Рычаг, блок и наклонная плоскость 16 страница

В настоящем автоматическом оружии, само собой разумеется, не могло быть и речи о том, дабы вручную вращать стволы, да и принцип его действия был совсем вторым. Развиваемое при выстреле давление пороховых газов тут употреблялось не только для выбрасывания пули из канала ствола, но и для перезарядки.

Наряду с этим машинально выполнялись следующие операции: раскрывался затвор, выбрасывалась стреляная гильза, взводилась боевая пружина ударника, в патронник ствола вводился новый патрон, по окончании чего затвор снова закрывался. Над созданием образцов для того чтобы оружия трудились во второй половине XIX века многие изобретатели в различных государствах. В первый раз действующий непроизвольный механизм удалось создать британскому инженеру Генри Бессемеру.

В первой половине 50-ых годов XIX века он сконструировал первую в истории автоматическую пушку. Силой отдачи по окончании выстрела тут происходило выбрасывание гильзы, за тем машинально досылался новый боеприпас и взводился механизм для следующего выстрела. Дабы орудие не перегревалось, Бессемер продумал совокупность водяного охлаждения.

Но, изобретение его было так несовершенно, что обращение о серийном производстве данной пушки кроме того не шла.

Самый первый в истории пулемет был создан американским изобретателем Хайрамом Максимом. В течение нескольких лет он бесполезно трудился над изобретением автоматической винтовки.Рычаг, блок и наклонная плоскость 16 страница В итоге ему удалось сконструировать все главные узлы автоматического оружия, но оно оказалось таким громоздким, что скорее было похожим маленькую пушку.

От винтовки было нужно отказаться. Вместо нее Максим собрал в первой половине 80-ых годов XIX века первый действующий пример собственного известного пулемета. Практически сразу после этого он переехал в Англию и основал тут собственную мастерскую, которая позднее соединилась с оружейным заводом Норденфельдта.

Первое опробование пулемета было совершено в Энфильде в 1885 году. Во второй половине 80-ых годов XIX века Максим внес предложение британскому армейскому министерству три разных примера собственного пулемета, дававшего около 400 выстрелов в 60 секунд. В последующие годы он начал получать на него все больше заказов.

Пулемет был испытан в разных колониальных войнах, каковые вела сейчас Англия, и великолепно зарекомендовал себя как грозное и весьма действенное оружие. Англия первенствоваластраной, принявшим пулемет на вооружение собственной армии. В начале XX века пулемет Максима уже состоял на вооружении всех европейских и американских армий, и японии и армий Китая.

По большому счету, ему было суждено редкое долголетие. Неизменно модернизируясь, эта надежная и безотказная машина простояла на вооружении многих армий (а также советской) впредь до окончания Второй мировой.

Принцип действия «максима» был следующий. Пулемет имел подвижный ствол, соединенный посредством цапф с двумя продольными пластинами особенной рамы, между которыми помещался замок АБ, закрывавший ствол, мотыль ВГ и шатун ГД. Все эти три части были соединены между собой шарнирами ВГД, причем последний шарнир проходил через заднюю оконечность пластин рамы и соединялся с шатуном наглухо, другими словами так, что в случае если эта ось поворачивалась, то поворачивался и сам шатун.

На эту ось с правой стороны снаружи короба насаживалась рукоять ЕЖ, опиравшаяся задним финишем Ж на ролик З. К рукояти при помощи цепочки прикреплялся задний финиш спиральной пружины К, трудившейся на растяжение, передний же ее финиш прикреплялся к неподвижному коробу совокупности. Рукоять пребывала с правой наружной стороны короба пулемета.

При выстреле пороховые газы стремились отбросить замок назад, но так как он был соединен при шатуна и помощи мотыля с рамой пулемета при помощи оси Д (причем средняя ось Г размешалась немного выше двух крайних осей Д и В, прилегая одновременно с этим сверху к особенной стенке), то первоначально эти части (другими словами, мотыль, шатун и замок) сохраняли собственный прошлое положение, которое они имели перед выстрелом, и отходили назад, двигая за собой раму, а следовательно, и соединенный с нею ствол. Это происходило , пока рукоять ЕЖ, сидящая на оси Д, не налезала на ролик З, по окончании чего рукоять начинала вращаться.

