Страница:
механизмы и машины, причем в первой фазе индустриально-технической революции
господствующее положение принадлежит тягловым механизмам. Машины же,
несмотря на их большое распространение во всех звеньях промышленного
производства и в некоторых других отраслях как производственной сферы, так и
непроизводственной, играют второстепенную роль.
2. Подъем индустриально-технической революции. Технологический
переворот
Говоря о новых материалах, которые начали широко применяться в эпоху
индустриально-технической революции, можно сказать, что эпоха
индустриально-технической революции - это эпоха сплавов. До
индустриально-технической революции люди знали и применяли в широких
масштабах один сплав - бронзу. Теперь же начинается широкое применение
сплавов на основе железа: чугуна и стали, а затем и сплавов на основе
алюминия: алюминиево-медные, алюминиево-магниевые. Легкие сплавы стали
применяться уже при завершении индустриально-технической революции. Помимо
этих сплавов применялись, и многие другие сплавы, получившие меньшее
распространение.
На начальном этапе индустриально-технической революции машинная техника
в основном изготовлялась из дерева, из металла же изготовлялись в основном
детали машин, непосредственно воспринимающие нагрузку, детали, которые
нельзя изготовлять из дерева. Даже первые паровые котлы делали из дерева, в
виде бочки с обручами. Это объясняется тем, что металл и сплавы были дороги,
да и изготовлять деревянные части машин было легче. Чугун, выплавка которого
была освоена в XIII в., выплавлялся на древесном угле, как и все металлы,
что в частности, и обуславливало их высокую стоимость. Однако
систематическое совершенствование технологии черной металлургии привело
постепенно к значительному снижению стоимости чугуна и улучшению его
качества. Это перевод черной металлургии с древесного угля на каменный,
коксование каменного угля, улучшение дутья с использованием парового
двигателя, увеличение высоты доменных печей, усовершенствова ние способов
пудлиногования чугуна в отражательной печи, применение горячего дутья и др.
В результате применение чугуна начало резко расширяться. Если в Англии в
1768 г. выплавлялось чугуна 62 тыс. тонн, то уже в 1796 г. стали выплавлять
125, а в 1806 г. - 250 тыс. тонн. В середине XIX в. в Англии выплавляли 3
млн. тонн, а к концу XIX в. - 8 млн. тонн.
Многие машины, такие как двигатель внутреннего сгорания, паровая
машина, паровая турбина, электродвигатель, электрогенератор, автомобили и
т.д., нуждались в более прочном материале, чем бронза, железо, чугун. Этим
новым материалом, удовлетворившим потребности машиностроения, явилась сталь.
Сталь, как и чугун, была освоена также на заре индустриально-технической
революции, но ее чрезмерная дороговизна не позволяла широко ее применять.
Изобретение Генри Бессмером способа передела чугуна в сталь путем выжигания
из него примесей с помощью воздушного дутья в особой печи - конверторе и
изобретение Сименсом мартеновского способа сталеварения открыли дорогу
получению дешевой стали и ее широчайшего применения. Изо всех сплавов и изо
всех вообще материалов сталь стала применяться при изготовлении технических
средств наиболее всего, особенно в машиностроении. Возникают и получают
широкое распространение самые разнообразные сорта стали: легированная,
инструментальная, нержавеющая, жаропрочная и т.д.
Легкие сплавы получают широкое распространение после изобретения
американцем Холлом и французом Эру, независимо друг от друга,
электролитического способа получения алюминия. Наибольшее применение легкие
сплавы получили в авиационной промышленности.
Если, таким образом, до индустриально-технической революции в качестве
основных материалов применялись дерево, глина, медь, бронза и железо, то при
совершении индустриально-технической революции к основным материалам можно
отнести дерево, глину, чугун, сталь, дюралюминий, а также бетон
(железобетон) и абразивы.
В ходе индустриально-технической революции происходит дальнейшее
совершенст вование тех методов, механических и физических, воздействия на
предметы труда, которые применялись при изготовлении разнообразных изделий
ранее: резание, пиление, сверление, шлифовка, литье, закаливание и т.д.
Вместе с тем, возникают новые механические и физические методы, применяемые
с использованием, в основном, машинной техники. Это фрезерование, штамповка,
протяжка, обработка абразивами, электросварка, газорезка, обработка
материалов под давлением, при высоких и низких температурах.
Наряду с развитием механических и физических методов воздействия в ходе
индустриально-технической революции осваивается и широко применяется
принципиально новый метод воздействия на предметы труда при изготовлении из
них продуктов труда. Это химический метод воздействия. Он тем отличен от
других методов, что при его применении происходит превращение, получение
необходимых веществ посредством химических реакций. Химические методы
воздействия находят широкое применение в самых различных отраслях и звеньях
общественного производства. В сельском хозяйстве широко применяются
химические удобрения, которые позволяют получать высокие урожаи. С помощью
крекинг-процесса из нефти получают разнообразные горючие и смазочные
материалы: бензин, керосин, солярку, мазут и т.п. В металлургии и
машиностроении широко применяются методы цианирования, азотирования,
химической защиты металлов от коррозии, кислородное дутье. В добывающей
промышленности применяется кислотная обработка нефтяных и газовых скважин,
подземная перегонка сланцев и угля. В обрабатывающей - химическая
переработка древесины, газа, угля. Химические методы применяются в настоящее
время в радиоэлектронике, атомной энергетике (5-44).
Таким образом, если до аграрно-технической революции применялись в
основном механические методы обработки предметов труда и если в ходе
аграрно-технической революции к механическим методам обработки добавились
физические методы воздействия, то в ходе индустриально-технической революции
стали применять три вида методов воздействия на предметы труда:
механические, физические и химические.
