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HISTORIA DE LA TECNOLOGÍA, TECNOLOGÍA, OBJETOS ALREDEDOR DE NOSOTROS
Maquina giratoria. Historia de la invención y la producción.
Directorio / La historia de la tecnología, la tecnología, los objetos que nos rodean. Los siglos XVIII y XIX estuvieron marcados por un auge tecnológico sin precedentes. En el transcurso de ciento cincuenta años, se realizaron muchos inventos brillantes, se crearon nuevos tipos de motores, se dominaron nuevos medios de comunicación y transporte, se inventó una amplia variedad de máquinas herramienta y máquinas. En la mayoría de las ramas de la producción, el trabajo manual fue reemplazado casi por completo por el trabajo de las máquinas. La velocidad, la calidad del procesamiento y la productividad laboral han aumentado varias docenas de veces. Miles de grandes empresas industriales aparecieron en los países europeos desarrollados, se formaron nuevas clases sociales: la burguesía y el proletariado.
El auge industrial estuvo acompañado de importantes cambios sociales. Como resultado, Europa, y de hecho el mundo entero, había cambiado más allá del reconocimiento a fines del siglo XIX; la vida de la gente ya no era para nada como la de principios del siglo XVIII. Quizás por primera vez en la historia, una revolución tecnológica ha afectado de manera tan visible y clara todos los aspectos de la vida humana. Mientras tanto, el comienzo de esta gran revolución de las máquinas está asociado con la creación de una máquina de hilar automática, la primera máquina que se usó ampliamente en la producción. Se puede decir que la máquina de hilar resultó ser el prototipo de todas las máquinas herramienta y mecanismos posteriores y, por lo tanto, su invención, en su importancia, fue mucho más allá del estrecho marco de la industria textil y la hilatura. En cierto sentido, su apariencia simbolizó el nacimiento del mundo moderno.
El hilado en la forma en que se describió anteriormente, con la ayuda de un huso manual y una rueca, existió durante varios milenios y durante todo este tiempo siguió siendo una tarea bastante complicada y que requería mucho tiempo. La mano del hilandero, al realizar movimientos monótonos de tirar, torcer y enrollar el hilo, se cansaba rápidamente, la productividad laboral era baja. Por lo tanto, un paso significativo en el desarrollo del hilado se produjo con la invención de una rueca manual, que apareció por primera vez en la antigua Roma. En este sencillo dispositivo, la rueda a, durante su rotación, hacía girar con la ayuda de una cuerda sin fin una rueda de dimensiones más pequeñas d, en cuyo eje se colocaba un husillo b. El proceso de hilado en una rueca de mano era el siguiente: la mano derecha, con la ayuda de un mango, giraba la rueda grande a, mientras que la mano izquierda, tirando de un hilo de un haz de fibras, dirigía el hilo o bien oblicuamente al huso (luego se retorció y se retorció) o bajo un ángulo recto (entonces él mismo, estando listo, se enrolló en un huso).
El siguiente gran acontecimiento en la historia del hilado fue la aparición de la rueca que gira sola (alrededor de 1530), cuyo inventor se llama albañil Jurgens de Braunschweig. Su rueca se puso en movimiento por las piernas y liberó ambas manos del trabajador para trabajar. El trabajo en una rueda autogiratoria fue el siguiente. El eje 1 estaba firmemente conectado al volante 2 y recibía movimiento de la rueda grande inferior 4. Este último estaba conectado a un bloque montado de forma fija en el eje. La bobina 3, en un extremo de la cual se fijó un bloque de menor diámetro, se colocó libremente en el eje. Ambos bloques estaban accionados por la misma rueda 4, pero el eje y el volante conectados al bloque más grande giraban más lentamente que el carrete conectado al bloque más pequeño. Debido al hecho de que la bobina giraba más rápido, el hilo estaba enrollado en ella y la velocidad del hilo enrollado era igual a la diferencia entre las velocidades del eje y la bobina. La hilandera sacó las fibras de la espiral con la mano y las retorció parcialmente con los dedos. El hilo antes de entrar en el volante se movía a lo largo del eje del husillo. Al mismo tiempo giraba, es decir, se retorcía y daba exactamente el mismo número de revoluciones que el eje. Después de pasar por el volante 2, el hilo cambió de dirección y fue al carrete ya en ángulo recto con el eje del husillo. Por lo tanto, en comparación con una rueca convencional, una rueca automática permitía tirar, torcer y enrollar el hilo al mismo tiempo.