Это вращение рукояти приводило к вращению оси Д, а следовательно, и шатуна ДГ. Замок наряду с этим приобретал ускоренное если сравнивать с стволом и рамой перемещение — он открывал гильза и ствол выбрасывалась из патронника. За тем растянутая пружина возвращала целый механизм в начальное положение.

Так как подвижные части в данной совокупности были весьма массивны, то в первое время пулемет довольно часто давал «задержку», в следствии чего скорострельность его заметно падала. Для улучшения работы пулемета Миллер, техник компании «Максим?Норденфельдт», и русский капитан Жуков придумали надульник. Воздействие его было в том, что пороховые газы, выбрасываемые из ствола за пулей, отражались о переднюю внутреннюю стенке надульника и действовали после этого на передний обрез дульного среза, увеличивая скорость отбрасывания ствола от рамы.

Подача патрона в ствол осуществлялась следующим образом. По особенным нарезам на передней плоскости замка скользила вверх и вниз личинка ЛМ, назначение которой было выхватывать патроны из ленты, а стреляные гильзы из патронника: при ее поднимании вверх в особенные захваты личинки входила шляпка патрона, причем при отодвигании замка назад патрон выхватывался из ленты. Чтобы поставить выхваченный патрон на линию оси патронника, личинка должна была опуститься вниз, что происходило под действием ее собственного веса, причем особенные боковые рожки личинки скользили по боковым пластинкам ПР неподвижного короба.

Большей интенсивности опускания помогали пластинчатые пружины СС, нажимавшие сверху на личинку. Обратное поднятие личинки вверх происходило при помощи подъемных рычагов НО, передние края которых при вращении рычагов надавливали на боковые выступы личинки. Вращение рычагов производилось особенным плечом ВВ’.

Рукоять в пулемете действовала как ускоритель: владея массивностью, она при собственном вращении ускоряла поворачивание шатуна и мотыля с отбрасыванием замка в крайнее заднее положение.

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРЕСС

В базе действия гидравлического пресса лежит одно из наиболее значимых особенностей воды — ее малая свойство к сжатию. Именно поэтому давление, создаваемое на воду, заключенную в замкнутый сосуд, передается во все стороны с однообразной силой, так что на каждую единицу поверхности приходится такое же давление, как и давление, создаваемое извне.

Сила, с которой выясняется действие на поверхность, определяется по формуле F=P•S, где P — давление, а S — площадь, к которой прилагается сила. Представим себе замкнутый сосуд с водой (либо каждый несжимаемой жидкостью), в который засунуты два поршня. Влияя на меньший поршень с силой F, мы вынудим подниматься больший поршень.

Сила, с которой вода будет давить на данный поршень (как это направляться из вышеприведенной формулы), будет во столько раза больше, во какое количество его площадь больше площади меньшего поршня. В этом состоит сущность результата гидравлического усиления. К примеру, в случае если на меньший поршень давить с силой 10 кг, то действие, оказываемое на поршень в другом колене, диаметр которого в два раза больше, увеличится в четыре раза (так как площадь этого поршня в четыре раза больше), другими словами оно будет равняться 40 кг. Соответствующим подбором диаметров того и другого поршня возможно достигнуть очень громадного повышения силы давления, оказываемой водой на второй поршень, но в такой же мере уменьшиться скорость, с которой он будет подниматься вверх. (В отечественном примере чтобы громадный поршень поднялся на 1 см, мелкий обязан опуститься на 4 см.)