При совершении индустриально-технической революции наряду со старыми
основными видами энергии - мускульной энергии человека, мускульной энергии
животных, энергии ветра (в парусном флоте) и энергии сгораемого дерева -
стали широко применяться и новые виды энергии: энергия ручного потока воды и
химическая энергия горючих веществ - каменного угля, нефти и нефтяных
продуктов и природного газа. Помимо этих, первичных видов энергии
применяется и вторичная форма энергии - энергия пара.
Энергия воды стала широко применяться для вращения гидродвигателя
(водяного колеса), который являлся основным двигательным механизмом в
промышленности в период зарождения индустриально-технической революции и
оставался таковым до XVIII века. Помимо водяного колеса, энергия воды
использовалась и для вращения на завершающем этапе индустриально-технической
революции водяной турбины. Но если в первом случае энергия воды
использовалась в производстве непосредственно, то во втором - для выработки
электроэнергии.
Химическая энергия горючих веществ потреблялась в тепловых двигателях,
в металлургии, для отопления зданий (жилых, производственных, служебных и
т.п.). Значительная доля горючих веществ применялась в качестве топлива для
различных видов двигателей: паровой машины, паровой турбины, двигателя
внутреннего сгорания (карбюратор ного и дизельного), работающего в основном
на жидком, а также на газообразном топливе. Химическая энергия горючих
веществ применяется при отоплении помещений и при изготовлении пищи, в
металлургии и в литейном производстве. Химическая энергия широко применяется
в автомобильном, в речном, морском, железнодорожном транспорте, в
сельскохозяйственной и военной технике. Химическая энергия минеральных
веществ превратилась в ходе индустриально-технической революции в главный
вид из применяемых видов энергии и остается таковой и в настоящее время. В
одних случаях она используется непосредственно, например, в дизеле или
газовой турбине. В других случаях - через вторичную энергию: энергию пара,
электрическую энергию. Надо сказать, что электроэнергия при совершении
индустриально-технической революции не получила широкого применения. Она
использовалась в основном для освещения и для связи (телеграф). Если
говорить о вторичных видах энергии, то в ходе индустриально-технической
революции основным видом применяемой энергии являлась энергия пара.
Электрическая же энергия вытесняет энергию пара и становится основным видом
вторичной энергии уже при завершении индустриально-механической революции,
или точнее - в фазе зарождения следующей революции в развитии
производительных сил, революции научно-технической.
При совершении индустриально-технической революции происходит, как и
при совершении всех других революций в развитии производительных сил,
ускоренная специализация технических средств, особенно в промышленном
производстве, а также происходит расширение пооперационного (мануфактурного)
разделения труда.
Если отраслевое (общественное) разеделение труда есть разделение труда
между предприятиями, так что одни предприятия производят один вид продукции
и относятся к одной отрасли, а другие предприятия относятся к другой
отрасли, они производят другой вид продукции, то пооперационное разделение
труда есть разделение труда внутри предприятий, между отдельными работниками
при изготовлении какого-либо изделия. Если раньше при изготовлении
какого-либо изделия или продукта труда земледельцы или ремесленники
выполняли все операции сами последовательно от первой до последней, от
начала до полного изготовления продукта труда, то теперь внутри
промышленного предприятия (мастерской, мануфактуры, фабрики, завода)
различные работники выполняют при изготовлении продукции отдельные операции.
Мануфактурное разделение труда, как и применение машинной техники,
ведет к росту производительности труда, о чем убедительно написано в
"Капитале" К.Маркса, поэтому мы не будем останавливаться на этом вопросе.
Машинная техника и мануфактур ное разделение труда нередко развиваются
отдельно, независимо друг от друга, особенно при зарождении того или
другого. Но чаще всего они (а также специализация орудий труда) развиваются
вместе, дополняя и обуславливая друг друга, так что очередной шаг в развитии
мануфактурного разделения труда способствует дальнейшему развитию машинной
техники, а очередной шаг в развитии машинной техники обуславливает
дальнейшее развитие мануфактурного разделения труда.
Прогрессивное развитие пооперационного разделения труда при совершении
индустриально-технической революции явилось такой же закономерностью, какой
явилось широкое распространение отраслевого разделения труда в ходе
аграрно-технической революции: выделение в самостоятельные отрасли или
звенья земледелия, скотоводства, охотничьего промысла, рыболовства,
ремесленного производства, металлургии, горного дела, торговли и т.п.
3. Зрелость индустриально-технической революции. Технический переворот
в промышленности
При зарождении индустриально-технической революции основным
двигательным механизмом, как мы видели выше, являлся гидродвигатель (водяное
колесо). Однако по мере развития индустриально-технической революции
гидродвигатели, а тем более ветряки становились все более недостаточно
мощными двигателями, чтобы обеспечить потребность людей в двигательных
механизмах в различных отраслях производства. Кроме того, водяные колеса и
ветряные двигатели имели и другие недостатки. Водяное колесо можно было
использовать лишь по берегам рек, поэтому промышленные предприятия
приходилось строить, как правило, вдали от сырья. К некоторым предприятиям,
например в добывающей промышленности, вообще нельзя было подвести из-за
отдаленности рек воду. К тому же сезонные колебания уровня рек обуславливали
необходимость сокращения производственных мощностей. Ветряные же двигатели
обеспечивали двигательной силой предприятия неритмично, только в ветреную
погоду.
Поэтому возникает потребность в двигателе, который можно было бы
применять в любом месте, в отличие от гидродвигателя, в любое время, в
отличие от ветряного двигателя и любой мощности, которая понадобилась бы
людям в производстве. Таким двигателем в XVIII в. явилась паровая машина.
Появление и широкое распространение усовершенствованных
высокопроизводитель ных станков в текстильной промышленности ускорило ее
изобретение, усовершенство вание, внедрение в производство и широчайшее
распространение. Использование силы пара в производстве началось с создания
парового насоса Севери в конце XVII в., но этот насос не получил
распространения ввиду его несовершенства. В частности, в нем не было одного
из главных элементов будущего парового двигателя - цилиндра с поршнем, хотя
здесь был другой главный элемент - паровой котел. Не нашел практического
применения и первый паровой двигатель, построенный Папеном в 1690 году, в
котором был цилиндр с поршнем, но не было парового котла.
