II. Начало и становление прядильной промышленности

1. Первые прядильные машины

"Дженни" Харгривса и "Билли" Вуда.Скрещивание машин и получение гибрида Мюль Кромптона. Ватерные машины Томаса Хайса, Ричарда Аркрайта. Механизация текстильных предприятий. Фабрики.

Что же было вписано в хронику изобретений и открытий в прядильной технике вслед за Джоном Уайаттом, который в 1733 году сумел впервые в истории выпрясть нить без помощи пальцев? - К середине века об их опытах с Паулем полностью забыли, хотя их изобретение еще работало в прядильне до 1764 года... Таким, к сожалению, иногда бывает человечество. И даже новая попытка, предпринятая в этом направлении талантливым механиком Джеймсом Тейлором, взявшим в 1754 году патент на прядильную машину, не имело также никаких практических последствии. Общество почему-то оставалось глухо... Между тем, к этому же времени стал остро ощущаться кризис прядильного производства, который начался с изобретением самолетного челнока. Ткачи вынужденно отказывались от многочисленных и все возрастающих заказов и даже сокращали выпуск тканей из-за того, что цены на пряжу неимоверно возросли и доставать се становилось все труднее.

В Англии в 1761 году "Общество поощрения ремесел и мануфактур" выпустило воззвание и объявило о назначении двух премий лицам, которые сумеют разрешить задачу усовершенствования конструкции самопрялки, ибо из-за острого недостатка пряжи происходил "великий ущерб торговцу, фабриканту и нации вообще". (А мы заметим здесь: в России только еще через 100 лет будет отменено крепостное право.) А через несколько лет о необходимости коренных улучшений прядильной техники заговорили все и всюду: и в торгово-промышленных кругах, и в ученых и технических обществах, и на площадях, и в трактирах, -обширные колониальные приобретения Англии и окончание семилетней войны в Европе обусловили небывало высокий спрос на продукцию английской текстильной промышленности. Прядильная машина сделалась потребностью нации в целом.

Первым проблему эту разрешил ткач и плотник из Блакберна в Ланкашире Джеймс Харгривс, принадлежавший к распространенному тогда в Англии типу "универсальных мастеров", знакомых с механикой, плотничным, кузнечным и инструментальным делом, получивший уже изобретательский опыт, построив в 1762 году кардную машину на набивной мануфактуре Пиля. В результате двух-трехлетней работы он к 1765 году в основном закончил создание прядильной машины, которая получила распространение под названием "Дженни" (рис.25). В 1767 году Харгривс сделал неудачную попытку изготовить несколько машин на продажу, а патент на свое изобретение взял лишь в 1770 году. Первоначально "Дженни" имела 8 веретен, после усовершенствования 16, а затем 24 веретена.

Что она собой представляла? На рисунке видно, что неподвижная прямоугольная станина с 4-мя ножками имела в задней стенке вертикальную раму с 24-мя веретенами. Стволы веретен проходили через отверстия двух горизонтальных планок и укреплялись в отверстиях третьей (нижней) планки. На ствол веретена (на участке между второй и третьей планкой) плотно насаживалась катушка, на которую накинута веревка, охватывающая также и барабан. Барабан приводился в движение через бесконечный шнур от махового колеса. В середине станка устанавливалась наклонно вторая рама с катушками, на которых были намотана ровница или ленты хлопка. В верхних продольных брусьях станка устроены рельсы- дорожка, по которой катились ролики зажимного пресса, состоявшего из двух планок, между которыми находился ряд зубьев и боковых брусьев. Концы нитей ровницы проходили через пресс, устанавливаемый в середине пути, и направлялись дальше к верхним концам веретен, где они и закреплялись, образуя тупой угол с осью веретена. После этого пресс зажимался, и нити оставались висеть в горизонтальной плоскости в натянутом состоянии.

