57211 (610550), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Горизонтальні вироблення минали за допомогою буропідривних робіт, які в своєму розвитку зазнали великі зміни. Був винайдений новий вигляд вибухових речовин, вдосконалені способи підривання, упроваджені ефективні засоби буріння шпурів. Розвиток військової техніки привів до винаходу могутніх вибухових речовин: піроксиліну і нітрогліцерину. Піроксилін був відкритий X. Шенбейном в 1846 р., а нітрогліцерин - А. Собреро в 1847 р. Практично нітрогліцерин почав застосовуватися після того, як росіяни учені Н.Н. Зісіп и В.Ф. Петрушевський провели починаючи з 1854 р. ряд дослідів по його використанню. У 1867 р. А. Нобелем був винайдений динаміт. З 70-х років XIX ст. почало застосовуватися піроксилін.
Оскільки застосування відкритого вогню для займання порохових зарядів приводило до частих катастроф в копальнях і шахтах, в 1830 р. був запропонований вогнепровідний, або бікфордів, шнур, що дозволив значно понизити небезпеку вибухових робіт. Проте тільки винахід і впровадження в кінці XIX ст. електричного підривання в гірській справі дозволив забезпечити безпеку вибухових работ1.
Відомо, що на швидкість ведення робіт великий вплив робить спосіб буріння шнурок. Тривалий час буріння шпурів здійснювалося вручну. Перші спроби створення ударних перфораторів (бурильних молотків) відносяться на початок XIX ст. Спочатку був створений ударний перфоратор (перфоратор Іордана). У першій половині XIX ст. було створено: перфоратори, що приводяться в дію парою і водою. У 1849 р. вперше такий перфоратор сконструював американець Коуч, використавши при цьому елементи поршневої машини. Перший пневматичний перфоратор був створений в 1857 р. французьким інженером Соммелье. Це був перфоратор ударного типу. Хоча перші перфоратори для буріння і були винайдені на початку ХIX ст., проте в гірничій справі вони довго не отримували розповсюдження. Механізоване буріння шпурів обходилося в два рази дорожче.
1. Вперше досліди по застосуванню електричного підривання мін провів в 1812 р. П.Л. Шиллінг. Але в гірничій справі цей спосіб підривання набув поширення. значно пізніше - в кінці XIX - початку XX ст.
Основний процес видобутку вугілля - його виїмка - в першій половині XIX ст. проводився уручну - кайлом і обушком, іноді використовувалися буропідривні роботи. В цей час робилися тільки перші спроби механізувати цю найбільш трудомістку операцію
Врубова машина була заснована на принципі дії ударного перфоратора. Врубова машина ударного типу конструкції інженера Шрамма була змонтована на візку, який під час роботи закріплювався перед забоєм. Цей перфоратор міг переміщатися уздовж забою і подаватися вперед. Пізніше була зроблена спроба використовувати для врубу принцип свердлення свердлувальна бурова машина Нейбурга).
Найбільш ефективними виявилися врубові машини, в яких використовувався принцип дискової пили. Дискова врубова машина була запропонована англійським інженером Уорінгом. Різання вугілля здійснювали за допомогою зубків, насаджених на диск. Цю машину применяли для виробництва горизонтальних врубів. Практично дискова врубова машина була освоєна в Англії в 1802 р. Кращою врубовою машиною в 70-х роках XIX ст. була пневматична машина Вінстлея.
Попит на чавун вимагав вдосконалення і розвитку доменного виробництва. На початку XIX ст. домни зазвичай будувалися з товстим зовнішнім кам'яним кожухом, оскільки вважалося, що тонкостінні домни втрачають багато тепла. Печі з товстим зовнішнім кожухом володіли громіздкою ваговитою конструкцією. Будівництво їх було дуже складним і дорогим. З середини XIX ст. погляди на причини втрат тепла і доменних печах міняються. Вже в 41-х роках XIX ст. в Шотландії з'являються лікуй з більш тонким кам'яним, а потім і металевим кожухом. Шотландські печі були міцніші і довші за старі громіздкі печі, втрати тепла в них були менші, ніж в печах старої конструкції, а витрати палива зменшилися.
Удосконалюються апарати засипки шихти в домну. У 1850 р. англійський металург Паррі винайшов пристрій для завантаження доменної ночі у вигляді конуса або воронку із затвором. Конус Паррі рівномірно засипав сировину і добре уловлював гази і тому подібне Видозмінена конструкція цього апарату застосовується аж до наших днів.
