Автоматическая прядильная машина значение изобретения
Прядильная машина Харгривса
Научные открытия XVII—XVIII вв. обеспечили возможность технического подъёма в производстве и положили начало «машинной революции». Ручной труд стал сменяться машинным. Первым автоматическим станком, получившим широкое распространение в производстве, стала прядильная машина Харгривса.
Скручивать и наматывать
Изобретение ножного привода, вращающего колесо прялки, приписывают саксонскому столяру Иоганну Юргенсу и датируют 1530 г. В самопрялке Юргенса прядильщик мог вытягивать нить из кудели (кома волокна) обеими руками, что ускорило прядение и повысило качество нити. В самопрялке были механизированы две операции: скручивание нити и наматывание её на катушку. Но вытягивание волокна из кудели и первичное его закручивание оставалось ручным.
Первая попытка
В 1735 г. английский механик Джон Уайт заменил пальцы прядильщика, вытягивающего нить из кудели, вытяжными валиками. Уайт, не имея средств на развитие своей идеи, продал её предпринимателю Льюису Паулю, и в 1742 г. они вместе сконструировали прядильную машину. В ней вытянутая валиками пряжа поступала на 50 веретён. И валики, и веретёна вращались приводами от одного большого колеса. Нагрузка на колесо была слишком велика, чтобы вращать его вручную — его приводили в движение два осла. Учитывая, что прядением занимались ремесленники-одиночки, дорогая и громоздкая машина Уайта-Пауля, да ещё и с ослами в придачу, спроса не нашла.
Как ткач помог пряхе
В XVIII в. ткачи уже работали на простых ткацких станках, ускоривших выработку тканей, а прядильщики, трудясь вручную, не успевали снабжать их пряжей. С дефицитом пряжи столкнулся английский ткач из Стендхилла Джеймс Харгривс. Его жена, пряха, за день не могла напрясть столько, сколько было надо мужу для работы на следующий день. Однажды маленькая дочь Харгривса Дженни опрокинула раскрученную матерью ручную прялку, и та, упав, продолжала крутить веретено, оказавшееся в вертикальном положении. Этот случай подал Харгривсу идею заставить колесо крутить вместо одного горизонтального несколько вертикальных веретён. В 1764 г. он построил прядильную машину, в которой 8 (а впоследствии 16, 80 и больше) вертикальных веретён через систему блоков вращались одним колесом.
Харгривс упростил и процесс вытяжки, плотно зажав ровницу между двумя брусками, поставленными на ролики, и получив каретку вытяжного пресса. Работа прядильщика свелась к тому, чтобы одной рукой двигать каретку, а другой — крутить колесо.
Трудяга «Дженни»
Харгривс назвал свою машину «Дженни» в честь дочери и в 1770 г. взял на неё патент. «Дженни» выполняла работу десятков прядильщиков с ручными прялками, лишая их заработка. Разгневанные прядильщики разгромили машины и дом Харгривса. Но прогресс это не остановило: машины продолжили вытеснять ручной труд. Желающим заработать на прядении приходилось приобретать прядильные машины. В 1790-х гг. в Англии работало более 20 000 прялок «Дженни», а Харгривс, переехав в Ноттингем, построил прядильную фабрику со своими машинами и стал успешным предпринимателем.
Патент — охранный документ, удостоверяющий исключительное авторство и право на изобретение.
Развитие идеи
Машина Харгривса предназначалась для прядения хлопка, но нить из неё выходила слишком тонкой и легко рвалась. Для прочности в основу хлопковой нити приходилось вплетать нить льняную. Английский парикмахер Ричард Аркрайт, узнав от своих клиентов — ткачей о проблемах с машиной Харгривса, решил усовершенствовать её. В 1769 г. он создал свой прядильный станок, из которого хлопковая нить выходила настолько прочной, что не требовала добавления льна. Некоторые типы современных электрических прядильных машин действуют по тем же принципам, что и первые механические прялки, но процесс прядения сейчас полностью автоматизирован, и один рабочий может обслуживать целый цех с десятком станков по сотне веретён каждый.