Прядильщик правой рукой, как и при работе с обыкновенной прялкой, начинал вращать рукоятку колеса и приводил в движение барабан и веретена, а левой двигал пресс, держась за его рукоятку, от середины пути к его началу. Вследствие этого происходило одновременно вытягивание ровницы отходящим прессом и скручивание ее вращающимися веретенами. Дойдя до отказа, каретка и пресс останавливались, а веретена продолжали вращаться, производя дополнительную крутку нитей. Когда нити достаточно скручивались, прядильщик останавливал колесо и правой рукой тянул шнур, приводивший в действие блок и вставленную в него толстую проволоку, которая опускалась на плоскость скрученных нитей. Затем рабочий левой рукой двигал каретку по направлению к веретенам, а правой снова начинал вращать рукоятку колеса. Приводимые в действия веретена теперь наматывали на себя всю скрученную нить, так как проволока направляла их уже под прямым углом к оси веретена, а пресс доходил вплотную до самой рамы с веретенами. Каретка двигалась обратно, причем пресс открывался, чтобы пропустить через себя новую порцию ровницы. В середине пути каретка останавливалась и пресс зажимался.- После этого весь цикл операций начинался снова.

Как видно, существеннейшая часть изобретения - вытяжной аппарат в машине Харгривса, построен на отличном от машины Уайатта принципе вытяжки на большом расстоянии при помощи отодвигающегося пресса.

Однако здесь, как и в прялке, сам процесс работы велся путем прерывного прядения, с таким же чередованием вытяжки, крутки и намотки. На "Дженни" можно было производить только окончательное, тонкое прядение. Пряжа, выходившая с машины, была тонкой и не обладала большой крепостью, поэтому ее можно было употреблять только на уток.- А ровница должна была изготовляться, по-прежнему, ручным способом. Хотя "Дженни" долгое время приводилась в движение руками человека, она получила широкое распространение. К 178 8 году в Англии было уже около 20 тысяч машин, рассеянных по мелким прядильным мастерским и домам деревенских прядильщиков. К этому времени уже выпускались "Дженни" с 80-ми веретенами.- Простота конструкции, дешевизна изготовления, возможность сравнительного быстрого освоения любым прядильщиком, отсутствие механического двигателя сделали ее машиной мелких ремесленников. "Дженни", конечно, резко повысила производительность прядильщиков, но не нарушила, а даже укрепила домашнюю и мануфактурную системы прядения, так и не обусловив еще перехода к фабричному производству. И тем не менее,по справедливой характеристике Маркса, это была " машина, от которой исходит промышленная революция...".

Достигнутые к этому времени масштабы английской хлопчатобумажной промышленности обусловили потребности в фабричном производстве уточной пряжи, для чего пытались приспособить "Дженни".- В 1772 году механик Кониалл Вуд сумел внести существенные улучшения в ее конструкцию и запатентовал свою машину под именем "Билли" (рис.26). Она стала успешно конкурировать со своей предшественницей, но сама была лишь первым шагом к разрешению проблемы получения тонкой и вместе с тем крепкой нити.

Главное ее отличие от "Дженни" заключалось в переносе веретен на двигающуюся каретку и в укреплении зажимного пресса неподвижно в конце станка. Таким образом, лента (предмет труда) стала занимать пассивное положение, а роль веретена (рабочего инструмента) была здесь активизирована. Из-за нового положения каретки маховое колесо (Е) и цилиндр (F), приводивший в действие через систему веревок блочки веретен, изобретатель поместил на самой каретке. Лента хлопка, предварительно расчесанная между поверхностями кардных цилиндров (В),-второй цилиндр на рисунке не показан,-проходила через зажимной пресс (G), прижимаясь к нему под давлением цилиндра (С). Веретена установлены наклонно для того, чтобы при отходе каретки от закрытого зажимного пресса только вытягивать и скручивать нити. Затем, когда каретка двигалась по направлению к прессу, рабочий направлял стержнем (8) пряжу на поверхность веретен, которые и наматывали ее. При сближении каретки с прессом блочок (5) нажимал на нижнюю часть рычага (7), отводил ее влево и тем самым поднимал нижний брусок пресса (G), благодаря чему зажим открывался, и новые ленты могли пропускаться через карды и пресс.