Del proceso de hilado, aquí ya se mecanizaban dos operaciones: torcer el hilo y enrollarlo en un carrete, pero el estirado de las fibras del verticilo y su torsión parcial se realizaba manualmente. Esto ralentizó mucho todo el trabajo. Mientras tanto, en el primer tercio del siglo XVIII, se creó un telar Kay mejorado, que permitió aumentar significativamente la velocidad de tejido. En el nuevo telar, el ágil tejedor pudo tejer tanto hilo como le proporcionaron seis hilanderos experimentados. Como resultado, surgió una desproporción entre el hilado y el tejido. Las tejedoras comenzaron a sentir escasez de hilo, ya que las hiladoras no tenían tiempo para prepararlo en la cantidad adecuada. El hilo no solo se volvió muy caro, sino que a menudo era imposible conseguirlo a cualquier precio. Y los mercados demandaban cada vez más telas. Varias generaciones de mecánicos se preguntaron en vano cómo mejorar la rueca. Durante el siglo XVII y la primera mitad del XVIII, se hicieron varios intentos de dotar a la rueda autogiratoria de dos husillos para aumentar su eficiencia. Pero era demasiado difícil trabajar en una rueda giratoria de este tipo, por lo que esta idea no se extendió. Estaba claro que hilar en varios husos a la vez solo sería posible cuando la operación misma de estirar las fibras estuviera mecanizada. Esta difícil tarea fue resuelta en parte por el mecánico inglés John White, quien inventó un dispositivo de escape especial en 1735. Según Marx, fue esta parte de la máquina la que determinó el comienzo de la revolución industrial. Al carecer de fondos, White vendió los derechos de su notable invento al empresario Lewis Paul, quien obtuvo una patente en 1738. En la máquina de Paul y White, los dedos humanos primero fueron reemplazados por un par de rodillos de "tracción" que giraban a diferentes velocidades. Un rodillo tenía una superficie lisa, mientras que el otro era rugoso con una superficie corrugada o tapizado con estopa. Sin embargo, antes de entrar en los rodillos de la máquina, las fibras de algodón debían someterse a un tratamiento previo: debían colocarse paralelas entre sí y extraerse. (Esto se llamaba "peinar" el algodón o cardar).
Paul y White intentaron mecanizar este proceso y crearon una máquina cardadora especial. El principio de su funcionamiento era el siguiente. El cilindro, provisto de ganchos en toda su superficie, giraba en una ranura, la cual estaba provista de dientes en su cara interior. Las fibras de algodón se pasaban entre el cilindro y la cubeta y así se peinaban.
Después de eso, el hilo en forma de una cinta delgada se introducía en la máquina de hilar y aquí se dibujaba primero en los rodillos de tiro y luego entraba en el eje, que giraba más rápido que los rodillos, y se retorcía en un hilo. La primera rueca de este tipo fue construida por Paul en 1741. Fue la primera máquina de hilar de la historia. Paul y White mejoraron su máquina y comenzaron a pasar el hilo por varios rodillos. Girando a diferentes velocidades, lo tiraron en un hilo más delgado. Desde el último par de rodillos, el hilo entró en el eje. En 1742, White construyó una máquina que giraba sobre 50 ejes a la vez y era conducida por dos burros. Como demostraron los acontecimientos posteriores, los rodillos de tiro que inventó resultaron ser una innovación extremadamente exitosa. Pero, en general, su automóvil no fue muy utilizado. Era demasiado caro y engorroso para un artesano solitario. En los años siguientes se siguió sintiendo una grave escasez de hilo. Este problema se resolvió en parte solo después de la creación de la máquina de hilar Hargreaves. Hargreaves era tejedor. Su esposa le hacía hilo, y lo que lograba hilar en un día no le alcanzaba. Por eso, pensó mucho en cómo se podría acelerar el trabajo de las hilanderas. El azar vino a su rescate. Un día, la hija de Hargreaves, Jenny, golpeó accidentalmente una rueca, pero su rueca siguió girando y el huso continuó girando hilo, aunque estaba en una posición vertical en lugar de horizontal. Hargreaves inmediatamente aprovechó esta observación y construyó una máquina en 1764 con ocho husillos verticales y una rueda. Llamó al auto "Jenny" por el nombre de su hija. No trajo a su creador ni dinero ni felicidad. Por el contrario, el invento de Hargreaves causó revuelo entre los hilanderos, que previeron que la máquina los dejaría sin trabajo. Un día, una pandilla de personas emocionadas irrumpió en la casa de Hargreaves y destruyó el auto. El propio inventor y su esposa apenas escaparon a las represalias. Pero esto, por supuesto, no pudo detener la expansión del hilado a máquina: solo unos años más tarde, miles de artesanos utilizaron "Jenny".