Автоматическая прядильная машина значение изобретения
2. ПРЯДИЛЬНЫЕ МАШИНЫ
Не имея средств для реализации своего изобретения, английский механик Уайетт передал право на его эксплуатацию мелкому предпринимателю Люису Паулю, который в 1738 г. взял на эту машину патент. В нем указывалось, что конец расчеканенной ленты хлопка помещают между двумя валиками или цилиндрами, которые своим вращательным движением захватывают хлопок или шерсть. В то время как они проходят между обоими цилиндрами, последовательный ряд других цилиндров, вращающихся со все большей скоростью, вытягивает их в нить любой тонкости. К сожалению, о конструкции этой машины сведений почти не сохранилось. Кроме того, попытки внедрения ее в производство не увенчались особым успехом, но тем не менее именно эта машина определила начало технического переворота, так как здесь впервые была выпрядена хлопчатобумажная нить без непосредственного участия человека. Важным преимуществом вытяжного механизма было то, что он давал возможность «прясть» не одну, а несколько нитей одновременно. «Таким образом, количество орудий, которыми одновременно действует одна и та же рабочая машина, с самого начала освобождается от тех органических ограничений, которым подвержено ручное орудие рабочего» ( Там же, с. 385).
Вытяжной прибор [6], созданный Джоном Уайеттом, состоял из двух вытяжных пар. В дальнейшем были использованы четыре вытяжные пары. Для обеспечения лучших условий вытягивания поверхность одного из цилиндров делали гладкой, а другой обивали кожей, сукном, металлическими остриями и т. п., благодаря чему волокна лучше захватывались. Изобретение вытяжного аппарата имело решающее значение для перехода от ручной техники к машинной, так как он заменил руку рабочего там, где она непосредственно соприкасалась с обрабатываемым материалом.
Продолжая работать над усовершенствованием своей машины, Уайетт и Пауль берут новый патент на усовершенствованную машину и организуют небольшую прядильню в Бирмингеме. В дальнейшем родственник Пауля, которому он передает право на эксплуатацию изобретения Уайетта, организует довольно обширное предприятие. Таким образом начинают зарождаться первые текстильные фабрики, послужившие прообразом для создания машинно-фабричного производства в самых различных областях промышленности [7].
Существенным фактором, интенсифицировавшим дальнейшее развитие технических средств прядения, был так называемый прядильный голод, вызванный усовершенствованием ткацкого станка. В 1761 г. «0бщество поощрения ремесел и мануфактур» объявило о назначении двух премий за создание машины, способной повысить производительность труда настолько, чтобы ликвидировать острый недостаток пряжи и происходящий отсюда «великий ущерб торговцу, фабриканту и нации вообще».
Машина Харгривса ‘Дженни’ (1768 г.)
В 1772 г. механик Вуд создает машину, где вытяжной прибор неподвижен, а передвигаются веретена, т. е. происходит процесс, обратный тому, который имеет место в машине Харгривса. Здесь лента, являющаяся предметом труда, занимает пассивное положение, а веретено (рабочий инструмент) в значительной мере активизируется. Вытяжной пресс, оставаясь неподвижным, закрывается и открывается, а веретена не только вращаются, но и перемещаются.
Машина Вуда ‘Билли’ (середина XVIII в.)
Машина Аркрайта обладала двумя неоспоримыми достоинствами принципиального характера. Во-первых, в отличие от машины Харгривса она с самого начала была рассчитана на механическую движущую силу, и, во-вторых, здесь уже был осуществлен принцип непрерывности работы [8].
Наряду с достоинствами мюль-машины обладали весьма существенным недостатком, заключавшимся в том, что в процессе работы отдельные операции чередуются, тогда как в ватер-машинах все процессы осуществляются непрерывно. Поэтому при одинаковой скорости вращения веретена производительность ватер-машин была выше производительности мюль-машины. Кроме того, мюль-машина сложнее, требует более высокой квалификации рабочих и т. п. Все это заставило заняться совершенствованием ватер-машины, в результате чего был предложен кольцевой ватер, где вместо веретенной рогульки было применено металлическое кольцо, концентрически насаженное вокруг веретена.
В дальнейшем создают приспособления для автоматической остановки машин в случае обрыва нити, вводят специальные устройства для автоматической замены пустых челноков.
В результате всех этих усовершенствований машина приобретает основные черты автоматической, работающей без непосредственного участия человека.