Это превосходное свойство несжимаемой жидкости, взявшее широчайшее применение в современной технике, было открыто Паскалем. В собственном трактате о равновесии жидкостей, изданном посмертно в первой половине 60-ых годов семнадцатого века, он писал: «В случае если сосуд, полный водою, закрытый со всех сторон, имеет два отверстия, и одно имеет площадь в сто раза больше, чем второе, с хорошо засунутыми поршнями, то один человек, толкающий мелкий поршень, уравновесит силу ста человек, каковые будут толкать в сто раз больший, и пересилит 99 из них».

По окончании опубликования трактата Паскаля мысль гидравлического пресса витала в воздухе, но осуществить ее на практике не получалось еще более ста лет, по причине того, что не могли добиться нужной герметичности сосуда: при громадных давлениях вода просачивалась между стенками поршня и цилиндра и никакого усиления не получалось. В 90?х годах XVIII века за создание гидравлического пресса взялся узнаваемый британский изобретатель Брама.

Ему также было нужно столкнуться с проблемой уплотнения, но эту задачу Браме помог разрешить его сотрудник и будущий великий изобретатель Генри Модсли, что придумал особенный самоуплотняющийся воротничок (манжету). Изобретение Модсли практически было равняется изобретению самого пресса, поскольку без него он ни при каких обстоятельствах не имел возможность трудиться. Современники прекрасно сознавали это.

Ученик Модсли Дж. Несмит писал позднее, что если бы Модсли не изобрел ничего, также самоуплотняющегося воротничка, уже и тогда имя его окончательно бы вошло в историю техники. Воротничок воображал собой кольцо, имевшее в разрезе вид обращенной буквы V, его вытягивали из куска толстой юфти, прекрасно размоченной в горячей воде, посредством чугунной формы, складывавшейся из сплошного кольца и кольцеобразного углубления, соответствовавшего его внутренней поверхности.

Раньше полного подсыхания кожу нужно было пропитать салом, дабы она сохранила собственную мягкость. При заполнении цилиндра водой под большим давлением края кожаного воротничка раздвигались, хорошо прижимаясь к поверхности цилиндра и закрывая собой зазор. При громадных диаметрах поршня таковой воротничок появился через чур эластичным и исходя из этого легко отставал.

В этом случае вовнутрь него помещали кольцо, подобное тому, что служило для вытягивания.

Во второй половине 90-ых годов XVIII века Брама выстроил первый в истории гидравлический пресс.

Тут EE изображают стойки, D — крышку, а C — платформу пресса, составляющую одно целое с его поршнем, в то время как внешний цилиндр отливался вместе с основанием для стоек. В представленном рядом разрезе цилиндра виден воротничок Модсли, изображенный кроме этого раздельно в увеличенном виде под буквой Q. Цилиндр пресса соединялся эластичной трубкой с раздельно стоящим нагнетательным насосом. Его целый поршень приводился в начальное перемещение посредством рычага GH, шатуна H’ и направляющего стержня K. Насос в большинстве случаев укреплялся на чугунном коробке, являвшимся резервуаром для жидкости (воды, глицерина либо масла), в данный же резервуар вытекала обратно жидкость, в то время, когда давление достигало установленной величины и предохранительный клапан V поднимал собственный груз P либо в то время, когда отворяли винтовой затвор, дабы выпустить жидкость и позволить поршню снова опуститься вниз.

Пресс Брамы послужил примером для множества вторых гидравлических приспособлений, изобретенных позднее. Скоро был создан домкрат — устройство для поднятия тяжестей. В 20?е века и годы пресс стал обширно употребляться для штамповки изделий из мягкого металла.

Но прошло еще пара десятилетий, перед тем как были созданы замечательные ковочные прессы, пригодные для штамповки металлических и металлических подробностей.

Настоятельная потребность в таких прессах показалась во второй половине XIX века, в то время, когда заметно увеличились размеры обрабатываемых заготовок. Их проковка потребовала все более замечательных паровых молотов. В это же время для повышения силы удара парового молота приходилось или увеличивать вес падающей части, или высоту ее падения.