Следующий и решающий шаг в разрешении проблемы получения тонкой и прочной нити был сделан в 1779 году Самюэлем Кромптоном в результате пятилетних трудов над изобретением новой машины.- О ней, вынужденные логикой развития изобретательской мысли, расскажем чуть позже. А сейчас обратим внимание, и внимание пристальное, на машину, которая появилась одновременно с "Дженни", которой суждено было заложить основу крупной фабричной промышленности в Англии,- на машину, творцом которой принято считать Ричарда Аркрайта, хотя известно, что создал ее в 1767 году в деревне Лай близ Варрингтона Томас Хайс.- Патент на эту машину, получившую впоследствии название "Ватер-машины", совершившую переворот в хлопкопрядении, был взят 3 июля 1769 года на имя Аркрайта... Новое изобретение (рис.27) базировалось на соединении вытяжного механизма Пауля-Уайатта с крутильно-наматывающим аппаратом обыкновенной самопрялки, так что ничего принципиально нового, еще не известного, в ней не было. Однако удачная комбинация отдельных уже известных принципов прядения, правильное разрешение ряда конструктивных моментов и, главное, возрождение забытого метода вытяжки ленты при помощи вращающихся цилиндров обеспечили этой машине величайшую революционизирующую роль в бумагопрядении, а затем сделали ее - в несколько видоизмененной форме - важнейшим прядильным аппаратом в других областях текстильной промышленности: в прядении камвольной шерсти, льнопрядении.

Общий вид машины (рис.28) воспроизведен из патента Аркрайта 1769 года, а модель ее и сейчас хранится в музее Лондона.-Зубчатое колесо (А), соединенное с приводом конного или водяного двигателя, давало движение маховику (В), приводившему в действие, с одной стороны, при помощи ремня (С) блочки веретен (S). а с другой - через направляющий валик (Е) и колесо (F) вал (V). Вал этот зацеплял шестерней за зубчатый диск (Н), двигавший четыре пары вытяжных валиков (Y). Те части валиков, через которые проходил хлопок, делались из дерева. Верхний валик покрывался кожей, поверхность нижнего делалась рифленой. Благодаря коже, проходившая лента не испытывала слишком большого давления, грозившего разрывом волокна, а благодаря рифлям сила трения становилась достаточной, чтобы не позволять ленте слишком быстро скользить через вытяжные валики.

При прохождении через каждую следующую пару вытяжных цилиндров лента, сматывавшаяся с катушек (L), делалась все более и более тонкой. Взаимное сжатие каждой пары валиков регулировалось при помощи оттягивающих веревок, перекинутых через блоки и заканчивавшихся рычагами (N), с подвешенными на них специально подобранными грузами разного веса.

Ровница или лента, намотанная на большие катушки, проходила через четыре пары вытяжных валиков и, в виде нити (М), направлялась на рогульчатое веретено (Р). Как и в самопрялке, нить скручивалась здесь деревянной рогулькой и одновременно, проходя через крючки, наматывалась катушкой. Блочок катушки захвачен шнуром (R), который, в зависимости от степени натяжения, заставлял нити наматываться крепче или слабее. Так как веретено приводилось в движение непосредственно блочками (S), захваченными ремнями маховика и сидящими на одной оси с ним, то оно являлось опережающим, а катушка отставала в своем вращении,благодаря тормозящей роли шнура (R). - Таким образом, здесь был применен принцип, обратный тому, который имелся во всех основных типах самопрялок. Это конструктивное изменение, по-видимому, диктовалось тем, что при автоматической подаче нити вытяжными цилиндрами опережение катушкой веретена по мере наработки слоя пряжи повлекло бы за собой слишком большое натяжение вертикально висевшей нити, грозившее ее разрывом. Ведь при ручной вытяжке, мы видели, на самопрялке быстрота подачи мычки регулировалась самим прядильщиком...

К числу удачно разрешенных в этой машине конструктивных проблем надо отнести и введенный здесь способ передачи движения от ведущего колеса к веретенам. - В "Дженни" ремень маховика был накинут на промежуточный барабан, который при помощи веретен приводил в движение веретенные блочки. А в этой машине, благодаря применению направляющих валиков (второй валик на рисунке не виден), ремень непосредственно захватывал шкивы (S), вследствие чего скорость вращения веретен здесь оказалась большей,чем в "Дженни ".