В середине XIX в. в России резко повышается спрос на ткани. Это не замедлило сказаться на развитии текстильной промышленности. Уже в 1829 г. русские фабриканты представили на промышленную выставку в Петербурге широкий ассортимент продукции, поразившей иностранцев своим многообразием и богатством.
О важности совершенствования процесса прядения льна свидетельствует назначение французским правительством значительной премии за изобретение машины для механизации этого процесса. В Европе подобная машина была создана лишь в начале XIX в. французом Жираром.
Большой интерес представляет чесально-прядильная машина, изобретенная губернским механиком, инженером Т. А. Ивановым. Существенным в его машине было применение однопрочесной системы вместо двух-прочесной; использование рабочей поверхности барабана (8 пар валиков вместо 5); получение непрерывной ленты и др.
На основе работы по усовершенствованию техники и технологии текстильного производства в России создавались предпосылки для развития текстильной науки. В этот период возникла связь между наукой и текстильной техникой. Примером могут служить взаимоотношения между Александровской мануфактурой и Технологическим институтом в Петербурге.
1764 г. Прядильная машина Харгривса
Прядильная машина Харгривса «Дженни».
Острая нехватка пряжи была отчасти преодолена после создания прядильной машины Харгривса.
Харгривс был ткач. Пряжу для него изготовляла жена, и того, что она успевала напрясть за день было для него недостаточно. Поэтому он много думал над тем, каким образом можно было бы ускорить работу прядильщиц. Случай пришел ему на помощь. Однажды дочь Харгривса Дженни нечаянно опрокинула прялку, однако колесо ее продолжало вертеться, а веретено продолжало прясть пряжу, хотя находилось в вертикальном, а не горизонтальном положении. Харгривс немедленно использовал это наблюдение и построил в 1764 г. машину с восьмью вертикальными веретенами и одним колесом. Машину он назвал «дженни» по имени своей дочери. Она не принесла своему создателю ни денег, ни счастья. Напротив, изобретение Харгривса вызвало бурю негодования у прядильщиков – они предвидели, что машина лишит их работы. Ватага возбужденных людей ворвалась однажды в дом Харгривса и разрушила машину. Сам изобретатель и его жена едва успели избежать расправы. Но это, конечно, не могло остановить распространения машинного прядения – буквально через несколько лет «дженни» пользовались тысячи мастеров.
Как и машина Уайта, «дженни» требовала предварительной подготовки хлопковых волокон. Выделка нити происходила здесь из ленточки расчесанного хлопка. Початки с ровницей помещены были на наклонной раме (наклон служил для облегчения сматывания ровницы). Вместо вытяжных валиков Уайта Харгривс применил особый пресс, состоявший из двух брусков дерева. Нитки ровницы с початков проходили через вытяжной пресс и прикреплялись к веретенам. Веретена, на которые наматывалась готовая нить, находились на неподвижной раме с левой стороны станка. В нижней части каждого веретена имелся блок, вокруг которого шел приводной шнур, переброшенный через барабан. Этот барабан расположен был впереди всех блоков и веретен и приводился в движение от большого колеса, вращаемого рукой. Таким образом, большое колесо приводило во вращение все веретена.
Прядильщик одной рукой двигал каретку вытяжного пресса, а другой вращал колесо приводившее в движение веретена. Работа машины состояла из следующих процессов: пресс закрывался и отводился назад от веретен – в результате происходило вытягивание нити. Одновременно прядильщик вращал колесо, оно приводило в движение веретена, а они закручивали нить. В конце отхода каретка останавливалась, а веретена продолжали вращаться, производя докрутку. После этого каретка подавалась обратно к веретенам, все нити несколько пригибались особой проволокой для того, чтобы они попали в положение наматывания. Во время обратного хода каретки с открытым прессом нити наматывались на веретена вследствие вращения последних.