Но и то и другое имело собственные пределы. Стремительный процесс машиностроения, необходимость оковки все более и более больших предметов довели наконец вес бабы (бьющей части молота) до больших размеров — порядка 120 тысячь киллограм. При падении таких огромных весов, само собой разумеется, нереально было добиться нужной точности.

Помимо этого, сила удара, вызывающая резкую деформацию предмета, действовала благодаря инерции только на поверхностный слой отковки.

С технологической точки зрения медленное, но сильное давление было значительно более целесообразно, потому, что металл приобретал время раздаться, и это содействовало более верной деформации. Наконец, сильные удары молота так сотрясали землю, что это сделалось страшным для сооружений и окружающих построек.

В первый раз ковочный пресс был создан в первой половине 60-ых годов девятнадцатого века директором мастерских национальных железных дорог в Вене Дж. Газвеллом. Мастерские были расположены в городской черте вблизи жилых построек, так что разместить в них замечательный паровой молот не представлялось вероятным. Тогда Газвелл и решил заменить молот прессом.

Созданный им пресс обслуживался паровой машиной двойного действия с горизонтальным цилиндром, приводившей в воздействие два насоса.

Мощность пресса составляла 700 тысячь киллограм, и он с успехом использовался при штамповке паровозных подробностей: поршней, хомутов, кривошипов и тому аналогичного. Выставленный в первой половине 60-ых годов девятнадцатого века на глобальной выставке в Лондоне, он привлек к себе живейший интерес. С этого времени во всех государствах стали создаваться все более замечательные прессы.

Британский инженер Витворт (один из учеников Генри Модсли и сам выдающийся изобретатель), увлеченный примером Газвелла, поставил перед собой непростую задачу — создать таковой пресс, что бы возможно было применять чтобы получить изделия из металлических и металлических слитков. В 1875 году он взял патент на собственный первый ковочный пресс.

Пресс Витворта складывался из четырех колонн, укрепленных в фундаментной плите. На верхней части колонн была расположена неподвижная поперечная балка (траверса) с двумя гидравлическими подъемными цилиндрами — с их помощью вверх и вниз перемещалась подвижная траверса, на которой внизу был установлен штамп.

Устройство пресса основывалось на комбинированном применении силовых гидравлических аккумуляторов и насосов. (Гидравлический аккумулятор — устройство, разрешающее накапливать гидравлическую энергию; он складывается из поршня и цилиндра, к которому крепится груз; сперва вода, поступающая в цилиндр, приподнимает груз, после этого, в необходимый момент, груз отпускается, и вода, выходя из цилиндра под его давлением, делает нужную работу.) В прессе Витворта между четырьмя колоннами на некоей высоте над наковальней K помещался массив P; вовнутрь него был засунут громадный цилиндр C, поршень которого E и был кующей частью пресса. Данный поршень соединялся с поршнями двух малых цилиндров a и a1, кроме этого засунутых в массив, так что при работе все три поршня поднимались и опускались в один момент.

Пространство C над поршнем громадного цилиндра соединялось с коробкой D, куда вгонялась насосами вода. У малых цилиндров пространство над поршнем соединялось с трубкой грузового аккумулятора AB, груз которого был уравновешен с весом всех трех поршней E, a и a1.

Сама работа ковки производилась следующим образом: раскрывался клапан d в нагнетательной коробке, воду насосов направляли в пространство над поршнем громадного цилиндра, отчего все три поршня опускались. Наряду с этим громадный поршень создавал сжатие металла, а малые поршни давили на воду под ними и этим давлением поднимали уравновешивающий груз аккумулятора.

В то время, когда клапан нагнетательного насоса закрывали, давление на громадный поршень прекращалось, и тогда поднятый груз аккумулятора начинал опускаться, передавая давление на воду, которая поднимала все три поршня. Так, груз и три уравновешенных с ним поршня представляли собой как бы две чаши весов. Насосы приводились в воздействие паровой машиной.

Для наблюдения за силой сжатия с кующим поршнем была соединена стрелка F, что давало возможность вести ковку с необыкновенной точностью.