Соединить эти два основных элемента в одной машине удалось Томасу
Ньюкомену в начале XVIII в. Хотя его паровой двигатель был несовершенен,
имел низкий КПД, небольшую мощность при значительном весе и не имел
вращательного вала, в силу чего его применение ограничено, тем не менее он
получил на протяжении всего XVIII в. широкое распространение во многих
странах Европы.
Паровая машина Ньюкомена была усовершенствована во второй половине
XVIII в. гениальным английским механиком Джеймсом Уаттом, а к концу XVIII в.
была им же превращена в универсальный двигатель, который на протяжении всего
XIX в. являлся основным двигательным механизмом во многих отраслях
производства и прежде всего в промышленности.
"Паровая машина была первым интернациональным изобретением. Когда для
приведения в движение рабочих машин, используемых в конкретных условиях,
были развиты частичные двигатели, тогда соединение всех основных принципов
работы и конструктивных форм этих частичных двигателей вместе дало
универсальный двигатель - паровую машину.
Действительно, от водяного колеса в паровую машину был перенесен
основной принцип движения, обеспечивающий работу рабочих машин -
сравнительно непрерывное вращательное движение на выходном валу...
От паросиловой насосной установки Севери в паровую машину было
перенесено использование водяного пара как рабочего тела. Это обеспечивало
паровой машине относительную повсеместность, она мало зависела в своем
местопребывании от тех или иных локальных условий. От пороховой машины
Гюйгенса в паровую машину был перенесен основной принцип ее конструктивной
формы - цилиндр с движущимся в нем поршнем...
Паровая машина не сможет выполнять свою функцию универсального и
повсеместного двигателя (и то и другое в сравнительной степени, конечно),
если не будет соответствующего передаточного механизма, передающего движение
от двигателя рабочим машинам.
Принципиальные схемы применяемых до настоящего времени передаточных
механизмов были разработаны еще на опыте изготовления часовых механизмов.
К.Маркс указывал на часы как на ту материальную основу, на которой наряду с
мельницей строилась подготовительная работа для машинной индустрии.
Таким образом, все основные технические достижения, приобретенные при
развитии частичных двигателей, воплотились в паровой машине" (1-55).
Широкому распространению паровой машины Уатта способствовали, как мы
отмечали выше, в сильной степени появившиеся и получившие широкое применение
высокопро изводительные механические станки в текстильной промышленности,
начало которому было положено изобретением в Англии механического
(самолетного) челнока Джоном Кейем в 1733 г. Производительность труда ткачей
резко возросла, в результате чего прядение стало отставать от ткачества, не
успевая обеспечивать его пряжей.
Тогда в прядильном производстве был внедрен целый ряд изобретений и
усовершен ствований: прядение с помощью валиков Льюиса, Пауля и Уайтта,
которые построили такую установку в 1741 г.; прядильная машина "Дженни"
Харгривса, изобретенная в 1764 г. и усовершенствованная в 1768 г.,
работающая с помощью передвижной каретки; ватермашина Аркрайта в 1769 г.,
позволившая выпускать чисто хлопчатобумажные ткани; мюль-машина Кромптона,
изобретенная в 1779 г. и работавшая с помощью валиков, каретки и веретен без
рогульки; кольцевая прядильная машина американца Джона Торна, построенная им
в 1828 г. и усовершенствованная его соотечественником Мэзоном в 1831 г.;
автоматическая мюль-машина (сельфактор) Ричарда Робертса (1825-1830 г.г.),
снабженная самодействующим прибором - квадрантом, который автоматически
регулировал скорость вращения веретена при намотке прядильной нити.
Сельфактор Робертса был усовершенствован Джемсом Смитом, который
автоматизировал почти все операции, за исключением некоторых второстепенных.
В результате уже первых изобретений прядильное производство не только
догнало ткацкое, но и оставило его позади. В ответ на это в ткацком
производстве прокатилась волна изобретений и усовершенствований, которые
связаны с именами Барбера (1774 г.), Картрайта (1787 г.), Редклиффа (1802
г.), Джонсона (1803-1805 г.г.), Остина (1789 г.) и Хоррокса (с 1810 г.). В
результате ткацкий станок превратился в универсальную машину,
производительность труда ткачей резко возросла и отставание было
ликвидировано.
С конца 80-х годов XVIII в. распространение ткацких станков идет
быстрыми темпами. В 1787 г. Картрайт основал первую механическую ткацкую
фабрику с двадцатью станками. К 20-м годам XIX в. в Англии и Шотландии
насчитывалось 14150 паровых ткацких станков, к 1829 г. - 55 тыс., а в 1834
г. - уже 100 тыс. механических станков (4-131).
В текстильной промышленности были изобретены и многие другие
механические станки: станок Жаккара для выработки фасонных тканей со
сложными узорами (1804 г.); кардочесальные станки Пауля, Борна и Аркрайта
(1784 г.); гребнечесальная машина Картрайта (1792 г.); машина для набивки
ситца Белля и другие.
"С середины XVIII и до конца XIX в. производственная мощность
текстильной промышленности Англии возросла благодаря всем этим машинам в
несколько раз. Она завоевала рынки всего мира..." (7-124).
Первая паровая машина в текстильном производстве была установлена в
1785 г., а через пятнадцать лет на хлопчатобумажных фабриках применялось уже
84 паровых машины. К 1850 г. в хлопчатобумажной промышленности применялось
паровых машин суммарной мощностью 71000 л.с. (7-131).
"Развитие торговли являлось громадным стимулом для совершенствования и
распространения машин. Так, число механических веретен в английской
хлопчатобумажной промышленности возросло с 1951 тыс. в 1787 г. до 6645 тыс.
