Portsmouth Block Mills - Portsmouth Block Mills

Portsmouth Dockyard Block Mills - przedstawiający napowietrzny układ napędowy używany do zasilania maszyn produkcyjnych zaprojektowanych i opatentowanych przez Marca Isambarda Brunela .

W Portsmouth blokowe Mills stanowią część Portsmouth Stoczni w Portsmouth , Hampshire , w Anglii, a powstały w czasie wojen napoleońskich dostarczyć brytyjskiej Royal Navy z kół pasowych bloków . Rozpoczęli erę masowej produkcji przy użyciu całkowicie metalowych obrabiarek i są uważani za jeden z przełomowych budynków brytyjskiej rewolucji przemysłowej . Są również miejscem pierwszych stacjonarnych maszyn parowych używanych przez Admiralicję .

Od 2003 roku English Heritage prowadzi szczegółowe badania budynków i zapisów dotyczących maszyn.

Rozbudowa stoczni w Portsmouth

: Royal Navy ewoluowała wraz z rozwojem Wielkiej Brytanii w połowie XVIII wieku do tego, co zostało opisane jako największe potęgi przemysłowej w świecie zachodnim. Zarząd Admiralicji i Marynarki Wojennej rozpoczął program modernizacji stoczni w Portsmouth i Plymouth, tak aby przed rozpoczęciem wojny z rewolucyjną Francją dysponowały najnowocześniejszymi urządzeniami floty w Europie.

System doków w Portsmouth ma swoje korzenie w pracach Edmunda Dummera w latach 90-tych XVII wieku. Zbudował szereg basenów oraz mokrych i suchych doków . W XVIII wieku dokonano w nich zmian. Jedna z niecek stała się zbędna do 1770 roku i zaproponowano wykorzystanie jej jako studzienki, do której mogłaby spływać cała woda z innych obiektów. Woda była wypompowywana za pomocą szeregu pomp łańcuchowych o napędzie konnym .

W 1795 r. Generał brygady Sir Samuel Bentham został mianowany przez Admiralicję, pierwszego (i jedynego) generalnego inspektora marynarki wojennej, którego zadaniem było kontynuowanie tej modernizacji, aw szczególności wprowadzenie energii parowej i zmechanizowanie procesów produkcyjnych w stoczni. . Jego biuro zatrudniało kilku specjalistów jako pomocników - mechaników ( inżynierów ), kreślarzy , architektów , chemików , urzędników i innych. Biuro Generalnego Inspektora było odpowiedzialne za wprowadzenie w Portsmouth zakładu walcowania blach miedzianych do poszycia kadłubów statków oraz kuźni do produkcji części metalowych do budowy statków. Wprowadzili również podobną modernizację w innych stoczniach Marynarki Wojennej we współpracy z MI Brunel i Maudslay.

Do 1797 r. Rozpoczęto prace nad budową dodatkowych suchych doków i pogłębianiem basenów, a Bentham zdał sobie sprawę, że istniejący system odwadniający nie sprosta zwiększonemu zapotrzebowaniu. Zainstalował silnik parowy zaprojektowany przez członka swojego personelu, Jamesa Sadlera , w 1798 roku, który oprócz pracy z pompami łańcuchowymi napędzał maszyny do obróbki drewna i pompę do pobierania wody ze studni wokół stoczni do celów przeciwpożarowych. Odwiert ten znajdował się w odległości około 400 stóp (120 m), a pompy były obsługiwane przez poziomą drewnianą włócznię poruszającą się ruchem posuwisto-zwrotnym, umieszczoną w tunelu biegnącym od maszynowni do szczytu studni. Silnik Sadlera był zbudowanym w domu silnikiem stołowym, zainstalowanym w jednopiętrowej maszynowni z wbudowanym kotłem; zastąpił jeden z napędów konnych do pomp łańcuchowych. Silnik ten został zastąpiony w 1807 r. W tym samym domu przez inny, mocniejszy silnik stołowy, wykonany przez Fentona, Murraya i Wooda z Leeds, az kolei w 1830 r. Przez silnik belkowy Maudslay .