В первый раз гидравлический пресс Витворта был применен для ковки отливок в первой половине 80-ых годов XIX века. До этого времени ковка орудийных стволов на заводе Витворта, как и многие другие кузнечные операции, велась на паровых молотах. Но преимущество гидравлических прессов перед паровыми молотами выяснилось неоспоримым.

Так, к примеру, для ковки ствола орудия из слитка массой 36, 5 т требовалось 3 промежуточных нагрева 33 и недели; с применением же гидравлического пресса, дававшим упрочнение в 4000 т, ковка слитка массой 37, 5 т занимала всего 4 дня и потребовала 15 промежуточных нагреваний. Замена молота прессом удешевляла операцию ковки крупногабаритных подробностей приблизительно в семь раз. Исходя из этого в маленькое время прессы Витворта стали широко распространены.

Скоро использование гидравлических ковочных прессов стало причиной важным техническим преобразованиям на больших металлургических и машиностроительных фабриках. Тяжелые паровые молоты были везде демонтированы и заменены прессами. К началу 90?х годов XIX века уже имелись прессы мощностью в 1000 т.

ПАРОВАЯ ТУРБИНА

Наровне с гидротурбинами, обрисованными в одной из прошлых глав, огромное значение для электрификации и энергетики имело распространение и изобретение паровых турбин. Принцип их действия был подобен гидравлическим, с той, но, отличием, что гидравлическую турбину приводила во вращение струя воды, а паровую — струя разогретого пара.

Совершенно верно так же, как водяная турбина представляла собой новое слово в истории водяных двигателей, паровая показала новые возможности парового двигателя. Ветхая машина Уатта, отметившая в третьей четверти XIX века собственный столетний юбилей, имела низкий КПД, потому, что вращательное перемещение получалось в ней сложным и нерациональным методом.

В действительности, как мы не забываем, пар двигал тут не само вращающееся колесо, а давилна поршень, от поршня через шток, кривошип и шатун перемещение передавалось на основной вал. В следствии бессчётных преобразований и передач огромная часть энергии, взятой от сгорания горючего, в полном смысле этого слова без всякой пользы вылетала в трубу.

Неоднократно изобретатели пробовали сконструировать более несложную и экономичную машину — паровую турбину, в которой струя пара конкретно вращала бы рабочее колесо. Несложный подсчет показывал, что она должна иметь КПД на пара порядков выше, чем машина Уатта. Но на пути инженерной мысли появилось множество препятствий.

Чтобы турбина вправду превратилась в высокоэффективный двигатель, рабочее колесо должно было вращаться с высокой скоростью, делая много оборотов в 60 секунд. Продолжительное время этого не могли добиться, поскольку не умели сказать надлежащую скорость струе пара.

Лишь в первой половине 80-ых годов XIX века шведу Густаву Лавалю удалось преодолеть многие затруднения и создать первую трудящуюся паровую турбину. За пара лет до этого Лаваль взял патент на сепаратор для молока. Чтобы приводить его в воздействие, нужен был весьма скоростной привод.

Ни один из существовавших тогда двигателей не удовлетворял поставленной задаче. Лаваль убедился, что лишь паровая турбина может дать ему нужную скорость вращения. Он начал работать над ее конструкцией и в итоге добился желаемого.

Турбина Лаваля представляла собой легкое колесо, на лопатки которого через пара поставленных под острым углом сопел наводился пар.

Во второй половине 80-ых годов девятнадцатого века Лаваль существенно усовершенствовал собственный изобретение, дополнив сопла коническими расширителями. Это существенно повысило КПД турбины и перевоплотило ее в универсальный двигатель. Принцип действия турбины был очень несложен.

Пар, разогретый до большой температуры, поступал из котла по паровой трубе к соплам и вырывался наружу. В соплах пар расширялся до давления.

Благодаря повышению количества, сопровождавшему это расширение, получалось большое повышение скорости вытекания (при расширении от 5 до 1 атмосферы скорость паровой струи достигала 770 м/с). Так заключенная в паре энергия передавалась лопастям турбины. давление и Число сопел пара определяли мощность турбины.