Вытяжной пресс Харгривса, по существу, заменил руку рабочего. Вся работа свелась в основном к трем движениям: к вращению приводного колеса, к прямолинейному движению каретки взад и вперед и к нагибанию проволоки. Другими словами, человек играл только роль двигательной силы, и поэтому в дальнейшем стало возможным заменить рабочего другими, более постоянными и мощными источниками энергии. Замечательное значение изобретения Харгривса заключалось в том, что оно сделало возможным обслуживание нескольких веретен одним рабочим. В самой первой его машине было всего восемь веретен. Затем он увеличил их количество до 16. Но еще при жизни Харгривса появились машины «дженни» с 80 веретенами. Эти машины уже не под силу было приводить в действие рабочему, и их стали соединять с водяным двигателем. Благодаря простоте конструкции и дешевизне, а также возможности использовать ручной привод «дженни» получила широчайшее распространение. К 90-м годам 18 века в Англии насчитывалось уже более 20 тысяч самопрялок «дженни». В большинстве своем они принадлежали ткачам-одиночкам. Самые малые из них выполняли работу шести или восьми рабочих. Это была первая в истории машина, получившая массовое распространение.
Прядильная машина
В древние времена пряжу для вязания изготавливали со стриженой овечьей шерсти путем ручного скручивания с помощью ручного веретена. Прядильщица должна была вытягивать, скручивать, а затем наматывать полученную пряжу. Процесс этот был довольно трудоемким, рука прядильщицы быстро уставала. Поэтому изобретение ручной прялки в Древнем Риме стало важной вехой в истории развития прядения. Изобретение веретена и прялки намного ускорили процесс прядения, который просуществовал в таком виде на протяжении многих тысячелетий. Хотя это был достаточно сложный и трудоемкий процесс. В этом приспособлении правая рука прядильщицы с помощью ручки начинала вращать большое колесо, которое в свою очередь благодаря шнуру приводило во вращение меньшее колесо. На оси меньшего колеса было надето веретено. Одновременно левой рукой прядильщица вытягивала прядь из пучка волокон и подносила ее к веретену под прямым углом. Нить наматывалась на веретено. Если прядь подносили к веретену наклонно, то нить ссучивалась, закручивалась.
Самопрялка Юргенса
В 1530 году произошло еще одно важное событие в истории прядения — каменотес Юргенс, проживавший в Брауншвейге, изобрел самопрялку. Суть его изобретения состояла в том, что прялка приводилась в действие ножным приводом. Это позволило освободить руки прядильщицы. Вытягивание, скручивание и наматывание нити теперь происходило одновременно. При этом операции по скручиванию и наматыванию нити на катушку были механизированы. Правда, операция по вытягиванию волокон и частичному их закручиванию делалась по-прежнему вручную. Безусловно, это замедляло весь процесс прядения.
Несколько поколений механиков пытались механизировать операцию по вытягиванию волокон. Наконец, в 1735 году английский изобретатель Джон Уайт придумал вытяжной прибор, заменивший человеческие пальцы. Прибор состоял из пары вытяжных валиков, которые вращались с разной скоростью. Поверхность одного валика была гладкой, другого — шероховатая, рифленая или обита паклей. Перед поступлением на валики волокна хлопка укладывались параллельно друг другу и вытягивались. Этот процесс получил название расчесывания или кардования хлопка. Чтобы механизировать этот процесс была создана чесальная машина. Машина состояла из цилиндра с крючками и желоба с зубьями на внутренней стороне. Между ними пропускались волокна хлопка, таким образом они расчесывались.
Прядильная машина Харгривса
В 1741 году Джон Уайт создал первую в истории прядильную машину. Правда, машина оказалась довольно громоздкой и дорогой и не получила широкого применения. Следующим изобретением стала прядильная машина, созданная Харгривсом в 1764 году. Свою машину изобретатель назвал по имени своей дочери «Дженни», она состояла из одного колеса и восьми вертикальных веретен. Вытяжные валики Харгривс заменил особым прессом из двух брусков дерева. Работа машины состояла из трех основных движений: вращение приводного колеса, прямолинейное движение каретки взад-вперед, нагибание проволоки. Человек выполнял лишь роль двигательной силы, что позволило заменить его более мощными постоянными источниками энергии.
