Глава II

в движение водяным колесом, на одном валу с которым сидело большое чугунное зубчатое колесо. Последнее находилось в зацеплении с малым зубчатым колесом. На валу малого зубчатого колеса был установлен патрон, в который вставлялось сверло. Подача могла осуществляться за счет перемещения обрабатывавшегося ствола орудия.

Рис. 79. Машина для сверления отверстий винградов стволов артиллерийских орудий. Екатеринбургский горный округ. 1834 г. Заводской чертеж.

2. РАСТОЧНЫЕ СТАНКИ

Большими полостями, подлежавшими обработке на станках, обладали цилиндры насосов, воздуходувных мехов и паровых машин.

Для расточки больших цилиндрических полостей давно использо­вался примитивный способ, не требовавший применения машин, о кото­

159

ром кратко уже упоминалось выше. Он описан Я. Лейпольдом.⁴⁶ Этот способ состоял в том, что внутрь обрабатываемой цилиндрической по­лости вводили деревянный цилиндр (оструганное бревно), который зна­чительно превышал по длине обрабатываемый предмет. На бревне, в по­перечном направлении, устанавливался резец в виде скребка. Несколько рабочих брались за концы бревна, выступавшие из цилиндрической по­лости, и двигали его вдоль ее образующей. Кроме осуществления воз­вратно-поступательного движения бревна, рабочие понемногу его пово­рачивали и таким способом постепенно снимали припуск на обработку. После этого в полость вводилось другое бревно, смазанное смесью сала с наждаком, и производилось шлифование. Такой метод обработки, есте­ственно, не мог дать большой точности.

Когда в 1760 г. известному английскому машиностроителю Рейнольдсу потребовалось обработать цилиндр диаметром 28 дюймов (около 711 мм), то он прибег к аналогичному способу, лишь заменив бревно свинцовой отливкой. Однако разность перпендикулярных диаметров, замеренных после такой обработки, составила, по выражению Рейнольдса, характери­зовавшему способы измерения и их точность, «полмизинца».⁴⁷

Такие результаты обработки никак не соответствовали новым потреб­ностям машиностроения, так же как и громадные затраты труда. Поэтому начались попытки применения машин для расточки цилиндров. Наиболее подходящей и хорошо освоенной была машина для расточки каналов стволов орудий. Эта конструкция и была использована прежде всего. На ней издавна применялись борштанги с насаженными на конце режу­щими головками. Диаметр последних соответствовал диаметру обрабаты­ваемого отверстия. Канал ствола обычно не имел больших диаметров при большой длине и соответственно большой длины при большом диаметре. Поэтому при обработке ствола на горизонтальной машине вес режущей головки не оказывал заметного влияния на точность обработки.

При использовании горизонтально-сверлильной машины для расточки цилиндров насосов, воздушных мехов и паровых машин положение из­менилось. Здесь диаметр режущих головок оказался весьма большим и сами они — весьма тяжелыми. Борштанги, являясь консольными балками, нагруженными на конце, оказывались достаточно длинными и, несмотря на значительный диаметр, подверженными заметному изгибу под действием большого веса головок и значительных усилий резания. Поэтому обрабатываемые ими цилиндрические полости приобретали в сечении вертикальной плоскостью яйцеобразную форму. Для того чтобы это несколько исправить, цилиндры после каждого прохода режущей головки поворачивали на 90°. В результате сечение цилиндра получало форму, удовлетворяющую требованиям, предъявляемым при изготовле­нии цилиндров водяных насосов и паро-атмосферных машин.

В 1769 г. английский машиностроитель Смитон усовершенствовал обычную горизонтальную машину. В станке Смитона борштанга полу­чила опору на свободном конце (как это показано на рис. 80) в виде те­лежки.⁴⁸ Последняя могла свободно перемещаться внутри обрабатывае­мого цилиндра. Такое конструктивное решение не соответствовало уровню техники, так как не могло обеспечить необходимой точности обработки.

^4Й J. L е и р о 1 d, ук. соч., стр. 67—69.

⁴⁷ Е. A. Forword. The Early History of the Cylinder Boring Machine. Trans­actions of the Newcomcn Society for the Study of the History of Engineering and Techno­logy, vol. V, 1924—1925, стр. 24—38.