в 1815 г. Количество паровых машин со времени изобретения в 1784 г. к 1825
г. достигло 15 тыс. Внедрение машин вело к удешевлению английских товаров,
их низкие цены были могучим оружием в борьбе за рынки. Английские товары
создавали большую конкуренцию для изделий других стран. Даже во Франции,
занимавшей второе место в мире по уровню промышленного развития, английские
сукна и хлопчатобумажные ткани были в 2-3 раза дешевле французских.
Конкуренция Англии вынуждала предпринимателей Франции, Германии, США и
других стран усиленно внедрять машинную технику" (1-67).
В легкой промышленности происходило широкое внедрение механических
станков не только в прядильном и ткацком производстве, но и в белильном,
красильном и др. звеньях легкой промышленности. "Переворот в способе
производства, совершившийся в одной сфере промышленности, обуславливает
переворот в других сферах... машинное прядение выдвинуло необходимость
машинного ткачества, а оба вместе сделали необходимой механико-химическую
революцию в белильном, ситцепечатном и красильном производствах" (Маркс,
Энгельс. т. 24, стр. 395).
Бурное развитие, производство текстильных станков и паровых машин
нуждалось в большом количестве крупных и мелких разнообразных металлических
деталей, выполненных с большой точностью. При ручном изготовлении
механические средства производились медленно, в небольших количествах, их
издержки производства были высоки. Изготовле ние все более сложных
технических средств нуждалось в более производительном и более качественном
труде машиностроителей. Это привело к радикальным преобразовани ям в
машиностроительной промышленности. Поворотным моментом здесь было создание
Генри Модсли современного вида токарного металлорежущего станка, который был
построен им в 1797 г. и усовершенствован им же в 1800 г. На этом станке
применялись резцовый суппорт, цельнометаллическая конструкция, пленарность
поверхностей салазок, точно изготовленный ходовой винт для перемещения
суппорта с режущим инструмен том вдоль изделия и коробка передач. После
создания токарного станка Модсли, его дальнейшего усовершенствования
(например, Джозефом Витвортом в 1833 г.) и широкого распространения стали
изобретаться и широко применяться в машиностроении и другие механические
станки: строгальный, созданный английскими рабочими к 1840 г., фрезерный,
станок с револьверной головкой, копировальный станок, изобретенный Бланшаром
в 1818 г., круглошлифовальный (1864 г.), станок-полуавтомат,
многошпиндельный станок, зуборезный (70-е г.), червячно-фрезерный (80-е
годы) и др.
В конце XIX в. в машиностроении прочно обосновалось точное серийное
производство, которое нуждалось в большом количестве различных металлов
(сплавов), прежде всего стали и чугуна. Ряд изобретений и нововведений в
металлургии позволил резко увеличить производство черных металлов и
удовлетворить нужды машиностроения в них. Это перевод металлургических
заводов с древесного угля на каменный, коксование угля, применение паровой
машины для дутья, горячее дутье, усовершенствование способа пудлингования в
отражательной печи, изобретение парового падающего молота (Джон Вилькинсон в
1783 г.), изобретение гидравлического пресса (Брамм в 1796 г.), прокатного
стана (Корт в 1783 г.) и парового привода к нему (Вилькинсон в 1796 г.),
бессемеровский конвертер, мартеновский способ сталеварения, легирование
стали и т.д.
Выплавка черных металлов производилась ускоренными темпами в
соответствии с ростом машиностроения.
Рост парка паровых двигателей и развитие металлургического производства
требовали все большего количества угля, который был основным видом топлива в
период совершения технического переворота в промышленности (промышленного
переворота). В связи с ростом добычи угля начинается ее механизация.
Еще в 1761 г. Майкл Мензис изобрел врубовую машину с качающимся зубком.
В 1843 г. была изобретена врубовая машина с круглой пилой. В 1863 г.
появилась дисковая врубовая машина. С середины XIX в. для приведения в
действие машины в забое использовал ся сжатый воздух, а с начала XX в. -
электродвигатели. Осуществлялась механизация, хотя и медленно, и других
горнодобывающих работ: забойный транспортер (1902-1913 г.г.),
углепогрузочная машина (1903 г.) и др.
Машинная техника находит применение и в строительстве, где получают
широкое распространение паровые, а затем дизельные и электрические краны,
транспортеры, бульдозер, экскаваторы, канавокопатели, трубоукладчики,
дорожностроительные и другие машины.
С ростом добычи железной руды и каменного угля, производства
промышленных изделий, расширением торговли и строительства городов быстро
увеличивается потребность в расширении перевозок грузов и людей. Создание
паровоза и парохода и их массовое применение позволило удовлетворить эти
потребности.
Первые локомотивы были построены в Англии. В 1814 г. Джордж Стефенсон
построил свой первый локомотив для угольных шахт, перевозивший 30 т груза со
скоростью 6,5 км в час. В 1829 г. на конкурсе на лучший локомотив "Ракета"
Стефенсона была признана лучшей. Его паровоз с 30 пассажирами развил
огромную по тем временам скорость в 48 км в час. После этого в Англии, а
затем и в других странах началось бурное строительство железных дорог и
поездов с локомотивами Стефенсона. Так, если к 1838 г. в Англии было
построено только около 800 км железных дорог, то уже через пять лет общая
протяженность их достигла 3 тыс.км., а спустя еще пять лет - 8 тыс.км. С
1840 г. по 1870 г. протяженность железных дорог во всем мире увеличилась в
14 раз. В дальнейшем паровозы все более совершенствовались, их мощность и
скорость поездов росли.
Первый пароход построил Роберт Фултон в 1803 г. во Франции. В 1807 г.