W 1800 r. Zamówiono silnik belkowy Boultona i Wata jako rezerwowy i umieszczono go w trzypiętrowej maszynowni na równi z maszynownią Sadlera. Silnik ten został zastąpiony w 1837 roku przez innego silnika wykonane przez Jamesa Watta i Współpracy w Europie .

Przestrzeń była bardzo ciasna, a rozbudowa zakładów produkcyjnych nie była możliwa, więc do 1802 r. Zlewnia została wypełniona dwoma poziomami ceglanych sklepień - dolna warstwa pełniła rolę zbiornika, górna służyła jako magazyn, a dach tego ostatniego był równo z otaczającym terenem, tworząc więcej przestrzeni. Pozwoliło to na zbudowanie dwóch równoległych szeregów trzypiętrowych tartaków, południowej, na której znalazły się zarówno maszynownie, jak i ich kominy, pompy łańcuchowe i niektóre maszyny do obróbki drewna. Skrzydło północne znajdowało się bezpośrednio nad sklepieniami i miało pomieścić więcej maszyn do obróbki drewna. Budynki zostały zaprojektowane przez Samuela Bunce , architekta personelu Benthama.

Podczas gdy sklepienia były w budowie, Bentham zamawiał maszyny do obróbki drewna własnego projektu, głównie piły tarczowe i piły tarczowe. Zostały one zamontowane w obu przedziałach, a moc do ich napędu przekazywana jest z silników na północ przez podboje przez górną warstwę sklepień, a następnie przez pionowe szyby na wyższe kondygnacje budynków. Końcowe napędy do maszyn odbywały się za pomocą płaskich pasów poruszających się na kołach pasowych.

Maszyna ta została zaprojektowana do cięcia drewna na liczne mniejsze części używane w przemyśle stoczniowym, zwłaszcza stolarkę, która wcześniej była cięta ręcznie, takie jak elementy stołów i ławek, a także drobne towary toczone, takie jak szpilki asekuracyjne . Istnieją dowody na to, że opracował on rotacyjną strugarkę do drewna, ale szczegóły tego są niejasne. Istnieją również dowody na to, że w kompleksie znajdowała się maszyna do wytaczania rur, dzięki której proste wiązy były drążone na potrzeby pompowania. Mogły one mieć do 40 stóp długości i były montowane przez pokłady statku w celu pompowania wody morskiej na pokład. Była tam maszyna do robienia ogonów - długie drewniane kołki używane do łączenia ze sobą drewnianych części statku.

Bloki

Drewniany klocek

Królewska marynarka wojenna używała dużej liczby bloków , z których wszystkie były ręcznie robione przez wykonawców. Ich jakość nie była spójna, zaopatrzenie problematyczne i drogie. Typowy statek tej linii potrzebował około 1000 bloków różnej wielkości, aw ciągu roku Marynarka Wojenna potrzebowała ponad 100 000. Bentham wymyślił kilka maszyn do produkcji bloków, ale ich nie opracował, a szczegóły ich działania są teraz niejasne. W 1802 roku Marc Isambard Brunel zaproponował Admiralicji system wytwarzania bloków przy użyciu opatentowanych przez siebie maszyn . Bentham docenił wyższość systemu Brunela iw sierpniu 1802 roku został upoważniony przez Admiralicję do kontynuowania.

Były trzy serie maszyn do produkcji bloków, z których każda została zaprojektowana do produkcji bloków o różnych rozmiarach. Zostały tak rozplanowane, aby umożliwić linię produkcyjną, więc każdy etap prac przechodził do następnego w naturalnym przepływie. Dziedziniec między dwoma budynkami tartaku został odgrodzony murem i zadaszony, tworząc nowy warsztat, w którym będą znajdować się maszyny do produkcji bloczków. Pierwszy zestaw do bloków średnich został zainstalowany w styczniu 1803 r., Drugi zestaw do mniejszych bloków w maju 1803 r., A trzeci zestaw do bloków dużych w marcu 1805 r. Do września wprowadzono liczne zmiany w układzie i pewne modyfikacje zakładu. 1807 uznano, że zakład spełnia wszystkie potrzeby Marynarki Wojennej: w 1808 wyprodukowano 130 000 bloków.

