Победное шествие механического ткачества

Механический ткацкий станок Картрайта был еще настолько несовершенен, что не мог представлять реальной угрозы ручному ткачеству. «Тканье кисеи было ремеслом джентльмена. Всем своим видом ткачи походили на высших офицеров: в модных сапожках, гофрированной рубашке и с тросточкой в руке они отправлялись за своей работой и иногда привозили ее в карете» — так писал один английский писатель конца XVIII века [35].

Однако бурное развитие хлопчатобумажной промышленности вызвало большой приток людей в ткачество. Этому ремеслу учили в тюрьмах, домах для сирот, бедных и т. п. В Ланкашир и Глазго хлынул поток бедствующих ирландцев, что вызвало катастрофическое ухудшение положения ткачей вследствие падения цен. В 1800 году Палате общин пришлось провести специальное расследование по этому вопросу.

Падение оплаты труда ткачей началось еще до того, как механические ткацкие станки стали конкурировать с ручными. Затем процесс ускорился. Но время работало на механический станок.

Далее повествование удобнее вести в хронологическом порядке. Почти одновременно с Англией велись работы в Шотландии. Врач Жеффрей из Пейсли в 1789 году изобрел станок, основанный на тех же принципах, что и станок Картрайта. Пружина на боковой части коробки удерживала челнок от отскакивания в зев. В этом же году заявку на выдачу патента подал Остин. В 1798 году один из его станков работал на фабрике Монтейта в Поллокшоу, не далеко от Глазго. Позднее Монтейт сделал пристройку еще для 30 станков, а в 1800 году построил здание на 200 станков. Движение основным механизмам станка передавалось с помощью кулачков. На каждой стороне станка было установлено по специальному кулачку для погонялок.

Другие кулачки приводили в движение ремизки и батан. Слабым местом в конструкции было то, что для обратного движения использовались пружины или грузы, а положительной особенностью — размещение оси батана внизу станка, что сделало его более компактным. Станок был оснащен нитенаблюдателями, так что один ткач с мальчиком мог обслуживать 5 станков при выработке грубых и 3—4 станка при выработке тонких тканей. Станок работал со скоростью около 60 уточин в минуту. Хотя стоимость станка Остина по сравнению с ручным станком того же размера была в 1,5 раза выше, станок был экономически выгодным благодаря более высокой производительности. В 1790 году, улучшая свой станок, Жеффрей ввел торможение челнока ремнем.

Следующий год принес три патента. В первом Ричард Гортон предложил станок с кривошипным валом и устройством останова станка при отсутствии челнока в коробке «для выработки одного или нескольких кусков одновременно как вручную, рычагом, паровой машиной, так и с по мощью водяного колеса» [43J. Интересной особенностью станка было шлихтование основы с помощью щеток и ролика, вращавшегося в квадратной коробке со шлихтой. С. Т. Вуд запатентовал метод прокидки челнока с помощью рычагов аналогично тому, как это было на станке де Женна. Третье предложение было курьезным: на механическом станке Стефена Долинона ткачество производилось перемещением станка вверх и вниз под действием силы тяжести.

В 1792 году Эндрю Киллок с помощью столяра и часовщика сделал в Глазго станок, работавший от рукоятки. Вскоре он изготовил 40 станков такого типа с небольшими усовершенствованиями, которые работали и в 1845 году в Поллокшоузе и Пейсли. В 1800 году Киллок установил 170 станков на фабрике в Стейлибридже. В 1812 году, когда ткачи сожгли фабрику, ему едва удалось избежать смерти.

Постоянные поджоги фабрик вынудили промышленников строить кирпичные здания. Первая такая фабрика в Англии была построена Страттом из Дерби.

В 1794 году станок, не получивший поддержки промышленников, изобрел Белл из Глазго. Роберт Миллар из этого же города 6 июня 1796 года получил патент на станок, оснащенный новым предупредителем, прототипом со временных замочных механизмов. Через два года свой механический станок изобрел Тоуд из Болтона.