Al igual que la máquina de White, "Jenny" requería un pretratamiento de las fibras de algodón. El vendaje del hilo tuvo lugar aquí a partir de una cinta de algodón peinado. Las mazorcas con la mecha se colocaban sobre un marco inclinado (la pendiente servía para facilitar el enrollado de la mecha). En lugar de los rodillos de tiro de White, Hargreaves usó una prensa especial que constaba de dos bloques de madera. Los hilos de la mecha de las mazorcas pasaban por una prensa de tiro y se unían a los husillos. Los ejes, en los que se enrollaba el hilo terminado, estaban en un marco fijo en el lado izquierdo de la máquina. En la parte inferior de cada eje había un bloque, alrededor del cual había un cable de transmisión tirado sobre el tambor. Este tambor estaba ubicado frente a todos los bloques y husillos y era impulsado por una gran rueda que giraba a mano. Así, la gran rueda hacía girar todos los husos. El hilandero movía el carro de la prensa de estirar con una mano y con la otra hacía girar la rueda que ponía en movimiento los husos. El funcionamiento de la máquina consistió en los siguientes procesos: la prensa se cerró y se retrajo de los husillos; como resultado, se sacó el hilo. Al mismo tiempo, la hilandera hacía girar la rueda, ponía en movimiento los husos y estos retorcían el hilo. Al final de la retirada, el carro se detuvo y los ejes continuaron girando, dando vueltas adicionales. Después de eso, el carro se devolvió a los ejes, todos los hilos se doblaron ligeramente con un alambre especial para que entraran en la posición de bobinado. Durante la carrera de retorno del carro con una prensa abierta, los hilos se enrollaban alrededor de los husillos debido a la rotación de estos últimos. La prensa de tracción de Hargreaves esencialmente reemplazó el brazo del trabajador. Todo el trabajo se reducía básicamente a tres movimientos: al giro de la rueda motriz, al movimiento rectilíneo del carro de un lado a otro y al doblado del alambre. En otras palabras, el hombre jugó solo el papel de una fuerza motriz y, por lo tanto, en el futuro, se hizo posible reemplazar al trabajador con otras fuentes de energía más permanentes y poderosas. La notable importancia del invento de Hargreaves fue que hizo posible el mantenimiento de varios husillos por un solo trabajador. Su primera máquina tenía solo ocho husillos. Luego aumentó su número a 16. Pero incluso durante la vida de Hargreaves, aparecieron máquinas "Jenny" con 80 husillos. Estas máquinas ya no podían ser accionadas por un trabajador y comenzaron a conectarse a un motor de agua. Debido a la simplicidad del diseño y el bajo costo, así como a la capacidad de usar un accionamiento manual, "Jenny" se ha generalizado. Para los años 90 del siglo XVIII, ya había más de 20 mil ruecas "Jenny" en Inglaterra. La mayoría de ellos pertenecían a tejedores solteros. El más pequeño de ellos hacía el trabajo de seis u ocho trabajadores. Fue la primera máquina de la historia en ser producida en masa. La máquina de Hargreaves ayudó hasta cierto punto a superar la hambruna y contribuyó a un poderoso aumento de la producción en Inglaterra, pero todavía no era exactamente lo que se requería. El dispositivo de escape "Jenny" resultó ser imperfecto. Debido al dibujo insuficiente, el hilo resultó ser delgado, pero débil. Para una mayor resistencia de la tela, los tejedores tenían que agregar hilo de lino al hilo. Arkwright pronto creó una máquina más exitosa. Era una combinación del mecanismo de escape de White con el aparato de torsión y bobinado de la rueda autogiratoria de Jurgens. De profesión, Arkwright era barbero en Bolton, Inglaterra. La mayoría de sus clientes eran pequeños hilanderos y tejedores. Un día, Arkwright vio a los tejedores hablar sobre el hecho de que el lino se tejía con hilos de lino intercalados con hilos de algodón, ya que la máquina Hargreaves no podía suministrar mucho hilo y sus hilos no tenían la fuerza suficiente. Poco después, Arkwright consiguió una máquina Jenny, la estudió y se convenció de que podía construir otra que girara más rápido y mejor. Se puso manos a la obra y, de hecho, logró construir una rueca que realizaba todos los procesos de forma completamente automática. El hilandero solo tenía que asegurarse de que se alimentara suficiente material a la máquina y conectar los hilos rotos.
