Реферат паровая машина ползунова

Обновлено: 05.07.2024

Работа содержит 1 файл

Паровые машРеферат.doc

История паровых машин

Еще одним замечательным устройством Герона Александрийского был привод дверей храма, открывающихся под действием огня зажженного на алтаре. При детальном разборе в этой сложной системе механизмов мы можем увидеть первый паровой насос.

Все тепловые машины созданные Героном Александрийским использовались лишь в качестве игрушек. Они не были востребованы в свое время.

Настоящая история паровых машин начинается лишь в 17 веке. Одним из первых, кто создал действующий прообраз паровой машины, был Дени Папен. Паровая машина Папена , была фактически лишь набросками, моделью. Он так и не сумел создать настоящую паровую машину, которая могла бы использоваться на производстве. Но его труды не были забыты на тысячелетия как труды Герона. Все его идеи нашли применение в следующем поколении паровых машин.

В 1712 году, мир увидел паровую машину Томаса Ньюкомена . Паровая машина Ньюкомена вобрала в себя лучшие идеи из паровой машины Папена и парового насоса Севери. В ней для совершения движения применялся паровой цилиндр с поршнем как в паровой машине Папена. При этом пар получали отдельно, в паровом котле, как в паровом насосе Севери.

Несмотря на серьезный прорыв в создании паровых машин, свое основное распространение машина Ньюкомена получила только как привод для водяных насосов. Главные недостатки, паровой машины Ньюкомена заключались в ее огромных размерах и большом потреблении угля. Попытки применить ее для привода пароходов не увенчались успехом.

Более 50 лет паровая машина Ньюкомена оставалась неизменной. В 1763 году, Джеймсу Уатту, работавшему механиком в университете Глазго, предлагают починить паровую машину Ньюкомена. В процессе работы с машиной Ньюкомена, Уатт приходит к мысли, что неплохо бы ее усовершенствовать.

Во-первых, Уатт решает, что паровой цилиндр надо держать постоянно горячим. Так можно будет сократить расход угля. Для этого он создает конденсатор для охлаждения пара. Следующее, что он делает, изменяет принцип работы парового цилиндра. Если в паровой машине Ньюкомена рабочий ход машина свершала под действием атмосферного давления, то в паровой машине Уатта, поршень свершал рабочий ход под действием давления пара. Благодаря этому можно было увеличить давление в цилиндре и уменьшить размер паровой машины.

В 1773 году, Уатт, строит свою первую действующую паровую машину. А в 1774 году, совместно с промышленником Метью Болтоном, Уатт открывает компанию по производству паровых машин. Дела шли успешно и Болтон, просит Уатта создать паровую машину для своего нового листопрокатного завода.

В 1884 году, Уатт создает первую универсальную паровую машину . Ее основное назначение – привод промышленных станков. С этого момента, паровая машина перестает быть привязана к угольным шахтам. Ее начинают применять на заводах, устанавливать на пароходы, создавать поезда.

Именно паровая машина Уатта совершила технологический прорыв в технике. Она открыла новую эпоху в истории техники – эпоху паровых машин.

Многие называют Джеймса Уатта, первым создателем паровой машины. Но мы ведь с вами знаем, какова была истинная история паровой машины.

На основе интернационального труда названных и многих иных изобретателей и исследователей удалось создать на рубеже XVII--XVIII в. первые промышленные установки, в которых за счет тепловой энергии получали механическую. Однако эти установки были пригодны исключительно для подъема воды. В лучшем случае при помощи их можно было накачать воду в какой-либо резервуар, а затем пускать ее на Прадедовское водяное колесо, которое и приводило в действие заводский механизм. Это были всего лишь, как их справедливо называли, огнедействующие насосы.

Для дальнейшего движения по пути технического прогресса необходимо было создать новую машину, способную за счет превращения тепловой энергии в механическую непосредственно приводить в действие любой заводской механизм.

Проект первой в мире паровой машины, способной приводить в действие любые рабочие механизмы, предложил 25 апреля 1763 года русский изобретатель И.И. Ползунов, механик на Колывано-Воскресенских горнорудных заводах Алтая.

Биографическая справка великого инженера

(1728, Екатеринбург — 27 мая 1766, Барнаул) — русский изобретатель, создатель первой в России паровой машины и первого в мире двухцилиндрового двигателя.

Он родился в 1728 г. в Екатеринбурге. Его отец был солдатом Екатеринбургской роты. Он учился 6 лет в словесной и арифметической школах при Екатеринбургском металлургическом заводе.

В 1742 г. Ползунову пришлось преждевременно и притом навсегда покинуть школу. Его заставили прервать учебу и пойти на Екатеринбургский завод, где он получил должность гиттеншрейбера, то есть плавильного писаря . Работа эта не только техническая, так как юноша узнавал, сколько и какой руды, угля, флюсов нужно для плавки в той или иной печи, знакомится, хотя и теоретически с режимом плавки. В библиотеке он знакомится с трудами М. В. Ломоносова, а также изучает устройство паровых машин

Водяное колесо -- ведущий двигатель тогда во всем мире -- здесь было основным. А применение водяного колеса привязывало завод к плотине, ставило производство в зависимость от времени года и по целому ряду статей ограничивало развитие его. Это было, как впоследствии выразился Ползунов, доподлинное "водяное руководство".

