Мировая история 19 века

Государства, события, знаменитые личности 19 столетия

Металлообрабатывающие станки

 

Различного рода машины и механизмы изготовлялись преимущественно из металла. Это требовало соответствующего развития машиностроения как особой отрасли производства. В 19 веке появились новые типы металлообрабатывающих станков. В 1817 г. Р. Робертс создал один из первых строгальных станков для обработки деталей с плоскими поверхностями. В 1818 г. Э. Уитни построил фрезерный станок с многорезцовым режущим инструментом (фрезой). В 1835 г. английский инженер Джозеф Витворт запатентовал автоматический токарный винторезный станок. Швейцарец Иоганн Георг Бодмер получил в 1839 г. патенты на карусельный станок (станок с вертикальной осью для обработки крупных машинных деталей). В те же годы английский инженер Джемс Нэсмит построил долбежный станок (с вертикальным движением резца). Ему же принадлежит конструкция парового молота. Важным техническим фактором, способствовавшим широкому производству машин служила тенденция к стандартизации и взаимозаменяемости деталей машин.

Паровая машина

 

Поршневая паровая машина двойного действия с расширением пара являлась основным типом двигателя в 19 в. Элементы паросиловой установки — котел, собственно паровой двигатель, передаточный механизм — подвергались непрерывным усовершенствованиям. Паровые машины с повышенным давлением строились в Америке, Англии, Германии. Так, Дж. Перкинс в США в 1822 г. и Э. Альбан в Германии в 1828 г. создали паросиловые установки высокого давления — до 45-50 атмосфер. В России над созданием котлов высокого давления тогда же работал С. В. Литвинов. Во 2-й пол. 19 в., после исследований, проведенных в 1850-х гг. во Франции Г. А. Гирном, началось применение перегретого пара в целях дальнейшего повышения кпд паровых двигателей. Отдельные паросиловые двигатели уже имели мощность более 1000 лошадиных сил. При фабриках и шахтах устраивался особый корпус, где размещались котельная и машинное отделение. Наряду со стационарными паросиловыми установками в практику входят локомобили — передвижные несамоходные паросиловые установки, используемые в сельском хозяйстве и в строительстве.

Двигатели 19 века

 

Транспорт также требовал более мощных двигателей: мирная торговля и связи между отдельными районами росли так бурно, что возникла потребность в более усовершенствованных транспортных средствах. В связи с этим научно-техническая мысль направлялась на поиски нового, более легкого источника энергии. Таким источником явился двигатель внутреннего сгорания — сначала газовый, разработанный в 1860-1867 гг. Ж. Ж. Э. Ленуаром во Франции и Н. А. Отто и Э. Лангеном в Германии, а позднее — работающий на жидком топливе. Одним из наиболее распространенных и самых эффективных двигателей внутреннего сгорания стал двигатель, предложенный немецким изобретателем Рудольфом Дизелем в 1897 г. В нем впервые сочетались ранее известные и уже осуществленные в других двигателях принципы предварительного сжатия воздуха, непосредственного впрыска топлива, самовоспламенения топлива и др. Двигатель отличался высоким КПД. После внесения в него ряда конструктивных усовершенствований, двигатель стал надежно работать на нефти, благодаря чему получил широкое распространение в промышленности и на транспорте.

Одновременно развивались и электродвигатели, превращавшие электрическую энергию в механическую. В 1834 г. практически применимый электромагнитный двигатель построил Б. С. Якоби, выдающийся русский ученый и конструктор. В 1838 г. двигатель этот был использован для приведения в движение гребных колес небольшого судна на р. Неве.

Во 2-й пол. 19 в. электроэнергия становится новой энергетической основой промышленности и транспорта. Поэтому важной проблемой было получение достаточного количества электроэнергии. В 1870-1873 гг. появились первые динамо-машины, которые стали использоваться не только как генераторы электроэнергии, но и как электродвигатели. В нач. 1890-х гг. была решена важнейшая проблема — осуществление передачи электроэнергии по проводам на значительные расстояния. Это позволило сосредоточить производство электроэнергии на особых предприятиях — электростанциях. Промышленные предприятия избавлялись таким образом от необходимости сооружения собственных энергетических станций.

Для увеличения выработки электроэнергии требовалось увеличение мощности первичных двигателей, приводивших в действие генераторы электрического тока. Нужно было также преодолеть громоздкость двигателей, сделать их более компактными и экономичными. (Например, электростанция в Нью-Йорке мощностью 30 тыс. кВт в 1898 г. занимала здание в несколько этажей, где размещались 12 паровых машин и 87 котлов.) В 1899 г. на тепловой электростанции в Германии была успешно испытана многоступенчатая паровая турбина английского инженера Ч. Парсонса, после чего началось широкое применение тепловых турбин. К этому же времени относится разработка новых конструкций гидравлических турбин. Такие турбины были установлены на Ниагарской гидроэлектростанции в 1896 г.