он построил в Америке пароход "Клермонт", который развил скорость 8 км в
час. В 1815 г. в России был построен пароход "Елизавета" со скоростью 9 км в
господствующее положение принадлежит тягловым механизмам. Машины же,
несмотря на их большое распространение во всех звеньях промышленного
производства и в некоторых других отраслях как производственной сферы, так и
непроизводственной, играют второстепенную роль.
2. Подъем индустриально-технической революции. Технологический
переворот
Говоря о новых материалах, которые начали широко применяться в эпоху
индустриально-технической революции, можно сказать, что эпоха
индустриально-технической революции - это эпоха сплавов. До
индустриально-технической революции люди знали и применяли в широких
масштабах один сплав - бронзу. Теперь же начинается широкое применение
сплавов на основе железа: чугуна и стали, а затем и сплавов на основе
алюминия: алюминиево-медные, алюминиево-магниевые. Легкие сплавы стали
применяться уже при завершении индустриально-технической революции. Помимо
этих сплавов применялись, и многие другие сплавы, получившие меньшее
распространение.
На начальном этапе индустриально-технической революции машинная техника
в основном изготовлялась из дерева, из металла же изготовлялись в основном
детали машин, непосредственно воспринимающие нагрузку, детали, которые
нельзя изготовлять из дерева. Даже первые паровые котлы делали из дерева, в
виде бочки с обручами. Это объясняется тем, что металл и сплавы были дороги,
да и изготовлять деревянные части машин было легче. Чугун, выплавка которого
была освоена в XIII в., выплавлялся на древесном угле, как и все металлы,
что в частности, и обуславливало их высокую стоимость. Однако
систематическое совершенствование технологии черной металлургии привело
постепенно к значительному снижению стоимости чугуна и улучшению его
качества. Это перевод черной металлургии с древесного угля на каменный,
коксование каменного угля, улучшение дутья с использованием парового
двигателя, увеличение высоты доменных печей, усовершенствова ние способов
пудлиногования чугуна в отражательной печи, применение горячего дутья и др.
В результате применение чугуна начало резко расширяться. Если в Англии в
1768 г. выплавлялось чугуна 62 тыс. тонн, то уже в 1796 г. стали выплавлять
125, а в 1806 г. - 250 тыс. тонн. В середине XIX в. в Англии выплавляли 3
млн. тонн, а к концу XIX в. - 8 млн. тонн.
Многие машины, такие как двигатель внутреннего сгорания, паровая
машина, паровая турбина, электродвигатель, электрогенератор, автомобили и
т.д., нуждались в более прочном материале, чем бронза, железо, чугун. Этим
новым материалом, удовлетворившим потребности машиностроения, явилась сталь.
Сталь, как и чугун, была освоена также на заре индустриально-технической
революции, но ее чрезмерная дороговизна не позволяла широко ее применять.
Изобретение Генри Бессмером способа передела чугуна в сталь путем выжигания
из него примесей с помощью воздушного дутья в особой печи - конверторе и
изобретение Сименсом мартеновского способа сталеварения открыли дорогу
получению дешевой стали и ее широчайшего применения. Изо всех сплавов и изо
всех вообще материалов сталь стала применяться при изготовлении технических
средств наиболее всего, особенно в машиностроении. Возникают и получают
широкое распространение самые разнообразные сорта стали: легированная,
инструментальная, нержавеющая, жаропрочная и т.д.
Легкие сплавы получают широкое распространение после изобретения
американцем Холлом и французом Эру, независимо друг от друга,
электролитического способа получения алюминия. Наибольшее применение легкие
сплавы получили в авиационной промышленности.
Если, таким образом, до индустриально-технической революции в качестве
основных материалов применялись дерево, глина, медь, бронза и железо, то при
совершении индустриально-технической революции к основным материалам можно
отнести дерево, глину, чугун, сталь, дюралюминий, а также бетон
(железобетон) и абразивы.
В ходе индустриально-технической революции происходит дальнейшее
совершенст вование тех методов, механических и физических, воздействия на
предметы труда, которые применялись при изготовлении разнообразных изделий
ранее: резание, пиление, сверление, шлифовка, литье, закаливание и т.д.
Вместе с тем, возникают новые механические и физические методы, применяемые
с использованием, в основном, машинной техники. Это фрезерование, штамповка,
протяжка, обработка абразивами, электросварка, газорезка, обработка
материалов под давлением, при высоких и низких температурах.
Наряду с развитием механических и физических методов воздействия в ходе
индустриально-технической революции осваивается и широко применяется
принципиально новый метод воздействия на предметы труда при изготовлении из
них продуктов труда. Это химический метод воздействия. Он тем отличен от
других методов, что при его применении происходит превращение, получение
необходимых веществ посредством химических реакций. Химические методы
воздействия находят широкое применение в самых различных отраслях и звеньях
общественного производства. В сельском хозяйстве широко применяются
химические удобрения, которые позволяют получать высокие урожаи. С помощью
крекинг-процесса из нефти получают разнообразные горючие и смазочные
материалы: бензин, керосин, солярку, мазут и т.п. В металлургии и
машиностроении широко применяются методы цианирования, азотирования,
химической защиты металлов от коррозии, кислородное дутье. В добывающей
промышленности применяется кислотная обработка нефтяных и газовых скважин,
подземная перегонка сланцев и угля. В обрабатывающей - химическая
переработка древесины, газа, угля. Химические методы применяются в настоящее
время в радиоэлектронике, атомной энергетике (5-44).
Таким образом, если до аграрно-технической революции применялись в
основном механические методы обработки предметов труда и если в ходе
аграрно-технической революции к механическим методам обработки добавились
физические методы воздействия, то в ходе индустриально-технической революции
стали применять три вида методов воздействия на предметы труда:
механические, физические и химические.