В 1748 г. он приехал на Алтай для работы на Колывано-Воскресенских заводах. "Водяное руководство" он увидел и здесь. Приходилось учиться у плавильной печи, в руднике, перенимая опыт и знания у практиков, ведь ни вузов, ни техникумов, ни даже школ на Алтае в ту пору не было, как не было технической литературы на русском языке. Кроме изучения различных горных работ Ползунов именно здесь впервые проявил себя как изобретатель. Он принял участие в постройке близ плотины новой лесопилки. Пильная мельница была первым заводским сооружением, возведенным под руководством И.И.Ползунова. Ползунов сумел сам, в свободное от занятий время, овладеть передовой наукой и техникой того времена. Он стал знатоком практики и теории технических дел. Он все время стремился улучшать поручаемые ему дела, ввел много новшеств, изобретений.

В алтайской глуши к шестидесятым годам XVIII в. сформировался замечательный человек Изобретатель и конструктор, технолог ц машиностроитель, строитель пильных мельниц и рудотолчейно-промывальных предприятий, знаток руд и строительных материалов, опытный горняк и металлург, механик и математик, физик и метеоролог, мастер тонких опытов и искусник в приборостроении, педагог и график -- таким был этот выдающийся представитель русской технической мысли. Своим трудом он сам накопил обширные познания, познакомился с передовой русской и зарубежной литературой, стал человеком широкого кругозора и великих революционных дерзаний, твердо стоящим на почве действительности.

Он видел, что народу живется плохо, и задумал, если ее при жизни своей, то хотя бы в будущем облегчить народный труд: "Облегчить труд по нас грядущим".

Он рассуждал так: для того чтобы народу легче жилось, страна должна стать возможно более богатой, а для этого необходимо иметь возможно больше заводов, фабрик и мануфактур. Развитие же производства упиралось тогда в слабость техники, прежде всего в то, что основным двигателем являлось старое водяное колесо, привязывавшее заводы к рекам, да притом не ко всем, а только к немногим, удобным для использования их водяных сил ограниченными техническими приемами того времени.

Казалось, что нет выхода из этого тупика. Но выход был найден. Ползунов решил: необходимо создать новую технику. В век, когда во всем мире господствовало водяное колесо, он задумал "водяное руководство пресечь", освободить производство от рабской зависимости от старого водяного двигателя.

В годы, когда в России и за рубежом применялись немудреные, в основном деревянные машины, срубленные топором, он сказал:

"Вся машина должна быть сделана из металла".

Он понял, что необходимо все производство -- "заводы, фабрики, мануфактуры" -- перевести на новую техническую основу, а такой новой основой он считал особенную машину, еще не бывшую нигде во всем мире. Он поставил перед собой задачу создать "огненную машину, способную по воле нашей, что будет потребно исправлять".

Изобретение паровой машины

Строительство паровой машины

И.И. Ползунов предлагал построить вначале небольшую машину. Заводское начальство с этим не согласилось и решило строить сразу огромную машину для мощной воздуходувки.

Для выполнения работ, по расчетам Ползунова, необходимо было 76 человек, в том числе 19 высококвалифицированных рабочих, которых он намеревался пригласить с Уральских заводов. Канцелярия распорядилась по-своему: было разрешено взять всего троих, причем учеников. Постройка установки (полностью железной, в доме высотой более 20 м), начатая в январе 1764 на Барнаульском заводе, протекала в трудных условиях. Ползунову приходилось одновременно выступать в роли проектировщика, конструктора, технолога, строителя и воспитателя кадров.

В помощь Ползунову были выделены несколько рабочих. Основными помощниками Ползунова считались юные ученики, особенно Дмитрий Лезвин и Иван Черницын.

Строитель преодолел все трудности. Он изготовил специальный инструмент для строительства. Он создал специальные станки для того, чтобы выполнять "машинную на водяных колесах. токарную работу".

Первый русский теплотехник, он стал одним из пионеров мирового машиностроения.

Творец первой двухцилиндровой паровой заводской машины, он решил при ее постройке очень иного частных, но очень важных технических задач. Он изобрел оригинальное крановое паро- и водораспределение, основанное на возвратно-вращательных движениях, осуществляемых при помощи зубчатых передач. Самое создание парораспределения для двухцилиндрового двигателя представляло собою новое изобретение.

Он изобрел прибор для автоматического питания котла, балансирный передаточный механизм для двухцилиндрового двигателя, аккумулятор дутья--воздушный ларь, шарнирные цепи для передаточного механизма.

Он изобрел способ питания парового котла исключительно подогретой водой.

Кроме того, пришлось решить массу частных задач, связанных с тем, что ему надо было впервые осуществить постройку огромной паровой машины для заводских нужд, ни одна из деталей которой ранее не изготовлялась в стране.

Все задачи были решены и притом блестяще.

20 мая 1765 г. было уже готово сто десять частей установки, не считая котла с его арматурой и гарнитурой. Отдельные части весили более ста семидесяти пудов. Наибольший диаметр котла составлял 3,5 метра. Паровые цилиндры имели в высоту 2,8 метра.

На исходе 1765 г. теплосиловая установка Ползунова была закончена. На берегу заводского пруда возвышалось машинное здание высотой более 18 метров. Машина была готова, но постройка воздуходувной установки, для работы которой предназначили машину, всего лить начата. К постройке плавильных печей еще не приступали по вине начальства.