И кроме того, самое главное, прядильная машина Аркрайта явилась родоначальницей машин непрерывного действия(!), до настоящего времени являющихся важнейшим средством механического производства пряжи. С этой машины стала разрешаться задача, поставленная тысячелетия назад древними перед... инженерами.

Так Гением были почти одновременно рождены две различные принципиально новые прядильные машины... И Самюэль Кромптон. поставив задачу получить тонкую крепкую нить, решил попытаться сконструировать новую машину, которая соединяла бы преимущество вытяжного аппарата машины Аркрайта с тщательностью и точностью операции "Билли"- машины Вуда... Да, технический прогресс, раз начавшись, неостановим. Каждое "новое", разрешая старые загадки, ставит перед Гением другие. За каждым новым обязательно следует еще более новое, и обязательно ставит новые загадки...

В 1779 году (обратим внимание, какая плотность во времени мощнейших изобретений: 1758 г.- второй патент Л.Пауля на усовершенствованную машину Уайатта, 1769 г.- патент Аркрайта на машину Т.Хайса, 1770г. - патент Харгривса на "Дженни", 1772 г. -патент Вуда на машину "Билли") Кромптон уже построил свою машину, получившую вскоре широчайшее распространение под названием мюль-машины (рис.29).


Как показывает изображение модели этой машины (также сохранившейся в Лондонском музее), существенными ее частями были две пары вытяжных цилиндров, производивших основную вытяжку, и каретка с веретенами, предназначенными для крутки, намотки, а также дополнительной вытяжки, преследовавшей цель выравнивания нити по всей ее длине путем сглаживания утолщений в отдельных местах.

Процесс работы на мюле Кромптона складывался из таких моментов: 1) подачи цилиндрами нити и одновременного ее скручивания веретенами отходящей от цилиндров каретки; 2) остановки цилиндров и дополнительного вытягивания и докрутки нити веретенами; 3) вращения веретен в обратную сторону для отмотки накрутившихся на конец веретена витков; 4) движения каретки в сторону цилиндров и намотки нити на веретена, переходящие из наклонного положения в вертикальное. -Для того, чтоб не могло произойти слишком большого натяжения нити, грозящего ее разрывом, и для правильного распределения нити на веретене до всей его длине Кромптон ввел особое приспособление - надниточник. А другое его приспособление - подниточник - устраняло провисание нитей и их спутывание. Мюль Кромптона, сочетав в себе вытяжку на коротком расстоянии при помощи цилиндров с точной работой крутильного аппарата, блестяще разрешил проблему получения высоких номеров пряжи высокой крепости, - то, что не удалось решить ни "Дженни", ни "ватеру", - и нанес сокрушительный удар ручной технике прядения. Заметим: это был и сильнейший удар по Мастеру, который на этом участке до сего времени был еще силен... Первая машина, созданная изобретателем, имела всего 20-30 веретен, и на ней уже Кромптон производил пряжу от 40 до 80 номеров.

Если машины Аркрайта положили начало в Англии машинному производству ситцев, то мюли дали возможность изготовить фабричным (!) способом тончайшие сорта бумажных тканей - муслины, кисею. Как сказано у П. Манту в его монографии "Промышленная революция XVIII века в Англии": "Благодаря необычайной тонине пряжи, производимой мюлем, была превзойдена сказочная искусность индусских рабочих, и стало возможным выделывать кисеи несравненной легкости. Создается, таким образом, новая отрасль промышленности, центрами которой становится Болтон в Ланкашире, Глазго и Пэйсли в Шотландии... В 1785 году производство муслинов в Великобритании исчислялось почти в 50 тыс. кусков".

Так с ватер-машины Аркрайта и мюль-машины Кромптона началась фабричная эра в текстильной промышленности Англии, а затем и Европы. ( В России, как мы отмечали выше, к этому времени только еще начали набирать силу текстильные мануфактуры ).

Сменив за несколько лет предпринимательской деятельности ряд компаньонов, попытавшись основать в разных местах Англии прядильни со "своими" машинами, Аркрайт в 1771 году основал в Кромфорде на берегу реки Дервент больших размеров прядильню, которая и стала первой английской фабрикой в собственном смысле этого слова. Здесь ему впервые в Англии удалось наладить в 1773 году выпуск чисто бумажных тканей... К этому времени Аркрайт стал понимать, что существующая система производства бумажной пряжи страдала крупными недостатками: машина вырвала из рук человека не весь производственный процесс, а лишь его конечную стадию - изготовление тонкой нити.