Первым механическим станком, вошедшим в широкое употребление, стал станок Уильяма Хоррокса из Стокпорта, запатентованный им в 1803, 1805 и 1813 годах. Этот станок получил название коленчатого или шотландского.

В 1805 году Джонсон из Престона запатентовал вертикальный механический станок с ткацким навоем, расположенным внизу, и товарным валиком, расположенным вверху. Следует отметить, что в промышленности эти станки не появились, даже после усовершенствований, сделанных в 1807 году. Джонсон тем не менее продолжал работать и в 1846 году вместе с Райдом предложил прокладку двух челноков при образовании двойного зева. В этом же патенте было предложено одно из первых в мире устройств для автоматической смены утка.

Механический станок, способный вырабатывать ткань, но невыгодный в использовании, создал в 1806 году Масси из Эксетера. В этом же году Питер Марсленд предложил станок с двойным кривошипом, который кроме него так никто и не использовал, и в первую очередь из-за сложности конструкции.

Английские промышленники не торопились внедрять механические станки, но мало-помалу после изобретений Хоррокса стали появляться фабрики, целиком оснащенные механическими ткацкими станками. В 1806 году такая фабрика с приводом от паровой машины была построена в Манчестере, две другие — в Стокпорте и в 1809 году — в Западном Хоктоне. В 1818 году в Манчестере и его окрестностях было 14 фабрик, на которых было установлено около 2 тысяч механических ткацких станков, в 1821 году — 32 фабрики с 5732 станками.

Коренным образом улучшил станок Хоррокса в 1822 году Ричард Робертс из Манчестера, один из выдающихся механиков XIX века. Станок Робертса стали выпускать быстро возникавшие в то время машиностроительные заводы в Болтоне, Манчестере, Холле и других городах. На станке использовался кулачковый зевообразовательный механизм с наборными дисками, новым был и механизм отпуска основы. Среди других получивших широкую известность текстильных изобретений Робертса — сельфактор (прядильная машина периодического действия) 1825 года.

Ткацкий станок Робертса завершил собой технический переворот в ткацком производстве, хотя, конечно, были и другие идеи. Так, в 1830 году Д. Г. Сэдлер запатентовал станок, который работал от маятника, периодически подталкиваемого рукой.

Среди французских изобретателей можно отметить де Берга, представившего на выставку 1827 года «механические ткацкие станы, отличающиеся простотой, хорошим действием и умеренностью цены» [4].

Резко возросла общая патентная активность во Франции. Если в 1820 году было выдано 118 патентов, то в 1836 году— 405.

Большой вклад в развитие механического ткачества внесли немецкие изобретатели. Первый механический льно-ткацкий станок, работавший от конного привода, изобрел Якоб Бодемер. Несколько раз его станки уничтожались рабочими, пока правительство не объявило о поощрении установки таких станков и о поддержке Бодемера в его начинаниях. Первые машиностроительные заводы в Германии по выпуску механических ткацких станков возникли в Зенхейме, Гуебвиллере, Хемнице и других местах.

Наибольший вклад в развитие немецкого механического ткачества внесли братья Шёнхер и в особенности Луи Шёнхер, родившийся 22 февраля 1817 года в Плауене в Фогтландии в семье ткача. Вначале Луи помогал братьям в их изобретательской работе. Всеобщее внимание, например, привлекла машина для выработки тюля, изобретенная Вильгельмом в 1830 году. Братья получили пособия от саксонского и русского правительств для продолжения своей изобретательской деятельности, что позволило Вильгельму сконструировать механический ткацкий станок. Помимо Германии станок был установлен в Брэдфорде (Англия), где работал со скоростью 100 оборотов в минуту при ширине ткани около метра. После того как Луи прослушал курс в Дрезденской политехнической школе, братья послали его в Англию для помощи в установке станков Вильгельма в Лидсе и Манчестере. По возвращении Л. Шёнхер основал компанию по выпуску ткацких станков. Тогда же началась его работа по созданию сукноткацкого станка.