Со временем человек смог обслуживать уже не 8, а 16 веретен, а в дальнейшем появились машины с 80 веретенами, которые приводили в действие водяные двигатели. Машина получила массовое распространение, в 90-е годы 18-го столетия в Англии было более 20 тысяч таких машин. Однако в машине был существенный недостаток — несовершенное вытяжное приспособление. Из-за недостаточной вытяжки пряжа получалась тонкая, но довольно слабая. Чтобы ее усилить, в пряжу добавляли льняную нитку. Вскоре была создана прядильная машина Аркрайта. Изобретатель учел достоинства и недостатки ранее созданных прядильных машин и создал свой, более удачный вариант. Вытяжной механизм Уайта он соединил с крутильно-наматывающим механизмом самопрялки Юргенса. Тщательно изучив принцип действия прядильной машины «Дженни», Аркрайт создал машину, в которой полностью автоматизировал все процессы. Это позволило наладить непрерывный процесс производства, прядильщик лишь наблюдал за бесперебойной подачей материала и соединял порвавшиеся нити. Благодаря крепости получаемой нити отпала необходимость добавлять в пряжу льняную нить. Окончательная точка в истории создания универсальной прядильной машины была поставлена Самуэлем Кромптоном, объединившим достижения своих предшественников и создавшим мюль-машину.
LiveInternetLiveInternet
—Цитатник
СПЕШИТЕ ДЕЛАТЬ ДОБРО. Стас Птиц.
Маскарад Николай Гумилев исполняет: Boris Vetrov Маскарад В глухих коридорах.
—Музыка
—Ссылки
—Видео
100 великих изобретений.29. ПРЯДИЛЬНАЯ МАШИНА
100 великих изобретений.
Дорогие друзья!
В этом посте и в последующих постах я хочу познакомить вас с историей развития человечества как историей мировых изобретений
29. ПРЯДИЛЬНАЯ МАШИНА
Восемнадцатый и девятнадцатый века ознаменовались невиданным прежде техническим подъемом. В продолжение полутораста лет было сделано множество блестящих изобретений, созданы новые виды двигателей, освоены новые средства связи и транспорта, придуманы самые разнообразные станки и машины. В большинстве отраслей производства ручной труд был почти полностью вытеснен машинным. Скорость, качество обработки и производительность труда выросли в несколько десятков раз. В развитых европейских странах появились тысячи крупных промышленных предприятий, сложились новые общественные классы — буржуазия и пролетариат. Промышленный подъем сопровождался крупнейшими социальными сдвигами. В результате Европа, да и весь мир, к концу XIX века неузнаваемо изменилась; жизнь людей уже совсем не походила на ту, что была в начале XVIII столетия. Быть может, впервые в истории технический переворот так зримо и явственно сказался на всех сторонах человеческой жизни.
Между тем начало этой великой машинной революции связано с созданием прядильного автоматического станка — самой первой машины, получившей широкое распространение в производстве. Можно сказать, что прядильная машина оказалась прообразом всех последующих станков и механизмов, и поэтому изобретение ее по своему значению далеко выходило за узкие рамки текстильного и прядильного дела. В каком-то смысле ее появление символизировало собой рождение современного мира.
Прядение в том виде, в каком оно было описано выше, — с помощью ручного веретена и прялки — существовало на протяжении нескольких тысячелетий и оставалось во все это время достаточно сложным и трудоемким занятием. Рука прядильщицы при совершении однообразных движений по вытягиванию, скручиванию и наматыванию нити быстро уставала, производительность труда была низкой. Поэтому значительный шаг в развитии прядения произошел с изобретением ручной прялки, которая появилась впервые в Древнем Риме.
В этом незамысловатом приспособлении колесо a при своем вращении приводило во вращение при помощи бесконечного шнура колесо меньших размеров d, на ось которого было надето веретено b. Процесс прядения на ручной прялке заключался в следующем: правая рука при помощи ручки приводила во вращение большое колесо a, в то время как левая, вытянув прядь из пучка волокон, направляла нить либо наклонно к веретену (тогда она ссучивалась и закручивалась), либо под прямым углом (тогда она сама собой, будучи готова, наматывалась на веретено).
Следующим крупным событием в истории прядения стало появление самопрялки (около 1530 г.), изобретателем которой называют каменотеса Юргенса из Брауншвейга. Его прялка приводилась в движение ногами и освобождала для работы обе руки работницы.