El trabajo en la máquina Arkwright procedió de la siguiente manera: la rueda motriz hacía girar los husillos con volantes. La mecha, prefabricada con algodón, estaba en mazorcas, que se colocaban en un eje horizontal en la parte superior del telar. La cinta itinerante de fibras de algodón entró en los rodillos de tiro ubicados frente a las mazorcas. En cada par, el rodillo inferior era de madera, corrugado y el superior estaba cubierto de cuero. Cada par de rodillos posterior giraba más rápido que el anterior. Los rodillos superiores se presionaban contra los inferiores mediante pesos. El hilo alargado salió del último par de rodillos, pasó por los ganchos del volante y se enrolló alrededor del eje. Para obtener el retraso de las bobinas que se asientan sobre los ejes de los volantes, las bobinas se retrasaron un poco con un cable que pasaba a través de las ranuras de las poleas en la parte inferior de cada bobina. Como resultado, se obtuvieron hilos de tal fuerza que a partir de ahora fue posible hacer telas de algodón puro, sin ninguna mezcla de lino. En la máquina descrita, el principio de continuidad del trabajo se implementó por completo, por lo que se denominó máquina de agua. Arkwright resultó ser no solo un inventor exitoso, sino también un hombre de negocios inteligente. En una comunidad con dos comerciantes, construyó su propia hilandería y en 1771 abrió una segunda fábrica en Cromford, donde todas las máquinas eran impulsadas por una rueda hidráulica. Pronto la fábrica creció al tamaño de una gran empresa. En 1779 tenía varios miles de husos y empleaba a 300 trabajadores. Sin detenerse ahí, Arkwright fundó varias fábricas más en diferentes partes de Inglaterra. En 1782 ya empleaba a 5000 trabajadores, y su capital se estimaba en 200 mil libras esterlinas. Arkwright continuó trabajando en nuevas máquinas que mecanizarían todo el proceso de procesamiento del hilo. En 1775, recibió una patente para varios mecanismos auxiliares a la vez. Los principales fueron: una cardadora, un peine móvil, una mechera y un dispositivo de alimentación. La cardadora constaba de tres tambores y servía para peinar algodón. (Esta fue una mejora en la máquina de White). El peine móvil se usó como una adición a la máquina cardadora: se usó para quitar el algodón cardado de los tambores. La máquina de mechar convirtió el algodón peinado en una mecha cilíndrica lista para ser procesada en la máquina de hilar. El alimentador era una red móvil que entregaba algodón a la carda para su procesamiento. En los años siguientes, la fama de Arkwright se vio ensombrecida por las acusaciones de robar los inventos de otras personas. Varias demandas han demostrado que todas las máquinas que patentó en realidad no fueron inventadas por él. Entonces, resultó que la máquina de agua giratoria fue inventada por el relojero John Kay, la máquina de tarjetas fue inventada por Daniel Born, el dispositivo de energía fue inventado por John Lees. En 1785, se cancelaron todas las patentes de Arkwright, pero para entonces ya se había convertido en uno de los fabricantes ingleses más ricos. En 1772, el mecánico Wood crea una máquina donde el dispositivo de escape está estacionario y los husillos se mueven, es decir, se produce un proceso contrario al que tiene lugar en la máquina de Hargreaves. Aquí la cinta, que es el objeto del trabajo, ocupa una posición pasiva, y el husillo (herramienta de trabajo) se activa en gran medida. La prensa de dibujo, permaneciendo estacionaria, se cierra y se abre, y los husillos no solo giran, sino que también se mueven.
El último punto en la creación de una máquina de hilar universal lo puso el tejedor Samuel Crompton, quien creó las llamadas mulas. Combinaba los principios de "Jenny" y la máquina de agua de Arkwright.
En lugar de la prensa Hargreaves, Crompton usó rodillos de tracción. Además, se introdujo un carruaje que se movía de un lado a otro. Se colocaron husillos en el carro. Cuando el carro con los husillos se alejó de los rodillos, los husillos se sacaron aún más y torcieron el hilo. Cuando el carro se acercaba a los rodillos, el hilo se retorcía y enrollaba alrededor del eje. Mientras que la máquina de agua producía un hilo fuerte pero grueso, y la Jenny un hilo fino pero débil, las mulas de Crompton producían un hilo fuerte pero fino. Autor: Ryzhov K.V.
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