В 1849 году Л. Шёнхер из-за отсутствия денежных средств перешел работать на завод Р. Хартманна, где руководил производством своих станков. Через три года он вновь начал собственное производство, в 1857 году был выпущен его тысячный станок. Л. Шёнхер непрерывно совершенствовал конструкцию и разрабатывал новые модификации. Так, в 1861 году был выпущен первый двухчелночный станок для букскиновых* [Buckskin (англ.) – буквально оленья кожа] тканей (шерстяных тканей атласного переплетения). Его четырехчелночный двусторонний станок получил главный приз на Лейпцигской выставке шерстяной промышленности в 1880 году. Кроме различных типов сукноткацких станков Л. Шёнхером были созданы войлочный и прутковый станки для выработки бархата, станок для выработки плюша, различные машины приготовительного отдела ткачества. Умер Л. Шёнхер 8 января 1911 года в Тосфелле. Работу по созданию и выпуску нового ткацкого оборудования продолжили его сыновья.

Крупный вклад в ткачество внес Д. Бонелли, запатентовавший в 1853 году во Франции и в 1854 году в США станок с электрическим приводом. Аналогичный станок в 1879 году представил Вернер Сименс.

В «Журнале мануфактур и торговли» приведены результаты сравнительных испытаний нескольких типов механических ткацких станков, установленных в Эльзасе: 1) Робертса производства завода А. Кехлина, 2) Журдена, 3) Диксона и 4) Гейльмана [10].

Станок Робертса был признан самым прочным и точным из всех известных станков, его отличала хорошая регулировка батана. Недостатком станка считали небольшую высоту зева, что требовало сильного натяжения основы. Для устранения недостатка первоначальной конструкции завод А. Кехлина увеличил длину склиза батана, что обеспечило более поздний вход челнока в зев. Однако вряд ли это усовершенствование было правильным. Станок имел большую высоту, что требовало для работы на нем работника большого роста. При переводе ремня на запасной шкив главный вал делал еще несколько оборотов, для остановки батана рукою, как это делалось в то время, требовалась достаточная сила. Однако большая масса махового колеса и обеспечивала ту равномерность движения, которая отличала станок. Завод А. Кехлина выпускал станки в двух вариантах: с нижним и верхним приводом. Вопрос о лучшем приводе остался открытым, так как у каждого типа привода были свои преимущества и недостатки. Считали, что верхний привод удобнее для подмастерья, а нижний — для ткача.

Станок Журдена отличался от всех других отсутствием «приводной оси» (вероятно, главного вала). Движение ба тану передавалось от главного привода посредством двух рычагов и колес. Такой привод позволил снизить цену станка, однако отсутствие махового колеса и вследствие этого неравномерность хода приводили к частым разладкам. Станок низок, компактен, с механизмом нижнего боя, обладает низким уровнем шума. Среди достоинств станка называли то, что обслуживать его мог ребенок (ранее это было большим достоинством).

Автор статьи не видел станок Диксона в работе, но он сообщил, что на нем с успехом пробовали ткать миткаль более тонкий и широкий.

Станок Гейльмана без махового колеса наиболее прост по устройству. Рациональная высота зева не требовала излишнего натяжения основы для обеспечения чистоты зева, боевой механизм нижнего боя с одновременным ударом обоих гонков, что сокращало время на розыск раза. На за воде Кехлина к станку приделали маховое колесо, однако, по мнению автора статьи, в этом случае необходимо упрочнение крепления колеса, передающего движение батану. На фабрике Н. Кехлина в станок внесли изменения, оставив только один главный вал, от которого получали движение все части станка.

На основе результатов сравнительных исследований станков Робертса и Гейльмана в трех модификациях была признана целесообразность оснащения станка маховым колесом и доказано, что станки с маховым колесом потребляют энергии не больше, чем без него.

В США внедрение механических станков началось с 1812 года после патентов Д. Лимана, Ф. К. Лоуэлла и Д. Торпа. В 1815 году Ф. К. Лоуэлл основал в Уолтхэме первую в США механическую прядильно-ткацкую фабрику. В этом же году он получил еще два патента на механические станки в соавторстве: в первом — с П. Муди, во втором — с П. Джексоном. Станки Лоуэлла представляли собой модификации станка Хоррокса.