Работа на самопрялке проходила следующим образом. Веретено 1 было соединено наглухо с рогулькой 2 и получало движение от нижнего большого колеса 4. Последнее было соединено с блоком, неподвижно укрепленным на веретене. Катушка 3, на одном конце которой был укреплен блок меньшего диаметра, свободно надевалась на веретено. Оба блока получали движение от одного и того же колеса 4, но веретено и рогулька, соединенные с большим блоком, вращались медленнее, чем катушка, соединенная с меньшим блоком. Вследствие того, что катушка вращалась быстрее, происходило наматывание на нее нити, причем скорость наматывающейся нити была равна разности скоростей веретена и катушки. Прядильщица вытягивала рукой волокна из пряслицы и частично закручивала их пальцами. Нить до вступления в рогульку двигалась по оси веретена. При этом она вращалась, то есть закручивалась, и делала полностью то же число оборотов, что и веретено. Пройдя через рогульку 2, нить меняла направление и шла на катушку уже под прямым углом к оси веретена. Таким образом, по сравнению с обычной прялкой, самопрялка позволяла одновременно вытягивать, скручивать и наматывать нить. Из процесса прядения здесь уже были механизированы две операции: скручивание нити и наматывание ее на катушку, но вытяжка волокон из пряслицы и частичное закручивание их происходили вручную. Это сильно замедляло всю работу. Между тем в первой трети XVIII века был создан усовершенствованный ткацкий станок Кея, позволявший заметно повысить скорость тканья. На новом станке проворный ткач был в состоянии выткать столько пряжи, сколько поставляли шесть опытных прядильщиков. В результате возникла диспропорция между прядением и ткачеством. Ткачи стали ощущать нехватку пряжи, так как прядильщицы не успевали приготовлять ее в нужном количестве. Пряжа не только сильно вздорожала, но часто ее вообще нельзя было достать ни за какую цену. А рынки требовали все большего количества тканей.
Несколько поколений механиков тщетно ломали голову над тем, как усовершенствовать прялку. На протяжении XVII и первой половины XVIII веков было сделано несколько попыток снабдить самопрялку двумя веретенами, чтобы повысить ее эффективность. Но работать на такой прялке было слишком тяжело, поэтому идея эта не получила распространения. Было ясно, что прясть сразу на нескольких веретенах можно будет лишь тогда, когда будет механизирована сама операция вытягивания волокон.
Эта сложная задача была отчасти разрешена английским механиком Джоном Уайтом, который придумал в 1735 году специальный вытяжной прибор. По словам Маркса, именно эта часть машины определила начало промышленной революции. Не имея средств, Уайт продал права на свое замечательное изобретение предпринимателю Льюису Паулю, который в 1738 году взял на него патент. В машине Пауля и Уайта человеческие пальцы впервые были заменены парой «вытяжных» валиков, вращающихся с разной скоростью. Один валик имел гладкую поверхность, а другой был шероховатый с рифленой поверхностью или обит паклей. Однако прежде чем поступить на валики машины, волокна хлопка должны были пройти предварительную обработку — их необходимо было уложить параллельно друг другу и вытянуть. (Это называлось «расчесыванием» хлопка, или кардованием.)
Пауль и Уайт постарались механизировать этот процесс и создали специальную чесальную машину. Принцип ее действия заключался в следующем. Цилиндр, снабженный по всей поверхности крючками, вращался в желобе, который на своей внутренней стороне был снабжен зубьями. Волокна хлопка пропускались между цилиндром и желобом и таким образом расчесывались.
После этого пряжа в виде тонкой ленты подавалась в прядильную машину и здесь сначала вытягивалась в вытяжных валиках, а потом поступала на веретено, вращавшееся быстрее валиков, и закручивалась в нить. Первая такая прялка была построена Паулем в 1741 году. Это была первая в истории прядильная машина.
Усовершенствуя свою машину, Пауль и Уайт стали пропускать пряжу через несколько валиков. Вращаясь с разной скоростью, они вытягивали ее в более тонкую нитку. С последней пары валиков нитка поступала на веретено. В 1742 году Уайт соорудил машину, которая пряла сразу на 50 веретенах и приводилась в движение двумя ослами. Как показали дальнейшие события, придуманные им вытяжные валики оказались чрезвычайно удачным нововведением. Но вообще его машина не получила широкого распространения. Она была слишком дорогим и громоздким устройством для ремесленника-одиночки. Острая нехватка пряжи продолжала ощущаться и в последующие годы. Эта проблема была отчасти решена только после создания прядильной машины Харгривса.