Расческа же ленты кардами, приготовление лент и ровницы, по-прежнему, выполнялись либо ручным способом, либо при помощи несовершенных механических приспособлений. В итоге, и материал, поступающий на прядильную машину, становился дорог, и нарушался непрерывный ход производства, поскольку предпрядильные операции не поспевали за работой прядильных машин. - Необходимы были машины во всех звеньях прядильного производства.

И вот в 1775 году Аркрайт берет патент на серию изобретений и усовершенствований, при помощи которых все операции в процессе производства пряжи должны были бы совершаться на последовательно расположенной системе машин. Наиболее интересны из них: кардная машина, питающий прибор, съемный гребень и ровничная машина. Однако анализ патента и сравнение описанных в нем предложений с аналогичными изобретениями и усовершенствованиями, применявшимися в английской практике в предшествующую четверть века и описанными в патентах других авторов, убеждает, что Аркрайт, - этот, по справедливой характеристике К.Маркса "величайший вор чужих изобретений," - и на этот раз воспользовался результатами чужого изобретательского творчества, подпустив в текстах своих патентов тумана и введя несущественные изменения в конструкции.

Так, кардная машина была изобретена еще в 1748 году, независимо друг от друга, Даниэлем Борном и уже знакомым нам Луисом Паулем, запатентовавшими свои изобретения почти одновременно. В середине века обе эти машины были широко распространены и на шерстяных мануфактурах, и в мастерских, производивших бумажную пряжу, а Харгривс еще в 1761 году специально занимался изготовлением частей для кардных машин системы Пауля.

Изобретенная Паулем машина (рис.30) состояла из укрепленного на стойке вогнутого корыта, внутри которого вращался цилиндр, накрытый кардными досками. Цилиндр был насажен на неподвижную ось и приводился в действие рукояткой. Сырой материал распластывался в корыте, внутренняя поверхность которого была усеяна мелкими кардными остриями. Профиль корыта соответствовал фигуре, описываемой вращающимся цилиндром, и потому материал хорошо прочесывался при соприкосновении с кардными досками. Отдельные части обработанного таким образом хлопка снимались с кард палкой и скатывались затем в общую ленту.

Машина Борна (рис.31) имела более совершенную конструкцию. Она состояла из четырех игольчатых барабанов: иглы первого барабана увлекали шерсть или хлопок ко второму барабану, между зубьями которого и зубьями третьего барабана, направленными в противоположную сторону, производилась расческа материала, и вторично материал прочесывался при соприкосновении третьего и четвертого барабанов.

Питающий прибор представлял собой бесконечное полотно, подводившее материал к рабочим органам машины. Он впервые был введен в практику для кардных машин в 1772 году механиком Джоном Лис из Манчестера. Это весьма важное приспособление в дальнейшем получило широкое распространение и в ленточных машинах, становилось постоянным элементом системы механического прядения. (Поскольку Лис не запатентовал свое изобретение раньше, Аркрайт без зазрения совести выдал его за свое).

Съемный гребень и воронка, которые снимали прочесанную ватку хлопка и придавали ей форму непрерывной ленты, были изобретены раньше Харгривсом, но, по-видимому, распространение не получили при отсутствии фабричной организации производства хлопчатобумажной пряжи. - Аркрайт же приспособил гребень к кардной машине: через каждый определенный промежуток времени гребень подходил к третьему барабану, снимал с него ватку хлопка и передавал ее воронке, которая сплющивала прочес в ленту.

Предложенная в патенте ровничная машина в своем вытяжном аппарате представляла упрощенный вариант ватерной машины: вытяжка также производилась несколькими парами вращавшихся, но медленнее, чем в ватере, цилиндров. Предложенный же здесь конический таз, вращение которого вокруг вертикальной оси придавало вытянутой ленте легкую крутку, был впервые введен в практику до этого Бенджаменом Бутлером.