Свой вариант станка Хоррокса несколько позднее предложил У. Джилмор. На станке Лоуэлла подъем и опускание ремизок осуществлялись посредством эксцентрика, а на станке Джилмора — через кривошип. Джилмор, нуждаясь в деньгах, продал чертежи своего станка за 10 долларов Д. Вилкинсону, который стал выпускать станки под названием шотландских ценой в 70 долларов, в то время как цена станка Лоуэлла составляла 300 долларов. Конструкции механических станков непрерывно совершенствовались в сторону упрощения и удешевления. В 1818 году станок Ю. Уоррена стоил уже 10 долларов. В этом станке ткань отводилась назад при одновременном отпуске основы.

В 20-е годы XIX века в США были изобретены механические станки для ткачества металлических сеток (Д. Гастин) и шашечных тканей (Ю. Берт). Интересно отметить, что 15 июля 1829 года Д. Арнольду был выдан патент на «способ формирования ткани без прядения и ткачества». Кажется, это первый патент в мире на получение нетканого материала.

В 1823 году Аза Арнольд из Род-Айленда сделал одно из самых важных изобретений в машиностроении, запатентовав дифференциальный уравнитель, который был использован им для регулирования скорости вращения ровничной бобины. В Англии этот механизм был запатентован Хаулсуортом в 1826 году. В 1825 году П. Муди ввел ременную передачу вместо зубчатой от вала двигателя к валам, находящимся на нескольких этажах.

С 1831 года отдельные виды американских станков стали превосходить английские и их начали ввозить в Англию. В течение 1850—1863 годов в США было выдано 270 патентов на новые конструкции ткацких станков и усовершенствования к старым. Следует отметить, что начиная примерно со второй половины XIX века патентная активность в США резко возросла. Например, в период 1852—1854 годов и с ноября 1856 года по ноябрь 1857 года в России было выдано соответственно 97 и 24 патента, из которых русским принадлежало 56 и 13 патентов. В США за этот же период было получено 4500 заявок, на которые было выдано 2900 патентов.

По данным «Журнала мануфактур и торговли», среднее количество привилегий, выдаваемых в год по Департаменту мануфактур и внутренней торговли (небольшое количество привилегий выдавалось по Министерству Государственного имущества) — 33, за аналогичный период 1837—1865 годов в США— 1688 [9]. Из общего числа привилегий собственно русским подданным принадлежало около пятой части. Цифры показывают удручающее положение в России в области изобретательства, которому царское правительство не уделяло никакого внимания.

Во второй половине XIX века значительный вклад в механическое ткачество внес Д. Кромптон из Ворчестера (США). Сконструированный им многочелночный станок экспонировался на Всемирной выставке в Париже в 1867 году и привлек большое внимание специалистов. Ста нок имел целый ряд оригинальных решений и получил широкое распространение в последующие годы.

Среди лентоткацких станков появилась довольно интересная конструкция Пойзера, которую некоторые авторы XIX века называли одним из самых примечательных изобретений столетия в механическом ткачестве, предсказывая, что станок сделает эпоху в конструировании ткацкого оборудования. Забегая вперед, отметим, что этого не случилось. Однако станок довольно оригинален.

Во-первых, значительно уменьшены габаритные размеры станка. Так, например, ширина станка составляет 35 см, в то время как ширина обычного станка 137—153 см. Примечательной особенностью является прокладывание челнока позади берда, которое для прибоя уточины открывается. Прокладка уточины осуществляется шпрынкой челнока, действующей как нитеводитель, рядом с предыдущей уточиной, обеспечивая их параллельность. Введение челнока в зев принудительное, что позволило уменьшить нагрузки и увеличить скорость станка до 600—800 ударов батана в минуту. Этому способствует также небольшая амплитуда движения батана (1,25 см), что в 12 раз меньше, чем на обычном станке. Зевообразовательный механизм позитивный, ремизки устойчиво двигаются в направляющих. Нити основы сходят со шпулярника, причем каждая нить имеет свой механизм самоостанова. Величина отвода ткани легко и быстро регулируется без потерь времени, как это бывает при использовании сменных шестерен. Товарный регулятор позитивного типа. К сожалению, в книге Р. Бимо [34], из которой взято описание, нет рисунка, иллюстрирующего устройство этого интересного станка.