Procesy wytwarzania bloków na maszynach

Maszyny były 22 typów i łącznie 45. Napędzane były dwoma silnikami parowymi o mocy 30 KM (22,4 kW). Wśród maszyn były piły tarczowe, tokarki do kręgli i dłutownice. Za pomocą tych maszyn 10 osób mogło wyprodukować tyle klocków, ile 110 wykwalifikowanych rzemieślników.

Blok koła pasowego składa się z czterech części: skorupy, krążka, sworznia do umieszczania tego ostatniego w skorupie oraz metalowej tulei lub kołka, włożonej do krążka, aby zaoszczędzić zużycie między nim a sworzniem. Bloki mogą różnić się wielkością i liczbą krążków.

Proces tworzenia muszli

  • Wytnij plastry z pnia drzewa, az nich za pomocą pił tarczowych wyciąć prostokątne bloki, z których wykonano muszle.
  • W bloku wywiercić otwór na kołek i pod kątem prostym do niego otwór lub otwory na dłuta (w zależności od liczby otworów). Zacisk służący do przytrzymywania bloku jednocześnie wciskał punkty pozycjonujące, za pomocą których bloki były mocowane w późniejszych maszynach, zapewniając tym samym spójne umiejscowienie i pomiar w kolejnych procesach.
  • Wbij bloki za pomocą samoczynnie działającej maszyny. Dłuto wpuszczane poruszało się ruchem posuwisto-zwrotnym w pionie, a jednocześnie imadło chwytające blok było stopniowo przesuwane przy każdym cięciu. Po przecięciu wpustu maszyna automatycznie zatrzymała się, aby umożliwić wymianę bloku na nowy.
  • Odetnij rogi bloku piłą tarczową z kątowymi prowadnicami.
  • Uformuj cztery ściany bloków, aby uzyskać płytką krzywą. Dokonano tego za pomocą maszyny, w której pewna liczba bloków została zaciśnięta na obrzeżu obracającego się koła. Frez został przesunięty po krzywej po ścianach bloków, gdy się obracały. Promień krzywizny był kontrolowany przez poprzednika. Po każdym cięciu bloki były obracane o 90 stopni, aby wydobyć nowe oblicze.
  • Każdy blok był następnie umieszczany w maszynie, która nacinała płytki rowek za pomocą obrotowego noża, aby uzyskać miejsce na liny zabezpieczające.

Proces tworzenia snopów

  • Wytnij plasterek w poprzek pnia Lignum Vitae . Maszyna do tego umożliwiła obracanie kłody w tym samym czasie, co piła tarczowa, zapewniając zachowanie jednakowej grubości. Pozycja kłody dla każdego nowego cięcia była kontrolowana przez śrubę pociągową zapewniającą dużą dokładność.
  • Wykonaj z tego kawałka okrągły krążek za pomocą zaokrąglarki, która jednocześnie wytoczyła środek i uformowała zewnętrzną krawędź.
  • Z każdej strony wyfrezować profil, aby uzyskać zewnętrzną powierzchnię warstwy wierzchniej
  • Coak wstawiono do krążka, a pierścień ustalający przynitować , aby utrzymać ją na miejscu.
  • Poruszyć się otwór w coak do wielkości wymaganej szpilki.
  • Gotowy krążek został obrobiony z obu stron na specjalnej tokarce, a rowek liny został obrobiony na krawędzi.

Proces tworzenia szpilek

  • Półfabrykaty były kute lekko za duże, z kwadratem pozostawionym na jednym końcu.
  • Zostały obrócone na wymiar na okrągłej części na specjalnej tokarce .
  • Otrzymali polerowane wykończenie między utwardzonymi matrycami
  • Jedno ze źródeł podaje, że były one następnie konserwowane w puszce, aby chronić je przed rdzą.

Proces tworzenia się warstw metalu

  • Zostały one odlane z dzwonu, a forma pozostawiła rowki zatrzymujące smar w otworze wewnętrznym. Jeden koniec wieńca miał kołnierz, a na drugi koniec dostarczono luźny pierścień, razem te części dały miejsce na nity, które mocowały rdzeń do krążka.

proces składania

  • Pociski wygładzano ręcznie za pomocą szprych, a następnie montowano krążek i kołek. Były one składowane w blokach i wydawane na żądanie.