⁴⁸ Jchn F a r y. A Treatise on the Steam Engine. . . London, 1827, стр. 294.

Все части тележки не могли быть выполнены с достаточной точностью. При передвижении тележки ее части занимали различное положение от­носительно друг друга. Отступления от размеров, допущенные при из­готовлении отдельных деталей тележки, в определенные моменты могли складываться и давать весьма значительные разности в положении бор- штанги и соответственно отступления от требующихся размеров ци­линдра. Так же не мог быть точно уложен рельсовый путь для тележки, а ее перемещение непосредственно но неровностям необработанной по­верхности цилиндра было еще менее желательным. Кроме того, вся система была лишена жесткости. Вследствие всех этих обстоятельств машина Смитона не внесла большого улучшения в качество обработки цилиндров и проблема оставалась нерешенной.

1769 г. По Д. Фэри.

Как известно, в 1765 г. И. И. Ползунов занимался обработкой частей своей паровой машины, в том числе цилиндров. Так как машина работала успешно, то представляется несомненным, что ее цилиндры были расто­чены с необходимой точностью. Однако описаний и чертежей приме­ненного для этого оборудования пока не обнаружено.⁴⁹

В книге И. Ф. Германа, посвященной оборудованию Петрозаводского и Кончезерского заводов, подробно описан станок для расточки цилинд­ров.⁵⁰ Его конструкция является прекрасной илллюстрацией высказан­ного выше положения, что в начальный период развития этого вида обо­рудования основные устройства заимствовались от хорошо разработанной конструкции станков для рассверливания канала ствола орудия. Про­цесс обработки крупных цилиндров внутри и снаружи на специальном станке (рис. 81) Герман описывает следующим образом: «Напоследок следует упомянуть, что на самых тех свирелепных станках сверлят и об­тачивают цилиндры к мехам и паровым машинам употребляемые, а при сей работе поступают следующим образом:

«Для сверления их потребна чугунная с четырехугольною головою круглая доска равного с цилиндром диаметра. Доску сию головкою укреп­ляют к випградной коробке центром посредством шести винтов, прохо­дящих через железную шину и чугунную стену местной коробки. К оной

⁴⁹ И. Я. К о н ф е д е р а т о в. Иван Иванович Ползунов. М.—JT-, 1951. стр. 225, 232. _

⁵⁰ Ивап Герман, ук. соч., табл. XXI.

161

чугунной доске прикрепляется самый уже цилиндр сквозь поля его и доску чугунную продетыми железными винтами; ежели цилиндр будет длинен, тогда он кладется на две особенного устроения подушки, в про­тивности же на одну только; ежели же цилиндр не очень велик в попереч­нике, тогда кладут на подушку деревянной или чугунной подшипник судя по его толстоте, сверху скрепляется еще он завинченною накладкою. В рассуждении верности положения цилиндра должно точно согласо­ваться с положением пушек, то есть: чтобы ось вальков и ось цилиндра и сверла составляли одну прямую горизонтальную и параллельную

Рис. 81. Машина для обработки цилиндров паровых машнн. Петрозаводск. Конец

XVIII в. По И. Ф. Герману.

продольным брусьям линию; укрепивши такті образом весьма крепко и верно цилиндр, приступают к работе для укрепления сверла к нажима- тельной тележке, что делается равно как и у пушек следующим образом: цилиндр при отливке всегда принимает по крайней мере лишнюю на три десятины толщину, а есть ли оной будет сверлиться и обтачиваться, тогда в цръп более; сверху при цилиндрах имеют многоразличные фигуры, составляются они из трех частей Из шеста головки и брусков головка вдевается на шест и расклинивается, как было прежде упомянуто; к го­ловке в отлитые нарочно для того отверстия полагаются из весьма хорошей стали бруски, закрепляют их чугунными клинышками, потом вклады­вают сверло в тележку, заклинивают в прорезе, полагают сверла на по­душку, потом посредством налагаемой на ломок тяжести для того по­требной, начинают сверлить; по высверливании вместо брусков проходят деревом, смазываемым постным маслом, а дерево как можно туже наби­вают между головкою сверла и внутреннею стороною цилиндра, проходя таким образом раза два, цилиндр бывает совсем готов.

п Ф. Н. Загорский