Харгривс был ткач. Пряжу для него изготовляла жена, и того, что она успевала напрясть за день, было для него недостаточно. Поэтому он много думал над тем, каким образом можно было бы ускорить работу прядильщиц. Случай пришел ему на помощь. Однажды дочь Харгривса, Дженни, нечаянно опрокинула прялку, однако колесо ее продолжало вертеться, а веретено продолжало прясть пряжу, хотя находилось в вертикальном, а не горизонтальном положении. Харгривс немедленно использовал это наблюдение и построил в 1764 году машину с восемью вертикальными веретенами и одним колесом. Машину он назвал «Дженни» по имени своей дочери. Она не принесла своему создателю ни денег, ни счастья. Напротив, изобретение Харгривса вызвало бурю негодования у прядильщиков — они предвидели, что машина лишит их работы. Ватага возбужденных людей ворвалась однажды в дом Харгривса и разрушила машину. Сам изобретатель и его жена едва успели избежать расправы. Но это, конечно, не могло остановить распространения машинного прядения — буквально через несколько лет «Дженни» пользовались тысячи мастеров.
Как и машина Уайта, «Дженни» требовала предварительной подготовки хлопковых волокон. Выделка нити происходила здесь из ленточки расчесанного хлопка. Початки с ровницей были помещены на наклонной раме (наклон служил для облегчения сматывания ровницы). Вместо вытяжных валиков Уайта Харгривс применил особый пресс, состоявший из двух брусков дерева. Нитки ровницы с початков проходили через вытяжной пресс и прикреплялись к веретенам. Веретена, на которые наматывалась готовая нить, находились на неподвижной раме с левой стороны станка. В нижней части каждого веретена имелся блок, вокруг которого шел приводной шнур, переброшенный через барабан. Этот барабан расположен был впереди всех блоков и веретен и приводился в движение от большого колеса, вращаемого рукой. Таким образом, большое колесо приводило во вращение все веретена.
Прядильщик одной рукой двигал каретку вытяжного пресса, а другой вращал колесо, приводившее в движение веретена. Работа машины состояла из следующих процессов: пресс закрывался и отводился назад от веретен — в результате происходило вытягивание нити. Одновременно прядильщик вращал колесо, оно приводило в движение веретена, а они закручивали нить. В конце отхода каретка останавливалась, а веретена продолжали вращаться, производя докрутку. После этого каретка подавалась обратно к веретенам, все нити несколько пригибались особой проволокой для того, чтобы они попали в положение наматывания. Во время обратного хода каретки с открытым прессом нити наматывались на веретена вследствие вращения последних.
Вытяжной пресс Харгривса, по существу, заменил руку рабочего. Вся работа свелась в основном к трем движениям: к вращению приводного колеса, к прямолинейному движению каретки взад и вперед и к нагибанию проволоки. Другими словами, человек играл только роль двигательной силы, и поэтому в дальнейшем стало возможным заменить рабочего другими, более постоянными и мощными источниками энергии. Замечательное значение изобретения Харгривса заключалось в том, что оно сделало возможным обслуживание нескольких веретен одним рабочим. В самой первой его машине было всего восемь веретен. Затем он увеличил их количество до 16. Но еще при жизни Харгривса появились машины «Дженни» с 80 веретенами. Эти машины уже не под силу было приводить в действие рабочему, и их стали соединять с водяным двигателем. Благодаря простоте конструкции и дешевизне, а также возможности использовать ручной привод «Дженни» получила широчайшее распространение. К 90-м годам XVIII века в Англии насчитывалось уже более 20 тысяч самопрялок «Дженни». В большинстве своем они принадлежали ткачам-одиночкам. Самые небольшие из них выполняли работу шести или восьми рабочих. Это была первая в истории машина, получившая массовое распространение.
Машина Харгривса отчасти помогла преодолеть прядильный голод и способствовала мощному подъему производства в Англии, однако это было все-таки не совсем то, что требовалось. Вытяжное приспособление «Дженни» оказалось несовершенным. Из-за недостаточной вытяжки пряжа получалась хоть тонкая, но слабая. Для большей прочности полотна ткачам приходилось добавлять в пряжу льняную нитку.