Об огне у вас в старину говорили: "На гору бежит, а под гору не идет". Скоро уже два века пройдет с тех дней, когда замечательный русский мыслитель сумел заставить огонь и "под гору" бежать.

В середине XVIII в. человечество вплотную подошло к одному из самых важных моментов в истории технического творчества. Еще в античной Александрии механик Герои пытался использовать водяной пар для привода в действие механизма, именуемого эолипилом. В дальнейшей истории попыток использовать пар записаны имена итальянцев: Леонардо да Винчи, Джиамбаттиста делла Порта, Джиованни Бранка; французов: Саломона де-Ко, Дени Папина, Жана Дезагюлье; англичан: Томаса Севери и Томаса Ньюкомена. На основе интернационального труда названных и многих иных изобретателей и исследователей удалось создать на рубеже XVII--XVIII в. первые промышленные установки, в которых за счет тепловой энергии получали механическую. Однако эти установки были пригодны исключительно для подъема воды. В лучшем случае при помощи их можно было накачать воду в какой-либо резервуар, а затем пускать ее на Прадедовское водяное колесо, которое и приводило в действие заводский механизм. Это были всего лишь, как их справедливо называли, огнедействующие насосы.

Биографическая справка великого инженера

Первым осуществил мечту народов о такой машине наш великий новатор -- Иван Иванович Ползунов. Он родился в 1728 г. в Екатеринбурге на Урале. Его отец был солдатом Екатеринбургской роты. Нужда окружала Ползунова со дня его рождения. Кратковременной была его учеба в словесной и арифметической школах в Екатеринбурге. Возможно, еще в годы учёбы он изучал "Краткое руководство к познанию простых к сложных машин", изданное "чрез Василья Адодурова" в 1738 г. Здесь он мог прочитать 6 том, что в далекой Англии существуют огнедействующие водоподъемники, работающие на шахтах.

В 1742 г. Ползунову пришлось преждевременно и притом навсегда покинуть школу. Его заставили прервать учебу и пойти на Екатеринбургский завод, где он начал работать в звании "механического ученика" под начальством заводского механика Никиты Бахарева. Так же, как и на всех тогда заводах в мире, здесь основным был ручной труд. Немногочисленные заводские механизмы применялись только для трудоемких, вспомогательных операций, при которых предмет труда "спокон веку никогда не обрабатывался рукою человека".

В 1748 г. он приехал на Алтай для работы на Колывано-Воскресенских заводах. "Водяное руководство" он увидел и здесь. Работая в очень трудных условиях и не желая согласиться с тем, чтобы "молодость его лет без науки втуне пропадала",

Ползунов сумел сам, в свободное от занятий время, овладеть передовой наукой и техникой того времена. Он стал знатоком практики и теории технических дел. Он все время стремился улучшать поручаемые ему дела, ввел много новшеств, изобретений.

На пути к паровой машине

В 1758 г. он совершил поездку с Алтая в Петербург, увидел много нового, возможно встречался с Ломоносовым. В Петербурге ему пришлось видеться с такими выдающимися горнозаводскими деятелями, как Андрей Иванович Порошин, Иван Андреевич Шлаттер, но больше всего было встреч с простыми русскими людьми.

Удалось разыскать сотни считавшихся утраченными документов о жизни Ползунова, показывающих, как много он трудился в Екатеринбурге и Барнауле, в Змеиногорске и Горной Колывани, в Петербурге и на пристанях быстрого Алея, Чарыша и полноводной Оби. Документы повествуют о том, что он всегда был защитником своих младших братьев--берггауеров, мастеровых, крестьян и иных тружеников.

"Вся машина должна быть сделана из металла".

"Огонь слугою к машинам склонить", -- вот что задумал русский новатор.

Английская практика -- труды строителей огнедействующих водоподъемников Севери и Ньюкомена, французская теория -- труды Белидора о действии таких водоподъемников, русская наука -- новейшие воззрения на природу теплоты и по иным вопросам физики, выдвинутые Ломоносовым, -- все это Ползунов положил в основу своего творческого подвига.

Опираясь на мировой научно-технический опыт, он изобрел такую машину, какой еще мир не знал.

25 апреля 1763 г. А. И. Порошин и другие увидели описание и чертеж. на котором была изображена первая в истории человечества огнедействующая машина особого рода -- не для подъема воды, а для непосредственного привода заводских механизмов.

Ползунов разорвал узкий круг. сковывавший до него развитие теплового двигателя во всех странах.

Он изобрел двухцилиндровую поршневую огнедействующую машину с практически непрерывным действием, что обеспечивало возможность непосредственного привода от этой машины любого заводского механизма.

В его проекте имело место множество отдельных изобретений. Взамен ранее известных коромысел и балансиров он предложил шкивы. Он впервые разработал вращающиеся детали передаточного механизма в огнедействующей машине. Он создал оригинальное крановое паро- и водо-распределение. Во всех звеньях новой установки он обеспечил то, чтобы "они сами себя в движении держали". Непрерывность и автоматизм он стремился утвердить во всей своей невиданной машине.

За двадцать с лишним лет до Джемса Уатта он выступил со своим проектом создания огнедействующей машины непосредственно для заводских нужд.