При совершении индустриально-технической революции наряду со старыми
основными видами энергии - мускульной энергии человека, мускульной энергии
животных, энергии ветра (в парусном флоте) и энергии сгораемого дерева -
стали широко применяться и новые виды энергии: энергия ручного потока воды и
химическая энергия горючих веществ - каменного угля, нефти и нефтяных
продуктов и природного газа. Помимо этих, первичных видов энергии
применяется и вторичная форма энергии - энергия пара.
Энергия воды стала широко применяться для вращения гидродвигателя
(водяного колеса), который являлся основным двигательным механизмом в
промышленности в период зарождения индустриально-технической революции и
оставался таковым до XVIII века. Помимо водяного колеса, энергия воды
использовалась и для вращения на завершающем этапе индустриально-технической
революции водяной турбины. Но если в первом случае энергия воды
использовалась в производстве непосредственно, то во втором - для выработки
электроэнергии.
Химическая энергия горючих веществ потреблялась в тепловых двигателях,
в металлургии, для отопления зданий (жилых, производственных, служебных и
т.п.). Значительная доля горючих веществ применялась в качестве топлива для
различных видов двигателей: паровой машины, паровой турбины, двигателя
внутреннего сгорания (карбюратор ного и дизельного), работающего в основном
на жидком, а также на газообразном топливе. Химическая энергия горючих
веществ применяется при отоплении помещений и при изготовлении пищи, в
металлургии и в литейном производстве. Химическая энергия широко применяется
в автомобильном, в речном, морском, железнодорожном транспорте, в
сельскохозяйственной и военной технике. Химическая энергия минеральных
веществ превратилась в ходе индустриально-технической революции в главный
вид из применяемых видов энергии и остается таковой и в настоящее время. В
одних случаях она используется непосредственно, например, в дизеле или
газовой турбине. В других случаях - через вторичную энергию: энергию пара,
электрическую энергию. Надо сказать, что электроэнергия при совершении
индустриально-технической революции не получила широкого применения. Она
использовалась в основном для освещения и для связи (телеграф). Если
говорить о вторичных видах энергии, то в ходе индустриально-технической
революции основным видом применяемой энергии являлась энергия пара.
Электрическая же энергия вытесняет энергию пара и становится основным видом
вторичной энергии уже при завершении индустриально-механической революции,
или точнее - в фазе зарождения следующей революции в развитии
производительных сил, революции научно-технической.
При совершении индустриально-технической революции происходит, как и
при совершении всех других революций в развитии производительных сил,
ускоренная специализация технических средств, особенно в промышленном
производстве, а также происходит расширение пооперационного (мануфактурного)
разделения труда.
Если отраслевое (общественное) разеделение труда есть разделение труда
между предприятиями, так что одни предприятия производят один вид продукции
и относятся к одной отрасли, а другие предприятия относятся к другой
отрасли, они производят другой вид продукции, то пооперационное разделение
труда есть разделение труда внутри предприятий, между отдельными работниками
при изготовлении какого-либо изделия. Если раньше при изготовлении
какого-либо изделия или продукта труда земледельцы или ремесленники
выполняли все операции сами последовательно от первой до последней, от
начала до полного изготовления продукта труда, то теперь внутри
промышленного предприятия (мастерской, мануфактуры, фабрики, завода)
различные работники выполняют при изготовлении продукции отдельные операции.
Мануфактурное разделение труда, как и применение машинной техники,
ведет к росту производительности труда, о чем убедительно написано в
"Капитале" К.Маркса, поэтому мы не будем останавливаться на этом вопросе.
Машинная техника и мануфактур ное разделение труда нередко развиваются
отдельно, независимо друг от друга, особенно при зарождении того или
другого. Но чаще всего они (а также специализация орудий труда) развиваются
вместе, дополняя и обуславливая друг друга, так что очередной шаг в развитии
мануфактурного разделения труда способствует дальнейшему развитию машинной
техники, а очередной шаг в развитии машинной техники обуславливает
дальнейшее развитие мануфактурного разделения труда.
Прогрессивное развитие пооперационного разделения труда при совершении
индустриально-технической революции явилось такой же закономерностью, какой
явилось широкое распространение отраслевого разделения труда в ходе
аграрно-технической революции: выделение в самостоятельные отрасли или
звенья земледелия, скотоводства, охотничьего промысла, рыболовства,
ремесленного производства, металлургии, горного дела, торговли и т.п.
3. Зрелость индустриально-технической революции. Технический переворот
в промышленности
При зарождении индустриально-технической революции основным
двигательным механизмом, как мы видели выше, являлся гидродвигатель (водяное
колесо). Однако по мере развития индустриально-технической революции
гидродвигатели, а тем более ветряки становились все более недостаточно
мощными двигателями, чтобы обеспечить потребность людей в двигательных
механизмах в различных отраслях производства. Кроме того, водяные колеса и
ветряные двигатели имели и другие недостатки. Водяное колесо можно было
использовать лишь по берегам рек, поэтому промышленные предприятия
приходилось строить, как правило, вдали от сырья. К некоторым предприятиям,
например в добывающей промышленности, вообще нельзя было подвести из-за
отдаленности рек воду. К тому же сезонные колебания уровня рек обуславливали
необходимость сокращения производственных мощностей. Ветряные же двигатели
обеспечивали двигательной силой предприятия неритмично, только в ветреную
погоду.
Поэтому возникает потребность в двигателе, который можно было бы
применять в любом месте, в отличие от гидродвигателя, в любое время, в
отличие от ветряного двигателя и любой мощности, которая понадобилась бы
людям в производстве. Таким двигателем в XVIII в. явилась паровая машина.
Появление и широкое распространение усовершенствованных
высокопроизводитель ных станков в текстильной промышленности ускорило ее
изобретение, усовершенство вание, внедрение в производство и широчайшее
распространение. Использование силы пара в производстве началось с создания
парового насоса Севери в конце XVII в., но этот насос не получил
распространения ввиду его несовершенства. В частности, в нем не было одного
из главных элементов будущего парового двигателя - цилиндра с поршнем, хотя
здесь был другой главный элемент - паровой котел. Не нашел практического
применения и первый паровой двигатель, построенный Папеном в 1690 году, в
котором был цилиндр с поршнем, но не было парового котла.
