальну роль в якість джерела струму в техніці електричного зв'язку.

Вирішальне значення для створення електромагнітного генератора мало відкриття англійським вченим Фарадеєм в 1831 р.

З кінця 30-х років XIX ст. у всіх країнах Европи, а також в США почалися роботи по конструюванню електромагнітних генераторів електричного струму. Зусилля винахідників були спрямовані головним чином на удосконалення індуктора, що створює магнітне поле, і якоря, який, переміщаючись в магнітному полі, сприяв виникненню електричного струму.

Вирішальним в створенні генераторів великої потужності був винахід машини з самозбудженням, в якій живлення здійснювалося за рахунок струмів, що утворюються в самій машині. Перші генератори з самозбудженням були створені данським винахідником Хиортом (1854 р), англійськими винахідниками Барлєєм (1860 р) і Уїтстоном (1866 р), а також німецьким інженером Сименсом (1876 р).

Паралельно із створенням генератора йшла робота над удосконаленням конструкції електродвигуна. Оригінальну конструкцію електродвигуна створив Б.С. Якобі в 1834 р. (мал.89). Важливим етапом у вдосконаленні електродвигуна був винахід в 1860 р. італійським ученим Починоті двигуна з кільцевим якорем, що обертався. Таким чином, в період з кінця XVIII ст.д.о 70-х років XIX ст. були зроблені найважливіші винаходи і відкриття, які, не отримавши широкого практичного застосування у момент своєї появи, стали основою, на якій грунтувався технічний прогрес подальшої епохи.

Винахід електричної зварки металів

Розвиток електротехніки викликав до життя новий спосіб обробки металів - електричну зварку, вперше застосовану в 1867 р. американським електротехніком Томсоном.

Томсоп пропускав електричний струм великої сили, але незначного напруження, через два шматки металу, призначеного для зварки і розташованого так, щоб вони стикалися в місці зварки. Опір проходженню струму в місці стику шматків металу викликало виділення тепла, достатнього для зварки металевих частин. Проте цей спосіб зварки металів, названий пізніше контактним, не набув в цей час широкого поширення.

Російські винахідники електричної зварки Н.Н. Бепардос (1842-| 1905) і Н.Г. Славянов (1854-1897) пішли по| іншому шляху.

Для електрозварювання вони застосували електричну дугу, тобто використали явище, при якому між тими, що зближують вугільним і металевим електродами виникає яскраве полум'я величезної температури, яке і розплавляє метал.

Найчудовішим винаходом Н.Н. Бенардоса був спосіб електрозварювання, запропонований їм в 1882 р. і названий "електрогефест". Бенардос з'єднав один полюс сильної електричної батареї з вугільним електродом, а інший - із зварюваним металом. Як тільки він підносив електрод до металу, спалахувала яскрава дуга, що розплавляла краї зварюваних швів. У місці з'єднання утворювався шов, що являє собою смужку сплавленого металу.

Характерної особливістю техніки даного періоду було підвищення ролі електрики. У енергетиці були зроблені найбільші винаходи, що забезпечили колосальний технічний прогрес XX в Новий вигляд енергії і новий тип універсального теплового двигуна - парова турбіна - ось|от| найголовніші досягнення енергетики, що вплинуло, революціонізувало, на всю техніку цієї епохи.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5

Меню

Досягнення в техніці у XIX-на початку XX ст.