В результаті удосконалення всього комплексу доменного виробництва з другої половини XIX ст. різко підвищилася його продуктивність. Добова продукція домни до кінця сторіччя збільшилася до 600т-. у 12 разів. Світова виплавка чавуну, що склала в 1800 р. близько 0,5 млн. т, досягла в 1850 р. приблизно 4,5 млн. т, а в 1900 г. - 40,7 млн. т.
Принцип регенерації тепла і опалювання печі газом використаний і своїй роботі французький металург Пьер Мартен (1824-1915). У 1.8(54 р. у Франції була вперше пущена в експлуатацію побудована Мартеном регенеративна полум'яна пекти. Суть мартенівського процесу полягає в тому, що сталь проводиться на череню регенеративних пламенних, що співається шляхом переробки в них чавуну і сталевої ломи (скрапу). У мартенівській печі відбувається не просто плавка завантажених матеріалів: до самого кінця процесу йде в печі хімічна взаємодія між металом, шлаком і газом.
У цей період своє подальший розвиток отримує прокат чорних металів, особливо прокат рейок, а також прокат різних профілів металу для різноманітних потреб будівництва. Прокат металу здійснювався за допомогою особливих верстатів - прокатних станів.
У 30-40-х роках ХТХ ст. в зв'язку " масовим залізничним будівництвом в Европе вперше починається прокат залізничних рейок. у 1854 р. на заводах Круппа. Потім в Германії, в Сааре, в 1856-1857 рр. був встановлений прокатний стан для плющення крупних балок. У 1857 р. в США був вперше сконструйований могутній тривалковий прокатний стан спеціально для плющення рейок.
3.2. Машини на електричній енергії
Окрім широкого використання електрики в техніці зв'язку в цей період робляться спроби застосувати електрику для цілей освітлення, створити електричні генератори і електричні двигуни. Придатність електрики для освітлення була доведена ще в 1802 р. російським вченим Петровим. Тільки у 40-х роках XIX ст. з'явилися багаточисельні конструкції електричних ламп з| тілами розжарювання з платини, іридію, вугілля, графіту і тому подібне
У цей період ведуться роботи і по використанню для освітлення електричної дуги. Трудність вирішення цієї проблеми полягала в необхідності регулювання відстані між кінцями електродів, що горіли. У 1840 р. француз Лршо створив дугову лампу з автоматичним регулятором. У Росії над цією проблемою працював винахідник А.І. Шпаковський, дугова лампа якого в кінці XIX ст. якийсь час з успіхом використовувалася для освітлення п Москві. Перші спроби застосування електроенергії для освітлення належать ще до початку XIX ст. Петров, що спостерігав в 1802 р. явище електричної дуги, вперше вказав на можливість її широкого використання для освітлення. Створення джерела світла, що діє за принципом розжарювання провідника струмом, тобто лампи розжарювання, з'явилося першим кроком по шляху практичного застосування електрики для потреб освітлення. Найраніша за часом лампа розжарювання була створена французьким ученим Деларю в 1820 р. Вона була циліндровою трубкою з двома кінцевими затисками для підведення струму, в ній розжарювалася платинова спіраль.
Видатний американський технік-винахідник Т. Едісон (1847-| 1931), ознайомившись з пристроєм ламп Лодигина, також зайнявся їх вдосконаленням. Після декількох років напруженої роботи в 1879 р. Едісону вдалося отримати достатньо добру конструкцію лампи розжарювання вакуумного типу з вугільною питтю. Для свого часу лампа Едісона була достатньо економічним електричним джерелом світла, дія якого могла тривати безперервно протягом декількох сотів годинника.
Електростатичний генератор був винайдений Л. Отто фон Геріке ещо в 1650 р. Цей генератор складався з кулі, що оберталася, зробленої з сірки. При терті тара рукою збуджувалися електричні заряди. Генератор Геріке давав струм украй слабкої сили, хоча на нім і можна було отримати заряд високої напруги. Велике значення для удосконалення генераторів мали гальванічні елементи, винайдені в 1800 р. італійським ученим Вольта. Гальванічні елементи з'явилися новим джерелом електричного струму. Користуючись ними, ряд учених (російське Ст. Ст. Петров, англієць Р. Деві) зробили важливі відкриття в області електротехніки. Впродовж тривалого часу електрохімічний генератор грав вирішальну роль в якість джерела струму в техніці електричного зв'язку.