Более удачная машина была создана вскоре Аркрайтом. Она представляла собой соединение вытяжного механизма Уайта с крутильно-наматывающим аппаратом самопрялки Юргенса. По профессии Аркрайт был цирюльником в городе Болтоне в Англии. Большинство его клиентов были мелкие прядильщики и ткачи. Однажды Аркрайт стал свидетелем разговора ткачей, говоривших о том, что полотно ткется из нитей льна вперемежку с нитями хлопка, так как машина Харгривса не в состоянии поставлять много пряжи и нитки ее не обладают достаточной прочностью. Вскоре после этого Аркрайт раздобыл себе машину «Дженни», изучил ее и пришел к убеждению, что сможет построить другую, которая будет прясть скорее и тоньше. Он взялся за дело, и действительно, ему удалось построить прялку, которая совершенно автоматически исполняла все процессы. Прядильщику приходилось лишь следить за тем, чтобы в машину поступало достаточно материала, и соединять порвавшиеся нити.
Работа на машине Аркрайта происходила следующим образом Приводное колесо приводило во вращение веретена с рогульками. Предварительно приготовленная из хлопка ровница находилась на початках, которые помещались на горизонтальном валу в верхней части станка. Ровничная ленточка хлопковых волокон поступала в находящиеся перед початками вытяжные валики. В каждой паре нижний валик был деревянный, рифленый, а верхний — обтянут кожей. Каждая последующая пара валиков вращалась быстрее, чем предыдущая. Верхние валики прижимались грузами к нижним. Вытянутая нить выходила из последней пары валиков, проходила через крючки рогульки и наматывалась на веретено. Для того чтобы получить отставание сидящих на веретенах катушек от рогулек, катушки несколько задерживались шнуром, проходившем через желобки шкивов в нижней части каждой катушки. В результате получались нити такой крепости, что отныне можно было делать ткани из чистого хлопка, без примеси льна. В описываемой машине был полностью осуществлен принцип непрерывности работы, поэтому ее стали называть ватермашиной.
Аркрайт оказался не только удачливым изобретателем, но и ловким дельцом. В сообществе с двумя коммерсантами он построил свою прядильную фабрику, а в 1771 году открыл вторую фабрику в Кромфорде, где все машины приводились в движение водяным колесом. Вскоре фабрика разрослась до размеров крупного предприятия. В 1779 году на ней было несколько тысяч веретен и работало 300 рабочих. Не останавливаясь на этом, Аркрайт основал еще несколько фабрик в разных концах Англии. В 1782 году на него работало уже 5000 рабочих, а его капитал оценивался в 200 тысяч фунтов стерлингов.
Аркрайт продолжал работать над созданием новых машин, которые позволили бы механизировать весь процесс обработки пряжи. В 1775 году он получил патент сразу на несколько вспомогательных механизмов. Главными из них были: кардная машина, подвижной гребень, ровничная машина и питающий прибор. Кардная машина состояла из трех барабанов и служила для расчесывания хлопка. (Это была усовершенствованная машина Уайта.) Подвижный гребень использовался как дополнение к кардной машине — им снимали прочесанный хлопок с барабанов. Ровничная машина превращала расчесанный хлопок в цилиндрическую ровницу, готовую для переработки на прядильной машине. Питающий прибор представлял собой подвижное полотно, которое доставляло кардной машине хлопок для обработки.
В последующие годы слава Аркрайта была омрачена обвинениями в воровстве чужих изобретений. Целый ряд судебных процессов показал, что все запатентованные им машины не были в действительности изобретены им. Так, оказалось, что прядильную ватермашину изобрел часовщик Джон Кэй, кардную машину — Даниэль Борн, питающий прибор — Джон Лис. В 1785 году все патенты Аркрайта были аннулированы, но к этому времени он уже стал одним из самых богатых английских фабрикантов.
Последнюю точку в создании универсальной прядильной машины поставил ткач Самуэль Кромптон, который создал так называемую мюль-машину. В ней были соединены принципы работы «Дженни» и ватермашины Аркрайта. Вместо пресса Харгривса Кромптон применил вытяжные валики. Кроме того, введена была каретка, двигавшаяся взад и вперед. На каретке помещались веретена. Когда каретка с веретенами отходила от валиков, веретена еще сильнее вытягивали и скручивали нитку. Когда каретка приближалась к валикам, нитка закручивалась и наматывалась на веретено. Тогда как ватермашина делала крепкую, но грубую пряжу, а «Дженни» — тонкую, но некрепкую, мюль-машина Кромптона давала крепкую и вместе с тем тонкую пряжу.