История энергетической техники - Белькинд Л.Д.
Скачать (прямая ссылка):
средство ослабления неравномерности вращения от толчков, получаемых
кругом от ног гончара. Первобытный гончар не имел понятия о том, что
выравнивающий эффект маховика зависит от его массы и квадрата числа
оборотов, но это не мешало ему с успехом применять маховик на практике.
Другим ранним прототипом будущих технологических машин явился
вертикальный ткацкий станок (рис. 2-9), в котором была использована сила
тяжести, что являлось характерным для многих машин вплоть до XIX в. В
этом станке сделан первый шаг от плетения к ткачеству- На одной части
исходного продукта труда (ниток)-утке-сконцентрировано все рабочее
движение, а все остальные нити - основа - получают нужное положение путем
использования тяжести подвешенных Камней, Очевидно, что переме-74
шеиие одной нити, намотанной на острую палочку (прототип будущего
челнока), упрощает процесс труда по сравнению с плетением, при котором
пальцы должны поочередно двигать все нити. Машина помогает рабочему и
даже частично заменяет его (натягивает нити основы), что приводит к
повышению производительности труда.
Особое внимание следует уделить технологической машине первобытного
общества, предназначенной для размо-
Ряс. 2-10. Ручная мельница (зернотерка) с вращающимся жерновом.
7- вращающийся жернов; 2 - камень с выдолбленным углублением; 3 -
рукоятка для вращения жернова; 4 - размалываемое зерно.
ла зерна. Сначала процесс размола зерна обеспечивался возвратно-
,поступатель?
ным движением одного камня по плоской поверхности другого. Низкая
производительность подобного устройства определялась медленным движением
верхнего камня, ускорить которое представлялось невозможным вследствие
проявления инерционных усилий при переменах направления движения камня.
Единственным правильным решением являлся переход от возвратно-
поступательного движения к вращательному, скорость которого можно было
значительно увеличить. Это решение бьи-л° найдено в результате труда
многих поколений в виде вращающегося камня - жернова (рис. 2-10),
расположенного в соответственном углублении неподвижного нижне-
75
ч ^
Рис. 2-9. Вертикальный ткацкий станок.
Нити основы натянуты с подвешенными из них камнями, а челнок с намотаи-
иой иа нем нитью утка вручную протаскивается между нитями основы.
го камня. В Подобной мельнице энергетические функции отчетливо отделены
от технологических. Для этой технологической машины нужно было
однонаправленное вращательное движение по круговой траектории. Поэтому
ранняя энергетическая "живая машина" - человек - почти полностью
освобождался от выполнения логических и контрольных функций. В основном
на его долю приходилась только энергетическая функция, которую с таким же
успехом могли вместо человека осуществлять животное или энергия
неорганической природы (ветра или водного потока).
Таким образом, в зерновой мельнице сочеталась потребность в передаче
энергетической функции машине (поскольку процесс размола-энергоемкий
процесс) с возможностью осуществления этой передачи (поскольку
энергетическая функция здесь совершенно отделялась от технологической), а
поэтому в ней отчетливо сложились предпосылки замены человека машиной для
выполнения энергетической функции.
В настоящее время потребление
энергмичесий энергии для производственных процес-
техники сов> транспорта, сельского хозяйства
и бытовых нужд слагается из двух основных видов: потребление теплоты
(^80%) и механической работьи (-^ 20% )¦ В первобытном обществе
потребность в механической энергии покрывалась исключительно затратой
биологической энергии. Самым крупным достижением техники первобытного
периода явилось возникновение теплотехники в фчрме получения и
использования огня. Использование огня сразу начало находить себе
применение как в быту, так и в производственной деятельности людей.
Согревание у пламени костра, варка пищи, лучше усваиваемой организмом,
защита от диких зверей обеспечили сохранение и развитие человека.
Однако перечисленные виды раннего бытового использования тепла еще не
определили всего значения для людей этого первого заимствования человеком
энергии из кладовых природы. В своих взаимоотношениях с природой человек
не может получать от природьи ничего, кроме того, чем она располагает:
вещества и энергии. В процессе исторического развития способов
заимствования от природы ее вещества и энергии каждый шаг в освоении
новых видов вещества создавал условия для освоения новых видов энергии, а
применение новых видов энергии да-76
вало возМбтМностй оевбенйя Й йойЫх видов йеЩества. Так, используя дерево,
человек путем трения одного куска дерева о другой начал получать теплоту,
которая позволй-ла производить ранее неизвестный ему вид вещества -
металл, и т. п. Металл оказал решающее влияние на жизнь первобытного
общества. Медное, бронзовое, а затем и железное оружие и орудия (рис. 2-
11) сохранили форму и размеры, определяемые ручным трудом, но получили
ряд новых качеств, значительно увеличивших их эффективность по сравнению
