Создание и гибель паровой машины И.И.Ползунова Из истории развития промышленности

Актуальность Об огне в старину говорили: "На гору бежит, а под гору не идет". Скоро уже два века пройдет с тех дней, когда замечательный русский мыслитель сумел заставить огонь и "под гору" бежать. В середине XVIII в. человечество вплотную подошло к одному из самых важных моментов в истории технического творчества. Для дальнейшего движения по пути технического прогресса необходимо было создать новую машину, способную за счет превращения тепловой энергии в механическую непосредственно приводить в действие любой заводский механизм.

Цель работы: охарактеризовать процесс разработки и создания паровой машины И.И.Ползунова. Задачи: 1.Проанализировать причины создания паровой машины. 2.Описать процесс разработки и создания паровой машины. 3.Дать историческую оценку изобретению И.И. Ползунова. охарактеризовать процесс разработки и создания паровой машины И.И.Ползунова. Задачи: 1.Проанализировать причины создания паровой машины. 2.Описать процесс разработки и создания паровой машины. 3.Дать историческую оценку изобретению И.И. Ползунова.

На пути к паровой машине Традиционное для России горнозаводское дело в первой половине XVIII столетия достигло очень высокой степени развития. Гидроэнергетика XVIII в. обладала одним серьёзным недостатком: она прикрепляла завод к определённому географическому месту. Это место должно было иметь водный источник с достаточным расходом воды и рельеф местности, допускающий строительство плотины. Кроме того, производство нуждалось в топливе и сырье, которым являлась руда.

Иван Иванович Ползунов родился в 1728 г. в Екатеринбурге на Урале. Его отец был солдатом Екатеринбургской роты. Нужда окружала Ползунова со дня его рождения. Кратковременной была его учеба в словесной и арифметической школах в Екатеринбурге. Возможно, еще в годы учёбы он изучал "Краткое руководство к познанию простых к сложных машин", изданное "чрез Василья Адодурова" в 1738 г. Здесь он мог прочитать о том, что в далекой Англии существуют огнедействующие водоподъемники, работающие на шахтах. В 1742 г. Ползунову пришлось преждевременно и притом навсегда покинуть школу. Его заставили прервать учебу и пойти на Екатеринбургский завод, где он начал работать в звании "механического ученика" под начальством заводского механика Никиты Бахарева. Так же, как и на всех тогда заводах в мире, здесь основным был ручной труд.

Он видел, что народу живется плохо, и задумал, если не при жизни своей, то хотя бы в будущем облегчить народный труд: "Облегчить труд по нас грядущим". Он рассуждал так: для того чтобы народу легче жилось, страна должна стать возможно более богатой, а для этого необходимо иметь возможно больше заводов, фабрик и мануфактур. Развитие же производства упиралось тогда в слабость техники, прежде всего в то, что основным двигателем являлось старое водяное колесо, привязывавшее заводы к рекам, да притом не ко всем, а только к немногим, удобным для использования их водяных сил ограниченными техническими приемами того времени. Казалось, что нет выхода из этого тупика. Но выход был найден. Ползунов решил: необходимо создать новую технику. В век, когда во всем мире господствовало водяное колесо, он задумал "водяное руководство пресечь", освободить производство от рабской зависимости от старого водяного двигателя. Он видел, что народу живется плохо, и задумал, если не при жизни своей, то хотя бы в будущем облегчить народный труд: "Облегчить труд по нас грядущим". Он рассуждал так: для того чтобы народу легче жилось, страна должна стать возможно более богатой, а для этого необходимо иметь возможно больше заводов, фабрик и мануфактур. Развитие же производства упиралось тогда в слабость техники, прежде всего в то, что основным двигателем являлось старое водяное колесо, привязывавшее заводы к рекам, да притом не ко всем, а только к немногим, удобным для использования их водяных сил ограниченными техническими приемами того времени. Казалось, что нет выхода из этого тупика. Но выход был найден. Ползунов решил: необходимо создать новую технику. В век, когда во всем мире господствовало водяное колесо, он задумал "водяное руководство пресечь", освободить производство от рабской зависимости от старого водяного двигателя.

В качестве эквивалента водяного колеса Ползунову виделся универсальный по техническому применению тепловой двигатель (его предшественники, как правило, решали вопрос универсальности с помощью водяного колеса). Во-вторых, поскольку горно-металлургические предприятия в основном являлись государственной собственностью, Ползунов рассчитывал на замену в масштабах страны водяного колеса паровыми двигателями, что вело к экономии государственных расходов. Другими словами, он впервые поставил задачу об универсальном двигателе в форме всеобщего перехода от гидроэнергетики к теплотехнике как проблему государственного значения и масштаба. В качестве эквивалента водяного колеса Ползунову виделся универсальный по техническому применению тепловой двигатель (его предшественники, как правило, решали вопрос универсальности с помощью водяного колеса). Во-вторых, поскольку горно-металлургические предприятия в основном являлись государственной собственностью, Ползунов рассчитывал на замену в масштабах страны водяного колеса паровыми двигателями, что вело к экономии государственных расходов. Другими словами, он впервые поставил задачу об универсальном двигателе в форме всеобщего перехода от гидроэнергетики к теплотехнике как проблему государственного значения и масштаба.

Подготовка и реализация проекта: "Огонь слугою к машинам склонить" Фрагмент паровой машины котел и цилиндры 25 апреля 1763 г. А. И. Порошин и другие увидели описание и чертеж на котором была изображена первая в истории человечества огнедействующая машина особого рода - не для подъема воды, а для непосредственного привода заводских механизмов.

Поперечный разрез первой паровой заводской машины, изобретенной И. И. Ползуновым в 1763 году и построенной в годах Центральный исторический госмузей в Ленинграде В его проекте имело место множество отдельных изобретений. Взамен ранее известных коромысел и балансиров он предложил шкивы. Он впервые разработал вращающиеся детали передаточного механизма в огнедействующей машине. Он создал оригинальное крановое паро- и водо- распределение. Во всех звеньях новой установки он обеспечил то, чтобы "они сами себя в движении держали". Непрерывность и автоматизм он стремился утвердить во всей своей невиданной машине.

«Прошпект деревянного строения дому в котором собрано огнем дышащая машина». Общий вид здания, в котором И. И. Ползунов установил изобретенную и построенную им первую паровую машину для заводских нужд. Центральный Государственный исторический архив в Ленинграде пришлось решить массу частных задач, связанных с тем, что ему надо было впервые осуществить постройку огромной паровой машины для заводских нужд, ни одна из деталей которой ранее не изготовлялась в стране. Все задачи были решены и притом блестяще. 20 мая 1765 г. было уже готово сто десять частей установки, не считая котла с его арматурой и гарнитурой. Отдельные части весили более ста семидесяти пудов. Наибольший диаметр котла составлял 3,5 метра. Паровые цилиндры имели в высоту 2,8 метра. На исходе 1765 г. теплосиловая установка Ползунова была закончена. На берегу заводского пруда возвышалось машинное здание высотой более 18 метров.

Макет паровой машины И.И. Ползунова Краеведческий музей Барнаула Машина была готова, но постройка воздуходувной установки, для работы которой предназначили машину, всего лить начата. К постройке плавильных печей еще не приступали по вине начальства. Летом 1766 г. после ряда доводок машина была введена в эксплуатацию. Ползунову, однако, не суждено было увидеть любимое детище в работе. От чрезмерного перенапряжения, усталости и упадка сил он заболел скоротечной чахоткой и, как писал лекарь Я. Кизинг, «…сего мая 16-го числа по-полудни в 6-м часу… волею Божьей умре». Машина работала более месяца, а точнее 43 дня, после чего в котле начали проявляться неисправности из-за которых она была остановлена. В дальнейшем установка уже никогда не подвергалась ремонту и переделке и не вводилась в эксплуатацию. Машина была готова, но постройка воздуходувной установки, для работы которой предназначили машину, всего лить начата. К постройке плавильных печей еще не приступали по вине начальства. Летом 1766 г. после ряда доводок машина была введена в эксплуатацию. Ползунову, однако, не суждено было увидеть любимое детище в работе. От чрезмерного перенапряжения, усталости и упадка сил он заболел скоротечной чахоткой и, как писал лекарь Я. Кизинг, «…сего мая 16-го числа по-полудни в 6-м часу… волею Божьей умре». Машина работала более месяца, а точнее 43 дня, после чего в котле начали проявляться неисправности из-за которых она была остановлена. В дальнейшем установка уже никогда не подвергалась ремонту и переделке и не вводилась в эксплуатацию.