Istotne cechy

Maszyny te po raz pierwszy wykorzystywały kilka funkcji, które od tego czasu stały się powszechne w projektowaniu maszyn.

  • Operacja wytaczania polegała na wciskaniu punktów pomiarowych w drewnianych blokach, których zaciski późniejszych maszyn używały do ​​precyzyjnego lokalizowania bloków. Oznaczało to, że pozycjonowanie bloku w późniejszych procesach zapewniało dokładne położenie w stosunku do pracującego na nim narzędzia.
  • Kilka maszyn miało sprzęgła stożkowe.
  • Firma Brunel używała odłączalnych końcówek narzędziowych trzymanych w uchwytach narzędziowych bardzo podobnych do tych, które są obecnie używane na tokarkach ogólnego przeznaczenia.
  • Rozszerzające się uchwyty tulei zaciskowych były używane do lokalizowania krążków przez chwytanie wewnętrznego otworu podczas niektórych operacji.
  • W niektórych maszynach stosowano uchwyty zaciskowe dwuszczękowe. Były to prekursory uchwytów trójszczękowych stosowanych obecnie na tokarkach.
  • Maszyny do dłutowania można było ustawić tak, aby zatrzymywały się automatycznie po zakończeniu operacji.
  • wymienność krążków i szpilek była możliwa, ponieważ nie były one połączone z konkretną skorupą.
  • Przepływ pracy można chyba najlepiej opisać jako produkcję seryjną , ze względu na szeroki zakres wymaganych rozmiarów bloków. Niemniej jednak był to w zasadzie system linii produkcyjnej . Ta metoda pracy nie przyjęła się w produkcji w Wielkiej Brytanii przez wiele dziesięcioleci, a kiedy już się pojawiła, została sprowadzona z Ameryki.
  • Cały system został zaprojektowany do pracy przez robotników, a nie rzemieślników wyszkolonych jako czeladnicy. Każdy człowiek został przeszkolony do obsługi dwóch lub więcej maszyn i mógł być przemieszczany po całym zakładzie w razie potrzeby.

Produkcja maszyn do produkcji klocków

Specyfikacja patentowa firmy Brunel przedstawia maszyny z drewnianą ramą, które, chociaż pokazują wiele zasad faktycznie zainstalowanych maszyn, są mało podobne do ostatecznych projektów. Maszyny przekazane przez Brunela do oceny Admiralicji znajdują się teraz w Narodowym Muzeum Morskim. Po podpisaniu kontraktu z Admiralicją Bentham zaangażował Henry'ego Maudslaya do ich wykonania i jest jasne, że ostateczne projekty miały znaczny wkład ze strony Benthama, Maudslaya, Simona Goodricha (mechanika zarządu marynarki wojennej), a także samego Brunela. Ze względu na nieobecność Benthama w Rosji to właśnie Goodrich doprowadził bloki do pełnej produkcji. Płatność Brunela była oparta na ratowaniu Marynarki Wojennej w nowym systemie.

Maszyny te były prawie w całości wykonywane ręcznie, a jedynymi używanymi obrabiarkami były tokarki do obróbki elementów okrągłych i wiertarki do wiercenia małych otworów. W tamtych czasach nie było frezarek, strugarek czy kształtek, a wszystkie płaskie powierzchnie wykonywano ręcznie poprzez rozdrabnianie, piłowanie i skrobanie. Istnieją dowody na to, że szlifowanie płaskowników przeprowadzono również w celu uzyskania niemal precyzyjnych wykończeń. Każda nakrętka została dopasowana do odpowiadającej jej śruby i została ponumerowana, aby zapewnić prawidłową wymianę. To było oczywiście przed czasami wymienności . Zastosowane materiały to odlewy i kute żelazo, mosiądz i brąz. Zastosowanie metalu w ich konstrukcji znacznie poprawiło ich sztywność i dokładność, które stały się standardem w późniejszej produkcji obrabiarek.