В то время, когда отработанный пар не производили прямо в атмосферу, а направляли, как в паровых машинах, в конденсатор и сжижали при пониженном давлении, мощность турбины была наивысшей. Так, при расширении пара от 5 атм до 1/10 атм скорость струи достигала сверхзвуковой величины.

Не обращая внимания на кажущуюся простоту, турбина Лаваля была настоящим чудесным образом инженерной мысли. Достаточно представить себе нагрузки, каковые испытывало в ней рабочее колесо, чтобы выяснить, как непросто было изобретателю добиться от собственного детища бесперебойной работы. При огромных оборотах турбинного колеса кроме того незначительное смещение в центре тяжести приводило к сильной нагрузке на перегрузку и ось подшипников.

Дабы избежать этого, Лаваль придумал насадить колесо на весьма узкую ось, которая при вращении имела возможность бы легко прогибаться. При раскручивании она сама собой приходила в строго центральное положение, удерживаемое после этого при любой скорости вращения. Именно поэтому остроумному ответу разрушающее воздействие на подшипники было сведено до минимума.

Чуть показавшись, турбина Лаваля завоевала общее признание. Она была намного экономичнее ветхих паровых двигателей, весьма несложна в обращении, занимала мало места, легко устанавливалась и подключалась. Особенно громадные пользы турбина Лаваля давала при ее соединении с скоростными автомобилями пилами, сепараторами, центробежными насосами.

Ее с успехом использовали кроме этого как привод для электрогенератора, но все?таки для него она имела чрезмерно громадную скорость и потому имела возможность функционировать лишь через редуктор (совокупность шестеренок, понижавших скорость вращения при передаче перемещения от вала турбины на вал генератора).

В первой половине 80-ых годов XIX века британский инженер Парсонс взял патент на многоступенчатую реактивную турбину, которую он изобрел специально для приведение в воздействие электрогенератора. В 1885 году он сконструировал многоступенчатую реактивную турбину, взявшую в будущем широкое использование на тепловых электростанциях. Она имела следующее устройство, напоминающее устройство реактивной гидротурбины.

На центральный вал был насажен последовательность вращающихся колес с лопатками.

Между этими колесами пребывали неподвижные венцы (диски) с лопатками, имевшими обратное направление. Пар под громадным давлением подводился к одному из финишей турбины. Давление на втором финише было маленькое (меньше атмосферного).

Исходя из этого пар стремился пройти через турбину. Сперва он поступал в промежутки между лопатками первого венца. Эти лопатки направляли его на лопатки первого подвижного колеса.

Пар проходил между ними, заставляя колеса вращаться. Дальше он поступал во второй венец. Лопатки второго венца направляли пар между лопатками второго подвижного колеса, которое также приходило во вращение.

Из второго подвижного колеса пар поступал между лопатками третьего венца и без того потом. Всем лопаткам была придана такая форма, что сечение междулопаточных каналов уменьшалось по направлению истечения пара. Лопатки как бы образовывали насаженные на вал сопла, из которых, расширяясь, истекал пар.

Тут употреблялась как активная, так и реактивная его сила.

Вращаясь, все колеса вращали вал турбины. Снаружи устройство было заключено в крепкий кожух. Во второй половине 80-ых годов девятнадцатого века уже около трехсот таких турбин употреблялось для выработки электричества, а во второй половине 90-ых годов девятнадцатого века в Эльберфельде была выстроена первая электростанция с паровыми турбинами Парсонса.

В это же время Парсонс старался увеличить сферу применения собственного изобретения. В первой половине 90-ых годов XIX века он выстроил умелое судно «Турбиния» с приводом от паровой турбины.

На опробованиях оно показало рекордную скорость 60 км/ч. Затем паровые турбины стали устанавливать на многих быстроходных судах.

Общественное движение второй половины XIX века


Удивительные статьи:

Похожие статьи, которые вам понравятся:

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: