Сторінка
2

Паровий двигун

Машина Ньюкомена виявилася на рідкість вдалої і використовувалася по всій Європі більш 50 років. У 1740 році машина з циліндром довжиною 2,74 м і діаметром 76 див за один день виконувала роботу, що бригади з 25 чоловік і 10 коней, працюючи позмінно, раніш виконували за тиждень.

IV. Велика машина Джона Смита.

У 1775 році ще велика машина, побудована Джоном Смитоном (творцем Еддистоунского маяка), за двох тижнів осушила сухий док у Кронштадті (Росія). Раніше з використанням високих вітряків на ето ішов цілий рік. І проте, машина Ньюкомена була далека до досконалості. Вона перетворювала в механічну енергію усього лише близько 1 % теплової енергії і, як наслідок, пожирала величезну кількість палива, що, утім, не мало особливого значення, коли машина працювала на вугільних шахтах. У цілому машини Ньюкомена зіграли величезну роль у збереженні вугільної промисловості: з їхньою допомогою удалося відновити видобуток вугілля в багатьох затоплених шахтах.

V. Парова машина Ползунова.

Проект першої у світі парової машини, здатної безпосередньо пускати в хід будь-які робочі механізми, запропонував 25 квітня 1763 року російський винахідник И. И. Повзунів, механік на Коливано-Воскресенских гірничорудних заводах Алтаю.

Проект потрапив на стіл до начальника заводів, що схвалив його і відіслав у Петербург, відкіля незабаром прийшла відповідь: " .Цей його вимисл за новий винахід почесть повинна". Парова машина Ползунова одержала визнання. Повзунів пропонував побудувати спочатку невелику машину, на якій можна було б виявити й усунути всі недоліки, неминучі в новому винаході. Заводське начальство з цим не погодилося і вирішило будувати відразу величезну машину для могутньої повітродувки. Будівлю машини доручили Ползунову, у допомогу якому були виділені "не знаючі, але тільки одну схильність до того имеющие з тутешніх мастерових двоє" так ще трохи підсобних робітників. З цим "штатом" Повзунів приступив до будівлі своєї машини. Будувалася вона рік і дев'ять місяців. Коли машина вже пройшла перший іспит, винахідник занедужав швидкоплинною сухотою і за кілька днів до завершальних іспитів умер.

Машина Ползунова мала два циліндри А и В з поршнями а і b, розташованими, як показано на малюнку. Штоки поршнів були з'єднані ланцюгом, перекинутої через шків Н. Рух шківа H передавалося стрижням d1 і d2, що за допомогою «долонь» L1 і L2 пересували серповидний маятник f.

Маятник був з'єднаний зубчастими колісьми з механізмом, що керує кранами L і g, що здійснювали попеременний пуск пари і холодної води в циліндри. Коли, наприклад, у циліндр У подавалася пара і поршень b піднімався, те в циліндр A упорскувалася холодна вода і поршень а опускався. У такий спосіб машина Ползунова працювала безупинно і всі дії в ній проходили автоматично.

23 травня 1766 року учні Ползунова Левзин і Черницин одні приступили до останніх іспитів парової машини. У "Денній записці" від 4 липня була відзначено "справна машинна дія", а 7 серпня 1766 року вся установка - парова машина і могутня повітродувка - була здана в експлуатацію.

Усього за три місяці роботи машина Ползунова не тільки виправдала усі витрати на її будівлю в сумі 7233 карбованців 55 копійок, але і дала чистий прибуток у 12640 карбованців 28 копійок. 10 листопада 1766 року казан дав текти, і машина зупинилася. Незважаючи на те, що цю несправність можна було легко усунути, заводське начальство, не зацікавлене в механізації, закидало утвір Ползунова. Протягом наступних тридцяти років машина не діяла, а в 1779 році тодішні управителі алтайських заводів віддали розпорядження машину розібрати, "знаходиться при оной фабрику розламати і ліс ужити, на що придатно буде".

VI. Джеймс Уатт. Універсальна парова машина подвійної дії.

Приблизно в цей же час в Англії над створенням парової машини працював шотландець Джеймс Уатт. Починаючи з 1763 року він займався удосконаленням малоефективної пароатмосферной машини Ньюкомена, що, узагалі ж, годила тільки для перекачування води. Йому було ясно, що основний недолік машини Ньюкомена складався в попеременном нагріванні й охолодженні циліндра. Яким же образом уникнути цього? Відповідь прийшла до Уатту недільним весняним днем 1765 року. Він зрозумів, що циліндр може постійно залишатися гарячим, якщо до конденсації відводити пара в окремий резервуар через трубопровід із клапаном. Більш того, циліндр може залишатися гарячим, а конденсор холодним, якщо зовні їх покрити теплоізоляційним матеріалом.

Крім того Уатт зробив ще кілька удосконалень, що остаточно перетворили пароатмосферную машину в парову. У 1768 році він подав прохання про патент на свій винахід. Патент він одержав, але побудувати парову машину йому довго не вдавалося. І тільки в 1776 році парова машина Уатта була, нарешті, побудована й успішне пройшла іспит. Вона виявилася вдвічі ефективніше машини Ньюкомена.

У 1782 році Уатт створив нову чудову машину - першу універсальну парову машину подвійної дії. Кришку циліндра він оснастив винайденим незадовго до того сальником, що забезпечував вільний рух штока поршня, але запобігав витоку пари з циліндра. Пара надходила в циліндр поперемінно те з однієї сторони поршня, то з іншої. Тому поршень робив і робітник і зворотний хід за допомогою пари, чого не було в колишніх машинах. Оскільки в паровій машині подвійної дії шток поршня робив що тягне і штовхає дію, колишню приводну систему з ланцюгів і коромисла, що реагувала тільки на тягу, довелося переробити. Уатт розробив систему зв'язаних тяг і застосував планетарний механізм для перетворення зворотно-поступального руху штока поршня в обертальний рух, використовував важкий маховик, відцентровий регулятор швидкості, дисковий клапан і манометр для виміру тиску пари.