Свой вклад в развитие механического ткачества внесли русские изобретатели, однако, к сожалению, их достижения так и не вышли за пределы страны. В «Журнале мануфактур и торговли» [17] сообщалось о работе механических сукноткацких станков Нестерова на фабрике П. Александрова:

«В построении механических станков для тканья сукна много опытов было сделано в Англии и других странах, но ни один не был увенчен полным успехом; поэтому механические станы для сукна за границей не упротребляются. Тем более надлежит обратить внимание на станы этого рода, введенные на фабрике П. М. Александрова (Калужская губерния, Жиздринский уезд). Г. Нестерову, механику фабрики, принадлежит честь введения этого стана. Он установил 20 станов, которые были в действии в течение всего прошлого года.

...Добротность сукон, выработанных на механических станах, в такой степени превзошла сукна, изготавливаемые на обычных (ручных) станах, что Александров решил впредь все сукна свои вырабатывать только на станах механических и заказал Нестерову изготовить еще 200 станов, которые должны быть пущены в 1837 г.».

Производительность станка составляла 70 сантиметров сукна в час при средней плотности по утку 120—150 нитей на дециметр. На станках вырабатывали ткань шириной три аршина (210 сантиметров), обслуживал его один человек, «но, привыкнув, рабочий справляется с обслуживанием двух станов». К сожалению, других упоминаний в русской литературе об этом, безусловно, интересном станке мы не нашли.

В Европе промышленный выпуск механических сукно-ткацких станков Шёнхера был начат в 1836 году. Станок имел ширину около 200 сантиметров и делал 100 прокидок утка в минуту. В 1841 году был создан широкий станок с шириной 280 сантиметров, работающий со скоростью 50 ударов батана в минуту. Массовое внедрение станков Шёнхера началось лишь в 1849—1852 годах.

Еще одну русскую конструкцию механического сукно-ткацкого станка изобрел мастер Иван Мазин с московской фабрики Новикова. Станок Мазина был выставлен на Московской промышленной выставке 1843 года. В обозрении выставки об этом станке говорилось так: «Само ткацкий суконный станок, изобретенный крестьянином Мазиным. Самое начало, на котором основано устройство станка, очень хорошо... Вполне заслуживает поощрения» [12]. О станках Мазина на фабрике Новикова есть упоминание и в обзоре выставки 1849 года.

Общей тенденцией развития ткацких станков и усовершенствований к ним было упрощение и удешевление конструкции, а также расширение ассортиментных возможностей станков. Вначале механические ткацкие станки использовали только для выработки гладких тканей, затем число ремизок было увеличено до 12, для сложных тканей были созданы зевообразовательные каретки на 43 ремизки. Часто к механическим ткацким станкам припасовывали жаккардовые машины. К концу XIX века на механических станках можно было вырабатывать практически любые ткани в соответствии с изменяющейся модой. Усиление конкуренции на рынке ткацких станков требовало также повышения их скоростного режима и надежности в работе.

Создание механического ткацкого станка вызвало к жизни появление целого ряда машин в приготовительных отделах ткачества. Кроме того, в 1833 году Джошуа Хайлман изобрел мерильно-складальную машину, завершив таким образом создание комплекса машин ткацкого производства.