Четко он наметил программу борьбы за новое дело. Три условия он считал необходимыми для победы:

первое--сооружение предварительно небольшой опытной установки;

второе--тщательное изучение и освоение новой техники;

третье -- подготовка кадров, освоивших новую технику.

Алтайское горное начальство в лице Андрея Ивановича Порошина одобрило проект Ползунова и направило его на заключение в Петербург.

18 января 1764 г. из столицы пришел ответ в Барнаул. Президент Берг-Коллегии Иван Андреевич Шлаттер писал о машине Ползунова:

". сей его вымысл за новое изобретение почесть должно".

Ползунову присвоили звание механикуса.

Самое главное, однако, поставили так, что на Алтае поняли: в Петербурге не хотят опытов, а ожидают постройки сразу же большой машины.

Строительство паровой машины

Еще было дано несколько "простых мужиков". Основными помощниками Ползунова считались юные ученики, особенно Дмитрий Лезвин и Иван Черницын.

Строитель преодолел вое трудности. Он изготовил специальный инструмент для строительства. Он создал специальные станки для того, чтобы выполнять "машинную на водяных колесах. токарную работу".

Первый русский теплотехник, он стал одним из пионеров мирового машиностроения.

Он изобрел способ питания парового котла исключительно подогретой водой.

Все задачи были решены и притом блестяще.

Строителю не пришлось видеть огненную машину действующей на производстве. Непосильный труд, взваленный на плечи одного человека. надорвал его силы.

16 мая 1766 г. Ползунова не стало Он умер от скоротечной чахотки.

Бесславная гибель ползуновского детища

23 мая начались испытания машины Ползунова, а 4 июля в "Дневной записке" испытаний засвидетельствовали "исправное машинное действие".

В 6 часов утра 7 августа 1766 г. состоялся пуск в эксплоатацию первой теплосиловой установки, предназначенной для непосредственного привода заводских механических агрегатов.

Первая в истории паровая машина, предназначенная не для подъема воды, а для заводских нужд, действовала успешно, хотя из всех людей, занятых ее эксплоатацией, некоторый опыт был только у юных учеников Ползунова. Ведь ни один специалист не был дан в помощь изобретателю во время строительства.

10 ноября 1766 г. произошло то, что предвидел строителель. Котел, на который отпустили слишком тонкие медные листы, дал течь. Машину остановили и больше никогда не пускали в действие.

Все издержки на строительство и самой машины, и котла, и воздуходувной установки, и печей составляли 7233 руб. 511/4 коп., а чистая прибыль от работы машины составила за три месяца 12640 руб. 28 1/2 коп. Это при том условии, что использовали только одну треть развиваемой машиной мощности: одну треть дутья использовали, а две трети -- выпускали в воздух. Если бы машину загрузили полностью, она принесла бы за тот же период свыше 45 000 рублей дохода. Анализ денежных документов показывает, что при правильном использовании на полную мощность машина Ползунова давала бы ежегодно чистой прибыли до 180000 рублей.

Тем не менее с 10 ноября 1766 г. машина была навсегда остановлена из-за вполне устранимой течи парового котла.

Историческая оценка ползуновского изобретения. Взгляд из 1947 года

Начатое Палласом и Фальком завершили Ирман и Меллер, физически уничтожившие машину Ползунова.

На вечные времена останется записанным на страницах истории, что русский новатор И. И. Ползунов за двадцать с лишком лет до Джемса Уатта построил первую паровую машину не для подъема воды, а для заводских нужд. Машина Уатта для непосредственного привода заводских механизмов, построенная в 1784 г.. была несравненно совершеннее машины. построенной Ползуновым в 1763--1765 гг. Но машина русского механика была первой, а машина английского -- второй паровой машиной, созданной для непосредственного привода заводских механизмов.

Трагически закончились жизнь и дело И. И. Ползунова, но неправильно было бы думать, что его почин не имел значения для последующего развития техники.

Машину Ползунова видели не только Паллас и Фальк, но и многие другие специалисты-иностранцы. В таких людях не было недостатка в те годы в Барнауле и вообще на Колывано-Воскресенских заводах Алтая. Здесь постоянно работали многие иностранные горнозаводские специалисты: Христиани, Эйсфельт, Улих, Леубе и другие, имевшие связи с зарубежными деятелями. Барнаул в те годы часто посещали ученые путешественники. В 1772 г. здесь побывали: Иоганн Готлиб Георги, молдавский грек Христофор Барданес. Затем в Барнаул приезжали: Евгений Патрон, Иван Ренованц, Иоанн Сиверс и другие выдающиеся исследователи XVIII в. В Барнауле же с января 1764 г. работал замечательный натуралист, химик и минералог Эрик Лаксман, писавший за рубеж о творческом подвиге Ползунова и справедливо сказавший о нем: "Муж, делающий истинную честь своему отечеству".

Горнозаводские дела России, именно в те годы завоевавшей мировое первенство в металлургии, привлекали внимание широких кругов зарубежных предпринимателей. Они стремились выведать, на чем держатся успехи русских, и, несомненно, машина Ползунова стала известной за рубежом не только в том извращенном виде, как это преподнесли Паллас и Фальк. Больше того, в 1794 г. в Англии на прядильной фабрике в Манчестере появилась двухцилиндровая огнедействующая машина, воспроизводящая машину, изобретенную Ползуновым. Строитель английской машины, повторивший изобретение Ползунова, носил весьма любопытную фамилию -- Фальк. Этот Фальк приспособил к построенной им машине некоторые новшества, и она работала более тридцати лет, подтвердив тем самым обоснованность предложений И. И. Ползунова.