Соединить эти два основных элемента в одной машине удалось Томасу
Ньюкомену в начале XVIII в. Хотя его паровой двигатель был несовершенен,
имел низкий КПД, небольшую мощность при значительном весе и не имел
вращательного вала, в силу чего его применение ограничено, тем не менее он
получил на протяжении всего XVIII в. широкое распространение во многих
странах Европы.
Паровая машина Ньюкомена была усовершенствована во второй половине
XVIII в. гениальным английским механиком Джеймсом Уаттом, а к концу XVIII в.
была им же превращена в универсальный двигатель, который на протяжении всего
XIX в. являлся основным двигательным механизмом во многих отраслях
производства и прежде всего в промышленности.
"Паровая машина была первым интернациональным изобретением. Когда для
приведения в движение рабочих машин, используемых в конкретных условиях,
были развиты частичные двигатели, тогда соединение всех основных принципов
работы и конструктивных форм этих частичных двигателей вместе дало
универсальный двигатель - паровую машину.
Действительно, от водяного колеса в паровую машину был перенесен
основной принцип движения, обеспечивающий работу рабочих машин -
сравнительно непрерывное вращательное движение на выходном валу...
От паросиловой насосной установки Севери в паровую машину было
перенесено использование водяного пара как рабочего тела. Это обеспечивало
паровой машине относительную повсеместность, она мало зависела в своем
местопребывании от тех или иных локальных условий. От пороховой машины
Гюйгенса в паровую машину был перенесен основной принцип ее конструктивной
формы - цилиндр с движущимся в нем поршнем...
Паровая машина не сможет выполнять свою функцию универсального и
повсеместного двигателя (и то и другое в сравнительной степени, конечно),
если не будет соответствующего передаточного механизма, передающего движение
от двигателя рабочим машинам.
Принципиальные схемы применяемых до настоящего времени передаточных
механизмов были разработаны еще на опыте изготовления часовых механизмов.
К.Маркс указывал на часы как на ту материальную основу, на которой наряду с
мельницей строилась подготовительная работа для машинной индустрии.
Таким образом, все основные технические достижения, приобретенные при
развитии частичных двигателей, воплотились в паровой машине" (1-55).
Широкому распространению паровой машины Уатта способствовали, как мы
отмечали выше, в сильной степени появившиеся и получившие широкое применение
высокопро изводительные механические станки в текстильной промышленности,
начало которому было положено изобретением в Англии механического
(самолетного) челнока Джоном Кейем в 1733 г. Производительность труда ткачей
резко возросла, в результате чего прядение стало отставать от ткачества, не
успевая обеспечивать его пряжей.
Тогда в прядильном производстве был внедрен целый ряд изобретений и
усовершен ствований: прядение с помощью валиков Льюиса, Пауля и Уайтта,
которые построили такую установку в 1741 г.; прядильная машина "Дженни"
Харгривса, изобретенная в 1764 г. и усовершенствованная в 1768 г.,
работающая с помощью передвижной каретки; ватермашина Аркрайта в 1769 г.,
позволившая выпускать чисто хлопчатобумажные ткани; мюль-машина Кромптона,
изобретенная в 1779 г. и работавшая с помощью валиков, каретки и веретен без
рогульки; кольцевая прядильная машина американца Джона Торна, построенная им
в 1828 г. и усовершенствованная его соотечественником Мэзоном в 1831 г.;
автоматическая мюль-машина (сельфактор) Ричарда Робертса (1825-1830 г.г.),
снабженная самодействующим прибором - квадрантом, который автоматически
регулировал скорость вращения веретена при намотке прядильной нити.
Сельфактор Робертса был усовершенствован Джемсом Смитом, который
автоматизировал почти все операции, за исключением некоторых второстепенных.
В результате уже первых изобретений прядильное производство не только
догнало ткацкое, но и оставило его позади. В ответ на это в ткацком
производстве прокатилась волна изобретений и усовершенствований, которые
связаны с именами Барбера (1774 г.), Картрайта (1787 г.), Редклиффа (1802
г.), Джонсона (1803-1805 г.г.), Остина (1789 г.) и Хоррокса (с 1810 г.). В
результате ткацкий станок превратился в универсальную машину,
производительность труда ткачей резко возросла и отставание было
ликвидировано.
С конца 80-х годов XVIII в. распространение ткацких станков идет
быстрыми темпами. В 1787 г. Картрайт основал первую механическую ткацкую
фабрику с двадцатью станками. К 20-м годам XIX в. в Англии и Шотландии
насчитывалось 14150 паровых ткацких станков, к 1829 г. - 55 тыс., а в 1834
г. - уже 100 тыс. механических станков (4-131).
В текстильной промышленности были изобретены и многие другие
механические станки: станок Жаккара для выработки фасонных тканей со
сложными узорами (1804 г.); кардочесальные станки Пауля, Борна и Аркрайта
(1784 г.); гребнечесальная машина Картрайта (1792 г.); машина для набивки
ситца Белля и другие.
"С середины XVIII и до конца XIX в. производственная мощность
текстильной промышленности Англии возросла благодаря всем этим машинам в
несколько раз. Она завоевала рынки всего мира..." (7-124).
Первая паровая машина в текстильном производстве была установлена в
1785 г., а через пятнадцать лет на хлопчатобумажных фабриках применялось уже
84 паровых машины. К 1850 г. в хлопчатобумажной промышленности применялось
паровых машин суммарной мощностью 71000 л.с. (7-131).
"Развитие торговли являлось громадным стимулом для совершенствования и
распространения машин. Так, число механических веретен в английской
хлопчатобумажной промышленности возросло с 1951 тыс. в 1787 г. до 6645 тыс.
