Ткань и текстильРазвитие ватерной машины
Банкаброш
Подобно мюль-машине хлопчатобумажный рогульчатый ватер также весьма существенно усовершенствовался в первой четверти XIX в. Уже с 80-х гг. XVIII в. на бумагопрядильных фабриках происходила довольно ясно выраженная диференциация ватеров для тонкопрядения и ватеров для приготовления грубоскрученной пряжи — ровницы. Грубость вытяжного аппарата ватера делала его наиболее удобной ровничной машиной. Однако на первых предпрядильных машинах пряжа вырабатывалась очень неровная и неравномерной крепости, ввиду того, что катушка вращалась все время с одной и той же скоростью и, следовательно, по мере наработки новых слоев нити количество кручений, приходящихся на единицу длины пряжи, все время уменьшалось (за счет происходившей при этом дополнительной вытяжки катушкой). Для того, чтобы сохранить неизменным коэфициент крутки пряжи, нужно было найти способ уменьшать скорость вращения катушки, которая за один оборот, с увеличением своего диаметра, наматывала на себя нить большей длины. Кроме того, при постоянной скорости вращения вытяжных цилиндров и быстроте подачи ими нити, увеличивалось натяжение нити между цилиндрами и рогулькой, грозящее разрывом пряжи. Это был специфический недостаток машин непрерывного действия, так как в мюлях процессы крутки и намотки совершенно обособлены друг от друга. Из-за меняющегося натяжения нити катушкой выпускаемая пряжа получалась различной тонины, т. е. неодинакового номера.
С конца XVIII в. делается ряд попыток уменьшения скоростей вращения катушек на ватере. В конце концов в практику вошла система передач на шкив катушки от конических барабанов с переменным диаметром. Постепенное перемещение трансмиссионного ремня от основания конуса к его вершине вызывало изменение соотношений диаметра барабана и шкива катушки (в данный момент) и уменьшало количество оборотов этой последней. Первый патент на ровничную машину нового типа был взят в 1813 г. Жозефом Рейнором (Raynor) из Шеффильда. Другая система передачи в ровничной машине была запатентована в 1815 г. Кочером (Cocher) и Хиггинсом (Higgins). Ровничные машины с таким устройством получили -особенно широкое развитие во Франции к началу 20-х гг. XIX в. Самой машине присвоено было здесь название Banc a broches (скамейки с катушками), которое впоследствии закрепилось в русской текстильной терминологии за ровничными машинами (банкаброш)-Однако проблема не была разрешена полностью, и работа предпря-дильных машин оставалась все еще мало удовлетворительной, так как разница в количестве оборотов веретен и катушек в процессе прядения менялась слишком резко.
Это обстоятельство побудило английских инженеров заняться более тщательным изучением теоретических основ ватерного прядения с целью установления точных математических соотношений между действием крутильного и наматывающего аппаратов.
Диференциальный механизм Гольдсворта
Заслуга решения этой задачи принадлежит английскому математику и механику Генри Гольдсворту (Henry Houldsworth), сформулировавшему основной закон работы предпрядильных машин, так называемый закон вращения катушек, гласящий, что разница в числе оборотов катушки и веретена прямо пропорциональна длине пряжи, наматывающейся в одну минуту, и обратно пропорциональна временному диаметру катушки в месте намотки.
В самом деле, совершенно очевидно, что количество оборотов, которое должна делать катушка, определяется соотношением длины выпускаемой цилиндрами пряжи к переменной окружности катушки. Изобретение Гольдсворта разрешило проблему автоматической намотки пряжи в банкаброшах. Ватера производили пряжу только низких и средних номеров, высокие же номера изготовлялись исключительно на мюлях. Превращение последних в автоматически-действующие машины не уничтожило, однако, ряда преимуществ ватер-машин, конструкция и работа которых была значительно более простой, чем у мюля, и которые, вследствие непрерывности процесса прядения, имели более высокую продуктивность.