Reklama

Te maszyny i bloki wzbudzały ogromne zainteresowanie od czasu ich wzniesienia, począwszy od admirała Lorda Nelsona rano w dniu, w którym wyruszył z Portsmouth na bitwę pod Trafalgarem w 1805 roku, po księżną Wiktorię w wieku 12 lat w ramach jej edukacji. Nawet w czasie wojen napoleońskich , aż do 1815 r., Przybywało zagranicznych dygnitarzy i wojskowych, którzy chcieli się uczyć. Maszyny zostały w pełni opisane i zilustrowane w Edinburgh Encyclopædia (1811), Rees's Cyclopædia (1812), dodatku do 4. wydania Encyclopædia Britannica (1817) i Encyclopædia Metropolitana . Późniejsze encyklopedie, takie jak Tomlinson's Encyclopaedia i Penny Cyclopaedia, zaczerpnęły swoje relacje z tych wcześniejszych publikacji.

Relacje te koncentrowały się prawie całkowicie na maszynach do produkcji bloków i pomijały tartaczną stronę młynów, w wyniku czego współcześni komentatorzy nie omawiali tego aspektu bloków. Tartaki były ważne, ponieważ Brunel mógł rozwinąć swoje pomysły, które później wykorzystał w swoim prywatnym młynie do forniru w Battersea, a także w tartakach Royal Navy w Woolwich Dockyard i Chatham Dockyard , a także w młynach, które zaprojektował do celów prywatnych, takich jak Borthwick's. w Leith w Szkocji.

Późniejsza historia

Block Mills od tamtej pory pozostają pod stałą okupacją Marynarki Wojennej iw konsekwencji nie są otwarte dla publiczności. Produkcja bloków przy użyciu tych maszyn naturalnie spadła z biegiem lat, ostatecznie zatrzymując produkcję w latach 60. XX wieku, ale niektóre z oryginalnych maszyn, część napędów przekładni i korpusy maszynowni nadal przetrwały w budynkach. W National Museum of Science and Industry w Londynie znajduje się wybór maszyn podarowanych przez Admiralicję w latach 1933–1951, a inne można oglądać w Dockyard Apprentice Museum w Portsmouth. Kilka stron internetowych twierdzi, że Smithsonian Institution w Waszyngtonie również ma maszyny z Portsmouth: według Instytutu jest to mit.

Młyny blokowe nie były używane od wielu lat, chociaż wiele oryginalnych systemów kół pasowych pozostaje na miejscu, chociaż w złym stanie technicznym. Budynek jest również w złym stanie technicznym i ma wysoki priorytet zarówno dla English Heritage, jak i Ministerstwa Obrony. Od 2006 r. Realizowany jest projekt, który ma zapewnić zachowanie budynku i zawartości, jeśli nie zostanie przywrócona.

Uwagi

Bibliografia

  • Można zapoznać się z raportami English Heritage i inną dokumentacją, gdy staną się one dostępne w National Monuments Record w Swindon, Wiltshire. [1]
  • Gilbert, KR The Portsmouth Block-making Machinery , Londyn, 1965
  • Cooper, CC „Linia produkcyjna w Portsmouth Block Mill”, w: Industrial Archeology Review VI, 1982, str. 28–44
  • Cooper, CC „The Portsmouth System of Manufacture”, Technologia i kultura , 25, 1984, 182–225
  • Coad, Jonathan, The Royal Dockyards 1690-1850 , Aldershot, 1989
  • Coad, Jonathan, The Portsmouth Block Mills: Bentham, Brunel i początek rewolucji przemysłowej Royal Navy , 2005, ISBN   1-873592-87-6
  • Wilkin, Susan, The application of emerging new technology by Portsmouth Dockyard, 1790–1815 , The Open University PhD Thesis, 1999. (Kopie dostępne w serwisie British Thesis of the British Library)
  • Cantrell, J. and Cookson, G. eds. Henry Maudslay and the Pioneers of the Machine Age , Stroud, 2002

Linki zewnętrzne

Współrzędne : 50,8035 ° N 1,1093 ° W 50 ° 48′13 ″ N 1 ° 06′33 ″ W.  /   / 50,8035; -1,1093