Вирішальне значення для створення електромагнітного генератора мало відкриття англійським вченим Фарадеєм в 1831 р.
З кінця 30-х років XIX ст. у всіх країнах Европи, а також в США почалися роботи по конструюванню електромагнітних генераторів електричного струму. Зусилля винахідників були спрямовані головним чином на удосконалення індуктора, що створює магнітне поле, і якоря, який, переміщаючись в магнітному полі, сприяв виникненню електричного струму.
Вирішальним в створенні генераторів великої потужності був винахід машини з самозбудженням, в якій живлення здійснювалося за рахунок струмів, що утворюються в самій машині. Перші генератори з самозбудженням були створені данським винахідником Хиортом (1854 р), англійськими винахідниками Барлєєм (1860 р) і Уїтстоном (1866 р), а також німецьким інженером Сименсом (1876 р).
Паралельно із створенням генератора йшла робота над удосконаленням конструкції електродвигуна. Оригінальну конструкцію електродвигуна створив Б.С. Якобі в 1834 р. (мал.89). Важливим етапом у вдосконаленні електродвигуна був винахід в 1860 р. італійським ученим Починоті двигуна з кільцевим якорем, що обертався. Таким чином, в період з кінця XVIII ст.д.о 70-х років XIX ст. були зроблені найважливіші винаходи і відкриття, які, не отримавши широкого практичного застосування у момент своєї появи, стали основою, на якій грунтувався технічний прогрес подальшої епохи.
Винахід електричної зварки металів
Розвиток електротехніки викликав до життя новий спосіб обробки металів - електричну зварку, вперше застосовану в 1867 р. американським електротехніком Томсоном.
Томсоп пропускав електричний струм великої сили, але незначного напруження, через два шматки металу, призначеного для зварки і розташованого так, щоб вони стикалися в місці зварки. Опір проходженню струму в місці стику шматків металу викликало виділення тепла, достатнього для зварки металевих частин. Проте цей спосіб зварки металів, названий пізніше контактним, не набув в цей час широкого поширення.
Російські винахідники електричної зварки Н.Н. Бепардос (1842-| 1905) і Н.Г. Славянов (1854-1897) пішли по| іншому шляху.
Для електрозварювання вони застосували електричну дугу, тобто використали явище, при якому між тими, що зближують вугільним і металевим електродами виникає яскраве полум'я величезної температури, яке і розплавляє метал.
Найчудовішим винаходом Н.Н. Бенардоса був спосіб електрозварювання, запропонований їм в 1882 р. і названий "електрогефест". Бенардос з'єднав один полюс сильної електричної батареї з вугільним електродом, а інший - із зварюваним металом. Як тільки він підносив електрод до металу, спалахувала яскрава дуга, що розплавляла краї зварюваних швів. У місці з'єднання утворювався шов, що являє собою смужку сплавленого металу.
Характерної особливістю техніки даного періоду було підвищення ролі електрики. У енергетиці були зроблені найбільші винаходи, що забезпечили колосальний технічний прогрес XX в Новий вигляд енергії і новий тип універсального теплового двигуна - парова турбіна - ось|от| найголовніші досягнення енергетики, що вплинуло, революціонізувало, на всю техніку цієї епохи.
Винахід раціонального генератора допоміг вирішити проблему електричного освітлення (лампи Лодигина, Яблочкова, Едісона, Кржіжіка і ін).
(В ході робіт над удосконаленням електричного освітлення було зроблено багато важливих відкриттів і винаходи. Була розроблена схема дроблення "електричного світла", винайдений трансформатор, був вперше застосований змінний струм і так далі Ці нововведення сприяли практичному дозволу питання про централізоване виробництво електроенергії і передачі її до віддалених місць.|
Проблема передачі електроенергії на далекі відстані розроблялась в основному в 80-х роках XIX ст. |ст|
В кінці XIX ст. проблема передачі електроенергії на великі відстані була в основному вирішена. Технічним засобом, що дозволив, її, з'явилося застосування змінного струму, спочатку однофазного, потім двофазного і, нарешті, трифазного, передача якого виявилася найбільш вигідною і зручною. Система трифазного струму була запропонована російським інженером М.О. Доліво-Добровольським.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