Изобретение колпачкового и кольцевого ватера в Америке
Первые симптомы технической революции появляются в Америке в период, непосредственно следующий за буржуазной революцией. В 1787 г. в Филадельфии и в Беверлее (штат Массачузете) впервые было налажено изготовление пряжи на «Дженни». Начало же фабричной системы было положено английским прядильщиком Самуэлем Слейтером, работавшим раньше на Аркрайтовской фабрике в Белпере и переселившимся в 1789 г. в Америку. В 1790 г. Слейтер организовал и пустил в ход в Паутукет (штат Род-Айленд) первую прядильную фабрику, оборудованную ватер-машинами, приводившимися в действие сначала конной силой, а затем водяным колесом. Огромное расширение хлопковых плантаций после изобретения Уитнея и введение в 1807 г. эмбарго (запрещения) на ввоз иностранной пряжи привело к тому, что американская хлопчатобумажная промышленность делает в первое десятилетие XIX в. гигантский скачок вперед. В 1800 г. в Соединенных Штатах существовало всего 7 прядильных фабрик, а в 1810 г. их было уже 269 с общим количеством веретен 87 тысяч. Англо-американская война 1812 г. еще больше ускорила этот процесс. После временного упадка, наступившего после заключения мира (1814 г.) в результате наводнения американского рынка дешевыми английскими тканями, таможенный закон 1816 г. создал условия для нового подъема американской хлопчатобумажной индустрии.
В 1820 г. в Соединенных Штатах работало уже 250 тыс. прядильных веретен. Но наибольшие успехи были сделаны в следующее десятилетие. В 1830 г. количество веретен равнялось 1 млн., т. е. возросло в 4 раза за десять лет. От прядения не отставало и ткачество. Первый механический ткацкий станок был установлен в 1814 г. Лоуэллом в Вольтеме. В 1820 г. существовало уже больше Десятка ткацких фабрик. В период 1820—1830 гг. количество дей-Ствующих механических ткацких станков увеличилось в 10 раз.
В самом деле, конкуренция вынуждает капиталистов удешевлять производство товаров путем при-менения машин, но это выгодно предпринимателям лишь в том случае, если стоимость машины меньше стоимости заменяемой ею рабочей силы: «...для него (капиталиста, Е. Ц.) применение машины целесообразно лишь в пределах разности между стоимостью машины и стоимостью замещаемой ею рабочей силы... так как, далее, действительная заработная плата рабочего то падает ниже, то поднимается выше стоимости его рабочей силы, то и эта разница между ценой машины и ценой замещаемой ею рабочей силы может претерпевать большие колебания, хотя бы разница между количеством труда, необходимым для производства машины, и общим количеством замещаемого ею труда и оставалась без изменения».
В первой половине XIX в., в связи с недостатком рабочих рук, цена рабочей силы в Соединенных Штатах была значительно выше, чем в европейских странах. В таких условиях техническая рационализация на фабрике представляла для американского промышленника еще большую выгоду, чем для английского. Отсюда — постоянный экономический стимул к изобретательству, проявляющийся на разных участках американской индустрии того времени.
Одним из ярких проявлений этой тенденции является изобретение в Америке в 20-х гг. XIX в. (десятилетие наиболее резкого подъема хлопчатобумажного производства) двух новых типов ватерных машин. Эти машины, получившие позднее название к о л-пачкового и кольцевого ватера, создали в период с 1828 по 1844 гг. американские инженеры Джон Торп (Thorpe), Данфорс (Danforth), Дженкс (Jenks), Аддисон (Addison) и Стефенс (Stephens). Сущность их изобретения заключалась в изменении конструкции старого рогульчатого веретена. Первые патенты на колпачковый ватер были взяты Данфорсом (12 июня и 2 сентября 1828 г.) и Торпом (10 и 25 ноября 1828 г.). В конструкциях обоих изобретателей колпачок делался неподвижным и имел цилиндрическую форму; шпуля насаживалась свободно на неподвижное веретено. Сущность нового принципа заключалась в том, что нижний край колпачка, через который проводилась нить на шпулю, оказывал вследствие трения задерживающее действие на нить, которая благодаря этому (а также благодаря сопротивлению воздуха) наматывалась на шпулю, приводящуюся во вращательное движение укрепленным на ней блочком.