Почин Ползунова подхватили продолжатели его дела в нашей стране. Оригинальный проект новой огнедействующей машины создал ещё в XVIII в. в Кронштадте "шлюзной подмастерье поручиского рангу" Роман Дмитриев. В девяностых годах того же столетия работал в Кронштадте и в далеком Забайкалье строитель огнедействующих машин Федор Борзой. В те же годы при постройке и использовании таких машин работали в Кронштадте: Евстафий Кокушкин, Алексей Андреев, Илья Леонтьев, Петр Михеев. Дмитрий Смирной, Дмитрий Кондратьев. Огненными машинами в России все в том же веке занимался тверской губернский механик Лев Сабакин, трудились в этой области и иные. Этими машинами в последние десятилетия 'XVIII в. занимались и государственные деятели: И. Г. Чернышев, И. С. Мордвинов, В. Г. Лизакевич, посол в Англии Мусин-Пушкин, олонецкий губернатор Тутолмин и другие.

Изучение истории развития тепловых двигателей (От эолипила Герона до паровой машины Ползунова). Исследование принципа работы эолипила Герона, создание действующей модели эолипила. Изучение биографии И.И. Ползунова. Устройство паровой машины Ползунова, ее действующей модели. Историческое значение изобретения И.И. Ползунова, его вклад в развитие русской научной мысли. Признание заслуг Ползунова в России и за рубежом.Изучение истории развития тепловых двигателей (От эолипила Герона до паровой машины Ползунова). Исследование принципа работы эолипила Герона, создание действующей модели эолипила. Изучение биографии И.И. Ползунова. Устройство паровой машины Ползунова, ее действующей модели. Историческое значение изобретения И.И. Ползунова, его вклад в развитие русской научной мысли. Признание заслуг Ползунова в России и за рубежом.

План исследования: 1.Изучение истории развития тепловых двигателей (От эолипила Герона до паровой машины Ползунова). 2.Исследование принципа работы эолипила Герона, создание действующей модели эолипила. 3.Изучение биографии И.И. Ползунова. 4.Устройство паровой машины Ползунова, ее действующей модели. 5.Историческое значение изобретения И.И. Ползунова, его вклад в развитие русской научной мысли. 6.Признание заслуг Ползунова в России и за рубежом.

 В рамках года Шукшина на Алтае можно вспомнить многих замечательных людей-выходцев земли Алтайской. Один из наших земляков – Иван Иванович Ползунов, история жизни которого может служить примером беззаветного служения своему Отечеству.

Об огне у нас в старину говорили: "На гору бежит, а под гору не идет". Уже более двух веков прошло с тех дней, когда замечательный русский мыслитель сумел заставить огонь и "под гору" бежать. В середине XVIII в. человечество вплотную подошло к одному из самых важных моментов в истории технического творчества. Еще в античной Александрии механик Герон Александрийский в 130 г. до н.э. пытался использовать водяной пар для привода в действие механизма, именуемого эолипилом. Это был первый известный из истории двигатель, использующий кинетическую энергию рабочего тела.

Эолипил представлял собой паровой котел на оси, снабжённый парой выпускных труб. Современное и средневековое представления о том как выглядело сие изделие, представлено на прилагаемых рисунках. Гидравлическим аналогом эолипила являлось Сегнерово колесо, вращавшееся за счёт реакции, создаваемой вытекающими струями воды.

 В дальнейшей истории попыток использовать пар записаны имена итальянцев: Леонардо да Винчи, Джиамбаттиста делла Порта, Джиованни Бранка; французов: Соломона де-Ко, Дени Папена, Жана Дезагюлье; англичан: Томаса Севери и Томаса Ньюкомена.   На основе интернационального труда названных и многих иных изобретателей и исследователей удалось создать на рубеже XVII-XVIII в. первые промышленные установки, в которых за счет тепловой энергии получали механическую. Однако эти установки были пригодны исключительно для подъема воды. В лучшем случае при помощи их можно было накачать воду в какой-либо резервуар, а затем пускать ее на Прадедовское водяное колесо, которое и приводило в действие заводской механизм. Это были всего лишь, как их справедливо называли, огнедействующие насосы.

 Достижение Ползунова заключалось в создании  Ползунов разорвал узкий круг, сковывавший до  Ползунов позаимствовал у И.В.Шлаттера идею двухцилиндровой машины, в которой суммировалась работа двух цилиндров, что позволяло получать не дискретное, а относительно непрерывное движение приводимого оборудования. пароатмосферного двигателя, до всего остального додумался сам. Необходимые познания о природе теплоты, свойствах воды, воздуха, пара он почерпнул из трудов М.В. Ломоносова. него развитие теплового двигателя во всех странах.