Судьба и историческое значение ползуновского детища Все издержки на строительство и самой машины, и котла, и воздуходувной установки, и печей составляли 7233 руб. 511/4 коп., а чистая прибыль от работы машины составила за три месяца руб. 28 1/2 коп. Это при том условии, что использовали только одну треть развиваемой машиной мощности: одну треть дутья использовали, а две трети - выпускали в воздух. Если бы машину загрузили полностью, она принесла бы за тот же период свыше рублей дохода. Анализ денежных документов показывает, что при правильном использовании на полную мощность машина Ползунова давала бы ежегодно чистой прибыли до рублей. Тем не менее с 10 ноября 1766 г. машина была навсегда остановлена из-за вполне устранимой течи парового котла.

Горнозаводские дела России, именно в те годы завоевавшей мировое первенство в металлургии, привлекали внимание широких кругов зарубежных предпринимателей. Они стремились выведать, на чем держатся успехи русских, и, несомненно, машина Ползунова стала известной за рубежом не только в том извращенном виде, как это преподнесли Паллас и Фальк. Больше того, в 1794 г. в Англии на прядильной фабрике в Манчестере появилась двухцилиндровая огнедействующая машина, воспроизводящая машину, изобретенную Ползуновым. Строитель английской машины, повторивший изобретение Ползунова, носил весьма любопытную фамилию - Фальк... Этот Фальк приспособил к построенной им машине некоторые новшества, и она работала более тридцати лет, подтвердив тем самым обоснованность предложений И. И. Ползунова. Горнозаводские дела России, именно в те годы завоевавшей мировое первенство в металлургии, привлекали внимание широких кругов зарубежных предпринимателей. Они стремились выведать, на чем держатся успехи русских, и, несомненно, машина Ползунова стала известной за рубежом не только в том извращенном виде, как это преподнесли Паллас и Фальк. Больше того, в 1794 г. в Англии на прядильной фабрике в Манчестере появилась двухцилиндровая огнедействующая машина, воспроизводящая машину, изобретенную Ползуновым. Строитель английской машины, повторивший изобретение Ползунова, носил весьма любопытную фамилию - Фальк... Этот Фальк приспособил к построенной им машине некоторые новшества, и она работала более тридцати лет, подтвердив тем самым обоснованность предложений И. И. Ползунова.

Почин Ползунова подхватили продолжатели его дела в нашей стране. Оригинальный проект новой огнедействующей машины создал ещё в XVIII в. в Кронштадте Роман Дмитриев. В девяностых годах того же столетия работал в Кронштадте и в далеком Забайкалье строитель огнедействующих машин Федор Борзой. В те же годы при постройке и использовании таких машин работали в Кронштадте: Евстафий Кокушкин, Алексей Андреев, Илья Леонтьев, Петр Михеев, Дмитрий Смирной, Дмитрий Кондратьев. Огненными машинами в России все в том же веке занимался тверской губернский механик Лев Сабакин, трудились в этой области и иные. Этими машинами в последние десятилетия 'XVIII в. занимались и государственные деятели: И. Г. Чернышев, И. С. Мордвинов, В. Г. Лизакевич, посол в Англии Мусин-Пушкин, олонецкий губернатор Тутолмин и другие.

Ползунову удалось найти ответ на резонно возникший вопрос: нужно ли было непрерывное вращение колеса? Нет, не нужно, поскольку непосредственно от вала колеса вращательное движение кривошипно- шатунным механизмом преобразовывалось в возвратно- качательное движение балансира. Следовательно, перед Ползуновым встала задача создания двигателя, обеспечивающего непрерывное качательное движение вала. Задача была решена суммированной работой двух цилиндров на общий вал. Была решена основная проблема непрерывной отдачи работы двигателем. Машина позволяла выбирать направление движения орудия, варьировать размах и усилие за счёт подбора диаметров передающих шкивов. Широкие возможности установки полностью решали производственные проблемы уральской и сибирской промышленности.

За короткую и нелёгкую жизнь Ползунов сделал немало. И по службе достиг почёта и признания, и в создании паровой машины довёл всё до логического завершения. Конечно, этому в немалой степени способствовали природная одарённость и исключительное прилежание к труду и получению знаний. Но успеху Ползунова способствовали также доброжелательность и участие всех, с кем ему приходилось сталкиваться по роду службы и изобретательства.

Спасибо за внимание!