в 1815 г. Количество паровых машин со времени изобретения в 1784 г. к 1825
г. достигло 15 тыс. Внедрение машин вело к удешевлению английских товаров,
их низкие цены были могучим оружием в борьбе за рынки. Английские товары
создавали большую конкуренцию для изделий других стран. Даже во Франции,
занимавшей второе место в мире по уровню промышленного развития, английские
сукна и хлопчатобумажные ткани были в 2-3 раза дешевле французских.
Конкуренция Англии вынуждала предпринимателей Франции, Германии, США и
других стран усиленно внедрять машинную технику" (1-67).
В легкой промышленности происходило широкое внедрение механических
станков не только в прядильном и ткацком производстве, но и в белильном,
красильном и др. звеньях легкой промышленности. "Переворот в способе
производства, совершившийся в одной сфере промышленности, обуславливает
переворот в других сферах... машинное прядение выдвинуло необходимость
машинного ткачества, а оба вместе сделали необходимой механико-химическую
революцию в белильном, ситцепечатном и красильном производствах" (Маркс,
Энгельс. т. 24, стр. 395).
Бурное развитие, производство текстильных станков и паровых машин
нуждалось в большом количестве крупных и мелких разнообразных металлических
деталей, выполненных с большой точностью. При ручном изготовлении
механические средства производились медленно, в небольших количествах, их
издержки производства были высоки. Изготовле ние все более сложных
технических средств нуждалось в более производительном и более качественном
труде машиностроителей. Это привело к радикальным преобразовани ям в
машиностроительной промышленности. Поворотным моментом здесь было создание
Генри Модсли современного вида токарного металлорежущего станка, который был
построен им в 1797 г. и усовершенствован им же в 1800 г. На этом станке
применялись резцовый суппорт, цельнометаллическая конструкция, пленарность
поверхностей салазок, точно изготовленный ходовой винт для перемещения
суппорта с режущим инструмен том вдоль изделия и коробка передач. После
создания токарного станка Модсли, его дальнейшего усовершенствования
(например, Джозефом Витвортом в 1833 г.) и широкого распространения стали
изобретаться и широко применяться в машиностроении и другие механические
станки: строгальный, созданный английскими рабочими к 1840 г., фрезерный,
станок с револьверной головкой, копировальный станок, изобретенный Бланшаром
в 1818 г., круглошлифовальный (1864 г.), станок-полуавтомат,
многошпиндельный станок, зуборезный (70-е г.), червячно-фрезерный (80-е
годы) и др.
В конце XIX в. в машиностроении прочно обосновалось точное серийное
производство, которое нуждалось в большом количестве различных металлов
(сплавов), прежде всего стали и чугуна. Ряд изобретений и нововведений в
металлургии позволил резко увеличить производство черных металлов и
удовлетворить нужды машиностроения в них. Это перевод металлургических
заводов с древесного угля на каменный, коксование угля, применение паровой
машины для дутья, горячее дутье, усовершенствование способа пудлингования в
отражательной печи, изобретение парового падающего молота (Джон Вилькинсон в
1783 г.), изобретение гидравлического пресса (Брамм в 1796 г.), прокатного
стана (Корт в 1783 г.) и парового привода к нему (Вилькинсон в 1796 г.),
бессемеровский конвертер, мартеновский способ сталеварения, легирование
стали и т.д.
Выплавка черных металлов производилась ускоренными темпами в
соответствии с ростом машиностроения.
Рост парка паровых двигателей и развитие металлургического производства
требовали все большего количества угля, который был основным видом топлива в
период совершения технического переворота в промышленности (промышленного
переворота). В связи с ростом добычи угля начинается ее механизация.
Еще в 1761 г. Майкл Мензис изобрел врубовую машину с качающимся зубком.
В 1843 г. была изобретена врубовая машина с круглой пилой. В 1863 г.
появилась дисковая врубовая машина. С середины XIX в. для приведения в
действие машины в забое использовал ся сжатый воздух, а с начала XX в. -
электродвигатели. Осуществлялась механизация, хотя и медленно, и других
горнодобывающих работ: забойный транспортер (1902-1913 г.г.),
углепогрузочная машина (1903 г.) и др.
Машинная техника находит применение и в строительстве, где получают
широкое распространение паровые, а затем дизельные и электрические краны,
транспортеры, бульдозер, экскаваторы, канавокопатели, трубоукладчики,
дорожностроительные и другие машины.
С ростом добычи железной руды и каменного угля, производства
промышленных изделий, расширением торговли и строительства городов быстро
увеличивается потребность в расширении перевозок грузов и людей. Создание
паровоза и парохода и их массовое применение позволило удовлетворить эти
потребности.
Первые локомотивы были построены в Англии. В 1814 г. Джордж Стефенсон
построил свой первый локомотив для угольных шахт, перевозивший 30 т груза со
скоростью 6,5 км в час. В 1829 г. на конкурсе на лучший локомотив "Ракета"
Стефенсона была признана лучшей. Его паровоз с 30 пассажирами развил
огромную по тем временам скорость в 48 км в час. После этого в Англии, а
затем и в других странах началось бурное строительство железных дорог и
поездов с локомотивами Стефенсона. Так, если к 1838 г. в Англии было
построено только около 800 км железных дорог, то уже через пять лет общая
протяженность их достигла 3 тыс.км., а спустя еще пять лет - 8 тыс.км. С
1840 г. по 1870 г. протяженность железных дорог во всем мире увеличилась в
14 раз. В дальнейшем паровозы все более совершенствовались, их мощность и
скорость поездов росли.
Первый пароход построил Роберт Фултон в 1803 г. во Франции. В 1807 г.
он построил в Америке пароход "Клермонт", который развил скорость 8 км в
час. В 1815 г. в России был построен пароход "Елизавета" со скоростью 9 км в