ЧЕРТЕЖ БОКОВОГО РАЗРЕЗА ОГНЕДЕЙСТВУЮЩЕЙ МАШИНЫ И. И. ПОЛЗУНОВА ИЗ СОБРАНИЯ ЦЕНТРА ХРАНЕНИЯ АРХИВНОГО ФОНДА АЛТАЙСКОГО КРАЯ СХЕМА ПРОЕКТА УНИВЕРСАЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ И.И. ПОЛЗУНОВА

 Ему было дано несколько "простых мужиков". Основными помощниками Ползунова считались юные ученики, особенно Дмитрий Лезвин и Иван Черницын.  Строитель преодолел все трудности. Он изготовил специальный инструмент для строительства. Он создал специальные станки для того, чтобы выполнять "машинную на водяных колесах. токарную работу". одним из пионеров мирового машиностроения. машины были изготовлены всего за 13 месяцев. Некоторые весили до 170 пудов (2720 кг!). Машина была собрана.  Первый русский теплотехник, он стал  В таких условиях все детали паровой

Творец первой двухцилиндровой паровой заводской машины, он решил при ее постройке очень много частных, но очень важных технических задач. Он изобрел оригинальное крановое паро- и водораспределение, основанное на возвратно-вращательных движениях, осуществляемых при помощи зубчатых передач. Самое создание парораспределения для двухцилиндрового двигателя представляло собою новое изобретение. Он изобрел прибор для автоматического питания котла, балансирный передаточный механизм для двухцилиндрового двигателя, аккумулятор дутья--воздушный ларь, шарнирные цепи для передаточного механизма. Он изобрел способ питания парового

 Кроме того, пришлось решить массу частных задач, связанных с тем, что ему надо было впервые осуществить постройку огромной паровой машины для заводских нужд, ни одна из деталей которой ранее не изготовлялась в стране.  На исходе 1765 г. теплосиловая установка  Все задачи были решены и притом блестяще.  20 мая 1765 г. было уже готово сто десять частей установки, не считая котла с его арматурой и гарнитурой. Наибольший диаметр котла составлял 3,5 метра. Паровые цилиндры имели в высоту 2,8 метра. Ползунова была закончена. На берегу заводского пруда возвышалось машинное здание высотой более 18 метров. Машина была готова, но постройка воздуходувной установки, для работы которой предназначили машину, всего лишь начата. К постройке плавильных печей еще не приступали по вине начальства.

23 мая начались испытания машины Ползунова, а 4 июля в "Дневной записке" испытаний засвидетельствовали "исправное машинное действие". В 6 часов утра 7 августа 1766 г. состоялся пуск в эксплуатацию первой теплосиловой установки, предназначенной для непосредственного привода заводских механических агрегатов. Первая в истории паровая машина, предназначенная не для подъема воды, а для заводских нужд, действовала успешно, хотя из всех людей, занятых ее эксплуатацией, некоторый опыт был только у юных учеников Ползунова. Ведь ни один специалист не был дан в помощь изобретателю во время строительства.

Испытатели пришли к заключению, что машина может приводить в движение мехи для подачи воздуха к 10-12 печам. Построенный Ползуновым крупный двигатель значительно отличался по конструкции от той машины, которая была описана им в первоначальном проекте 1763 г. Передача движения к машинам, которые должен был обслуживать двигатель, осуществлялась с помощью балансиров. Цепи, соединяющие поршни двигателя с балансирами, для большей прочности изобретатель сделал из отдельных железных стержней и шарнирными, такого типа, какие известны теперь как "цепи Галля". Питание котла подогретой водой было автоматизировано. Ползунов придумал простой механизм, обеспечивавший сохранение воды в котле на одном уровне во время работы двигателя. Это упрощало труд людей, обслуживающих машину.

Тем не менее с 10 ноября 1766 г. машина была навсегда остановлена изза вполне устранимой течи парового котла. Макет паровой машины И.И. Ползунова - Краведческий музей Барнаула

 На вечные времена останется записанным на страницах истории, что русский новатор И. И. Ползунов за двадцать с лишком лет до Джеймса Уатта построил первую паровую машину не для подъема воды, а для заводских нужд. Машина Уатта для непосредственного привода заводских механизмов, построенная в 1784 г.. была несравненно совершеннее машины, построенной Ползуновым в 1763-- 1765 гг. Но машина русского механика была первой, а машина английская - второй паровой машиной, созданной для непосредственного привода заводских механизмов.  Трагически закончились жизнь и дело И. И. Ползунова, но неправильно было бы думать, что его почин не имел значения для последующего развития техники.  Машину Ползунова видели не только Паллас и Фальк, но и многие другие специалисты-иностранцы. В таких людях не было недостатка в те годы в Барнауле и вообще на Колывано-Воскресенских заводах Алтая. Здесь постоянно работали многие иностранные горнозаводские специалисты: Христиани, Эйсфельт, Улих, Леубе и другие, имевшие связи с зарубежными деятелями. Барнаул в те годы часто посещали ученые путешественники. В 1772 г. здесь побывали: Иоганн Готлиб Георги, молдавский грек Христофор Барданес. Затем в Барнаул приезжали: Евгений Патрон, Иван Ренованц, Иоанн Сиверс и другие выдающиеся исследователи XVIII в.