Итак, ясно, что Аркрайт лишь умело скомбинировал, а в некоторых случаях придал практически более удобную форму машинам и механическим приспособлениям, изобретенным до него, но... система машин в прядильном производстве была выстроена, машинная техника встала во все его стадии, - были созданы материальные предпосылки для быстрого роста фабричной индустрии.

Ричард Аркрайт, будучи не только величайшим вором чужих изобретений, но, очевидно, и великим предпринимателем и организатором, много сделал для ее развития в Англии. За 1775-1780 годы им была организована прядильня в Белпере, несколько фабрик в Ланкашире,-центральном районе хлопчатобумажного производства, и к началу 80-х годов все его фабрики стали уже огромными промышленными предприятиями. В 1782 году на всех предприятиях Аркрайта было занято около 5 тыс. рабочих. С начала 70-х годов, еще на Кромфордской фабрике, его прядильная машина получила вместо традиционного конного двигателя более мощный и дешевый двигатель - водяное колесо. - Мы знаем, что с 1783 года в Шотландии Вильям Келли и Вильям Страйт ввели на своих фабриках мюли с водяным двигателем. - Фабричные формы организации производства становились системой в текстильной промышленности. В 1793 году Дрингвотер и в 1795 году Гемфри и Кеннеди построили мюли со 144 веретенами, а в 1799 году Добсон и Ротуэл - с 408 веретенами. - К концу 80-х годов хлопчатобумажное производство Англии представляло собой отрасль народного хозяйства, уже прочно ступившую на путь машинной техники, в ее составе насчитывалось 145 фабрик.

Такие вот факты записывала жизнь Англии в 70-х и 80-х годах XVIII столетия в хронику изобретений и открытий, становления и развития текстильной промышленности. Однако были в жизни и такие факты, которые могли бы занять в этой хронике достойное место, но , в силу разных причин, в нее не попадали...

Между строк...

Существует интересная версия о "текстильном" происхождении слова "инженер", которая связывает его возникновение с прядильной машиной Джеймса Харгривса. Как мы знаем, построив в 1765 году машину, которая пряла одновременно восемь нитей, автор ласково назвал свое новое детище именем "Дженни". Вскоре появились "Дженни" с 16-ю, 24-мя и даже с 80-ю веретенами, а к 1788 году по мануфактурам, мелким прядильным мастерским и домам деревенских прядильщиков в Англии было рассеяно около 20 тысяч этих машин самых различных типов и модификаций. Естественно, что они иногда ломались и выходили из строя, и не всегда случавшиеся поломки способен был устранить сам прядильщик, - требовались особые специалисты. Говорят, что людей, которые насаживали и ремонтировали "Дженни", стали называть тем же именем. - Постепенно, несколько видоизменяясь при переходе из языка в язык, "Дженни" превратилось во всем известное слово "инженер" и обрело очень достойный смысл, обозначив собой человека, способного не только ремонтировать машины, но и искусно творить сооружения особого рода, создавать машины и механизмы. - Такова наиболее распространенная и весьма вероятная версия происхождения этого слова. Красивая версия...

А происхождение вновь появившихся здесь слов: "мюль-машина" и "ватер-машина" ?

Построивший в 1779 году свою прядильную машину, разрешившую проблему изготовления крепкой пряжи высоких номеров, Кромптон, как известно, стал называть "мюль-машиной". - Почему ? - По мнению Кеннеди, лично знавшего изобретателя, название "мюль" было дано машине потому, что явилась она продуктом "скрещивания принципов двух ранее существовавших прядильных машин: машины Харгривса "Дженни" и "машины-ватера", изобретенной Хайсом, вошедшей в историю под именем Аркрайта. А получившийся "гибрид" - мюль, подобно тому как мул - это полуосел, полулошадь.

Машины Аркрайта получили название "ватерных станков" с тех пор, как на Кромфордской фабрике предприниматель заменил старый "конный двигатель" на водяное колесо. Благодаря теплым течениям близ острова Дерби река в том месте, где стояла фабрика, не замерзала, и колесо способно было работать круглый год. С этого времени термин "ватер-машина" закрепился за всеми подобного рода машинами, - машинами непрерывного действия.