В 1813 году в Великобритании было 100 шлихтовальных машин и 2400 механических станков, однако особого преимущества перед ручным оборудованием они не имели, что дало основание одному из писателей того времени заметить, что «до тех пор, пока английская пряжа поступает в Индию без каких-либо ограничений, все попытки улучшить паровые станки будут безуспешны, а вложение денег и оборудования в это дело расточительно. Индийцы будут получать нашу пряжу, ткать и возвращать ткани в Англию, продавая их по ценам ниже наших со всем нашим хваленым оборудованием — всякими паровыми станками и приготовительными машинами» [33]. Однако жизнь опровергла эти прогнозы.

Вот цифры, характеризующие динамику роста числа механических ткацких станков в Англии: 1820 год— 12,5 тысяч, 1825 год — 30 тысяч, 1835 год — 85 тысяч, 1866 год — 500 тысяч.

Широкое распространение механических станков в первой половине XIX века объяснялось возросшим техническим уровнем станков и значительным ростом их производительности. Ткач с помощью девочки 12 лет мог обслуживать 4 механических станка и ткать 18 кусков простынного полотна в неделю, в то время как на ручном станке за это же время он мог соткать только два куска. Кроме того, механические станки обеспечивали и лучшее качество ткани вследствие равномерного прибоя.

В 1878 году в мире насчитывалось около 1 миллиона 215 тысяч механических станков, из них около 800 тысяч в Англии, в США — 175 тысяч, в России вместе с Польшей — 41 тысяча, во Франции — 82 тысячи, в Германии — 80 тысяч станков.

Бедственное положение ткачей, занимающихся ручным ткачеством, в связи с широким внедрением механического ткачества всесторонне исследовал К. Маркс. Он писал в «Капитале»: «Всемирная история не знает более ужасающего зрелища, чем постепенная, затянувшаяся на десятилетия и завершившаяся, наконец, в 1838 г. гибель английских хлопчатобумажных ткачей. Многие из них умерли голодной смертью, многие долго влачили существование со своими семьями на 2 1/2 пенса в день» [2, с. 441]. Эта небольшая выдержка дает возможность почувствовать весь трагизм положения людей, ставших безработными. Но еще в более страшном положении оказались индийские ткачи, чьи ткани не могли конкурировать с дешевыми фабричными тканями. В результате колониальной политики Англии насыщение рынка фабричными тканями произошло здесь за короткое время. К. Маркс привел выдержку из донесения генерал-губернатора Ост-Индии: «Бедствию этому едва ли найдется аналогия в истории торговли. Равнины Индии белеют костями хлопкоткачей» [2, с. 442].

Ранее уже отмечалось взаимное влияние прядения и ткачества, обусловившее стимулирование развития обеих отраслей производства. Однако переворот в ткачестве повлек за собой изменения и в отделочном производстве. Как отметил К. Маркс, «машинное прядение выдвинуло необходимость машинного ткачества, а оба вместе сделали необходимой механическо-химическую революцию в белильном, ситцепечатном и красильном производствах» [2, с. 395]. В 1785 году К. Л. Бертоле предложил отбеливать ткани хлором. Позднее новый способ получения белильной извести изобрел английский химик С. Теннант. Вследствие возрастающих потребностей отделочного производства возникли производства соды, серной и соляной кислот.

Развитие механических процессов текстильного производства вызвало крупные сдвиги в горном деле и металлургии, положило начало новой отрасли промышленности — машиностроению и стимулировало работы по созданию практичных паровых двигателей. В совокупности все это и называется промышленным переворотом, или промышленной революцией. В свою очередь технический переворот в сфере промышленного производства требовал крупных изменений в транспортных средствах.

Характерной чертой промышленной революции конца XVIII — начала XIX века было почти полное отсутствие связи техники и науки, поэтому ее часто и называют технической революцией. В особенности это касается ткацкого производства, где все изобретения были сделаны эмпирически без какого-либо теоретического обоснования.

Изобретение механического ткацкого станка было последним звеном в техническом перевороте в текстильной промышленности XVIII века. Хотя Картрайт и не создал новой системы ткачества и заслугой его было только оснащение ткацкого станка механическим приводом, значение изобретения трудно переоценить. Станок Картрайта завершил создание необходимых технических условий для перехода от мануфактуры к машинному производству.