 Горнозаводские дела России, именно в те годы завоевавшей  Почин Ползунова подхватили продолжатели его дела в нашей мировое первенство в металлургии, привлекали внимание широких кругов зарубежных предпринимателей. Они стремились выведать, на чем держатся успехи русских, и, несомненно, машина Ползунова стала известной за рубежом не только в том извращенном виде, как это преподнесли Паллас и Фальк. Больше того, в 1794 г. в Англии на прядильной фабрике в Манчестере появилась двухцилиндровая огнедействующая машина, воспроизводящая машину, изобретенную Ползуновым. Строитель английской машины, повторивший изобретение Ползунова, носил весьма любопытную фамилию -- Фальк. Этот Фальк приспособил к построенной им машине некоторые новшества, и она работала более тридцати лет, подтвердив тем самым обоснованность предложений И. И. Ползунова. стране. Оригинальный проект новой огнедействующей машины создал ещё в XVIII в. в Кронштадте "шлюзной подмастерье поручиского рангу" Роман Дмитриев. В девяностых годах того же столетия работал в Кронштадте и в далеком Забайкалье строитель огнедействующих машин Федор Борзой. В те же годы при постройке и использовании таких машин работали в Кронштадте: Евстафий Кокушкин, Алексей Андреев, Илья Леонтьев, Петр Михеев. Дмитрий Смирной, Дмитрий Кондратьев. Огненными машинами в России все в том же веке занимался тверской губернский механик Лев Сабакин, трудились в этой области и иные. Этими машинами в последние десятилетия 'XVIII в. занимались и государственные деятели: И. Г. Чернышев, И. С. Мордвинов, В. Г. Лизакевич, посол в Англии Мусин-Пушкин, олонецкий губернатор Тутолмин и другие.

«Иван Ползунов — муж, делающий истинную честь своему народу. Он строит теперь огненную машину, однако совсем отличную от тех, которые обычны в Англии и Венгрии. Эта машина должна приводить в действие без воды мехи при плавильных печах, которые обыкновенно приводятся в действие водой. Какое преимущество! В России смогут искусно строить плавильные печи на высоких горах и даже

В алтайской глуши к шестидесятым годам XVIII в. сформировался замечательный человек, изобретатель и конструктор, технолог и машиностроитель, строитель пильных мельниц и рудотолчейно-промывальных предприятий, знаток руд и строительных материалов, опытный горняк и металлург, механик и математик, физик и метеоролог, мастер тонких опытов и искусник в приборостроении, педагог и график -- таким был этот выдающийся представитель русской технической мысли. Своим трудом он сам накопил обширные познания, познакомился с передовой русской и зарубежной литературой, стал человеком широкого кругозора и великих революционных дерзаний, твердо стоящим на почве действительности.

Только в наше время в результате работы отечественных историков науки и техники стала известна заслуга русского мастера И.И. Ползунова в истории создания паровой машины.  Имя И. И. Ползунова носит Алтайский государственный технический университет, а напротив него поставлен памятник изобретателю.  В Барнауле , Туле и Воронеже именем Ползунова названы улицы.

Однако, несмотря на крупнейшие заслуги Ползунова как одного из пионеров энергетики, его жизнь и труды до недавнего времени оставались малоизвестными. Он разделил участь многих других народных талантов, которые в царской России не встречали ни необходимой поддержки, ни должного внимания. Пренебрежение к делам Ползунова продолжалось и после его смерти. Личный архив Ползунова бесследно исчез. Сотни других ценных документов, касающихся различных моментов деятельности изобретателя, были распылены по многочисленным ведомственным архивам и обречены на уничтожение.

Только в советское время, когда все исторические материалы, в том числе и архивные, стали достоянием народа, оказалось возможным предпринять широкий розыск документальных материалов о первом русском теплотехнике.

Материальные условия существования Ползунова во время ученья напоминают те, в которых находился его гениальный соотечественник Михайло Ломоносов. Ученикам заводских школ полагалось жалованье, составлявшее около копейки в день.

Однако и эти нищенские средства к жизни Ползунов получал не всегда. При переводе из словесной школы в арифметическую ему, как и некоторым другим ученикам, вследствие какой-то канцелярской путаницы в течение нескольких месяцев не выплачивали жалованья. Но молодой Ползунов не бросил школы. С ранних лет у юноши возникла и все более развивалась неутолимая жажда знаний.

В 1748 году Ползунов с группой других уральских специалистов направляется на Колывано-Воскресенские заводы на Алтае. Эти заводы, составлявшие личную собственность русских царей, выплавляли ребро.

Ползунов зачисляется на работу на Барнаульский завод. И здесь он выделяется своими способностями и техническими знаниями. Он принимает участие в составлении чертежей и проектов реконструкции Барнаульского завода. Однако будущий изобретатель паровой машины продолжает бедствовать. Уже произведенный в чин унтер-шихтмейстера, он вместе с матерью вынужден жить на скудное жалованье мелкослужащего, составлявшее три рубля в месяц.

Но Ползунова постоянно отрывают от любимого дела. На добросовестного работника, выполняющего все поручения аккуратно и обстоятельно, наваливают уйму хозяйственных дел. Его посылают освидетельствовать наличие запасов руд и припасов на отдаленных пристанях, поручают организацию сплава руды на судах по рекам, наблюдение за углежжением и т. д. Ползунов разъезжает из края в край по огромной горнозаводской территории Алтая. Но и эти поездки не пропадают для него даром: Ползунов знакомится с новыми производствами, проявляет разносторонние технические дарования. Он проектирует различные сооружения на рудниках, строит пильные мельницы, изучает руды, занимается метеорологией.

В 1758 году Ползунов попадает даже на короткое время в Петербург, куда его послали с обозом золота и серебра, выплавленного на алтайских заводах.

Возвратившись из очередной поездки, Ползунов садится за книги, штудирует современные ему научные труды, сам ставит физические опыты. В результате многих лет разносторонней технической деятельности Ползунов приходит к своей идее огнедействующей машины.

Основным источником механической энергии для больших заводских установок во времена Ползунова была вода. Она приводила в действие деревянные колеса пильных мельниц, качала воздуходувные мехи плавильных печей, заставляла подниматься вододействующие молоты. Поэтому заводы строились большей частью на реках, которые перегораживались огромными плотинами. Стоимость сооружения такой плотины зачастую вдвое превышала издержки на самый завод. Кроме того, рудное месторождение нередко оказывалось в стороне от завода, и руду приходилось подвозить на подводах или иным путем. Трудно было найти такое место, где были бы и пригодная река, и богатые залежи руды, и лес для топлива.

Это была очень смелая идея. В то время паровая энергетика делала только самые первые, робкие шаги. За границей существовали пароатмосферные машины типа Ньюкомена, но они служили лишь для подъема воды. Эти машины действовали рывками, чередуя рабочие и холостые ходы, и их не удавалось поэтому спарить ни с чем другим, кроме как с водоподъемным насосом. В России даже такие машины тогда не строились. Заводской же огнедействующей машины для привода различных механических агрегатов, о которой мечтал Ползунов, не было нигде в мире.

Но Ползунов не был просто мечтателем. Это был зрелый мыслитель, облекший свою идею в тщательно разработанную конструктивную форму.

В 1763 году Ползунов представил начальнику Колыванских заводов описание и чертеж опытной огнедействующей машины собственной оригинальной конструкции. Эту первую машину, которая должна была послужить образцом для других, автор проекта предназначал для приведения в действие воздуходувных мехов плавильных печей.

В своем проекте Ползунов дал физическое обоснование работы огнедействующей машины.

Весь агрегат, задуманный Ползуновым, состоял из медного котла, соединенного трубопроводами с двумя цилиндрами пароатмосферной машины. В цилиндрах поочередно двигались поршни. Один из ходов поршни делали под действием пара, а в противоположном направлении — под давлением атмосферного воздуха. Это и был рабочий ход поршня. Движение поршней с помощью штоков и цепей передавалось большому шкиву, который вращался поочередно то по часовой стрелке, то в обратном направлении.

В отличие от машин типа Ньюкомена, действовавших рывками, машина Ползунова работала практически непрерывно. А возвратно-вращательные движения шкива давали возможность удобно качать воздуходувные мехи.

К проекту машины был приложен и ее расчет. Он тоже представлял собой оригинальный труд конструктора. Мерилом работы тогдашних водоподъемных машин служило количество поднятой воды. Машина же Ползунова предназначалась для приведения в действие заводской установки, и учесть ее работу было гораздо труднее. Но талантливый механик и математик справился и с этой задачей. В основу расчета своей машины Ползунов положил давление атмосферы на поршень. В современных нам единицах ее мощность должка была составлять примерно 2,63 лошадиной силы.

Начальство изыскивало всяческие способы к увеличению выплавки серебра и поэтому отнеслось положительно к проекту Ползунова.

Сереброплавильные печи Барнаульского завода (по чертежу 1768 года)

Пока велась переписка с Петербургом, изобретатель составил второй проект. На этот раз речь шла уже не об опытной, а о большой производственной установке. Начальство Ползунова не было заинтересовано в экспериментах, хотя бы и огромной научной важности, и требовало, чтобы изобретатель скорее дал такую машину, которая могла бы обслуживать сразу несколько плавильных печей.

К сооружению такой машины и приступил Ползунов. В те времена механизмы, применяемые на заводах, строились почти целиком из дерева. Свою огнедействующую машину Ползунов с самого начала решил делать из металла.

Немало труда вложил Ползунов в создание оборудования для изготовления машины. Многочисленные ее части отливались и затем обтачивались на сконструированной им же токарной установке. К 20 мая 1765 года уже было готово сто десять частей машины, не считая котла с его арматурой. Отдельные части весили до 170 пудов.

Изобретателю не довелось дожить до пуска машины в эксплуатацию. Невероятное напряжение, с которым он работал над постройкой машины, подорвало его силы. Ползунов вкладывал в свое детище не только все свои силы, но даже и часть личного заработка. Назначенную ему награду в 400 рублей он получил только за несколько дней до смерти. И то это было сделано лишь после напоминания умирающего изобретателя.

16 моя 1766 года Ползунова не стало.

Машина находилась в эксплоатации с остановками до 10 ноября. Общая продолжительность ее работы составила около 43 суток. За это время в печах, обслуживаемых машиной, было выплавлено свыше 9 тысяч пудов руды. Последний раз машина действовала беспрерывно 17 суток.

Но после смерти изобретателя некому было осуществлять его замыслы.

Вполне исправная машина с прохудившимся котлом простояла без действия 14 лет, после чего ее сломали.

В 1825 году, по инициативе первого русского строителя чугунных дорог П. К- Фролова, бывшего в то время начальником алтайских заводов, была изготовлена модель огнедействующей машины Ползунова по чертежам его первого проекта. Эта модель хранится в Барнаульском музее.

Работа профессора В, В. Данилевского является ценным вкладом в историю техники и науки. Ярко написанная и любовно оформленная книга дает много познавательного материала пытливому и любознательному читателю.

Читайте также: