Первый русский паровоз

Размещено на http://www.allbest.ru/

МОУ СОШ №3

Доклад

Первый русский паровоз

Выполнила

Ученица 8 «А» класса

Средней школы № 3

Анна Андрианова

2015 г.

Введение

Истории многих изобретений, как и биографии их авторов, полны драматизма и случайных совпадений. Непростой оказалась и судьба уральских механиков , потому что, как все таланты, Черепановы немного обгоняли свою эпоху. По словам самих Черепановых, они всю жизнь старались «неослабно заводить машины... для пользы заводов и облегчения сил трудящихся».

1. Ефим Черепанов

Черепановы происходили из приписных крестьян Выйского завода. Ефим Черепанов с самого раннего возраста помогал отцу в работе на медеплавильном заводе, здесь да в мастерских выйских умельцев изучал он на практике заводское дело. Пример Макаровых, Е.Г. Кузнецова, Ф.А. Шептаева, К.К. Ушкова и других изобретателей-самоучек, несомненно, оказал влияние на формирование Ефима Алексеевича как мастера. Он в совершенстве освоил производство. Рано проявились его врожденные способности к механике и технике. Позднее, став плотинным мастером Выйского завода, он создал «механическое заведение», не уступавшее в техническом отношении передовым машиностроительным предприятиям Европы.

В 1806 году Ефима назначили «плотинным учеником», а через год - плотинным. Пребывая в этом звании, он в 1820 году построил первую свою паровую машину. Она крутила шпиндель токарного станка, заменяя труд двух рабочих.

В следующем году Черепанова назначают главным механиком нижнетагильских заводов. Круг забот его значительно расширился. И при этом ему, как и прежде, нелегко было отстаивать свое мнение о необходимости строить паровые машины. И все же Демидов поручает ему построить второй паровик. Но Ефим предлагал с его помощью откачивать грунтовые воды из шахты медного рудника, а начальство решило установить его при новой деревянной мукомольной мельнице, строящейся в устье реки Выйки. Демидова, руководившего своими предприятиями то из Неаполя, то из Флоренции, очень беспокоили успехи его главного соперника Алексея Яковлева. Тому к началу XIX века уже принадлежали и основанные ранее первым Демидовым Невьянский и Верх-Нейвинский заводы.

Черепанов получает прямо-таки шпионское задание: побывать в Верх-Нейвинске и выяснить, «почему там на короб угля выплавляется от 23 до 25 пудов... у нас же только обходится на короб 14 и 16 пудов». По итогам этого расследования заводчик намеревался даже соответственно «переправить» свои домны.

Выполняя это щекотливое поручение, Черепанов ограничился теми сведениями, которые дала ему администрация завода. Дело оказалось в том, что коробки эти у Яковлева были побольше демидовских, руды отличались по качеству, да и сами доменные печи были разных размеров.

В своем донесении хозяину от 28 марта 1824 года Ефим с радостью сообщает, что вторая его паровая машина была испытана, «но без всякой пристройки еще к мукомольному жернову, и весьма легко действовала».

А Демидова в первую очередь интересует, как бы догнать Яковлева в производстве меди и наладить «делание купоросу». «Должно быть, - пишет он 7 августа 1824 года Черепанову, - что от сего будет изрядная выгода, потому что Алексей Иванович Яковлев есть первый заводчик в моих глазах». Но и к этому делу он сам вскоре охладел.

В том же письме Николай Демидов высказывает предположение, что заводские приказчики по привычке будут отклонять вводимые им новшества. И недвусмысленно грозит своему механику: «Ты не должен подражать своим товарищам, а поступай, как тебе приказывают: ибо я очень не люблю, когда подчиненные стараются наводить мне неудовольствие своими противоречиями».

2. Мирон Черепанов

Мирон Черепанов с малых лет перенимал от отца его искусство механика. Получив домашнее образование, он уже в 12 лет был взят на работу писцом в контору. А когда ему стало 17 лет, помогал отцу в постройке первого паровика. Позже сын станет плотинным Выйского завода. Демидову по душе пришлась высказанная Ефимом надежда, что со временем Мирон вообще сможет заменить его. В начале 1825 года заводчик решил отправить Черепанова в Швецию для изучения горных и металлургических производств и для «просмотрения машин». А Ефиму удалось добиться того, чтобы вместе с ним поехал за границу и Мирон.

В группе тагильских мастеров, отправившихся в Швецию, был и Козопасов. Он настаивал на откачке воды из шахт при помощи конных приводов, а также громоздких штанговых механизмов, действующих от водяного колеса. Эта техника хорошо была известна еще во времена Михаила Ломоносова. В Даннеморе уральские путешественники наблюдали в работе штанговую машину длиной около двух километров.

А внимание Черепанова привлекли опять же паровые машины. Потому и в своих отчетах о поездке он и Козопасов высказывались за совершенно противоположные способы откачки воды. В общем же шведская техника не произвела на Черепановых большого впечатления.

Заводское начальство не поддерживало Черепанова в его начинаниях. Как механик, он должен был ездить на рудники и на золотые прииски. И он просил Демидова освободить его от конторских дел. Пишет ему: «Больше разумею сделать что-нибудь своими руками да показать на деле мастерам и рабочим людям». Он вновь высказывается против штанговых машин и за постройку паровых.

И вот ответ: «Награждения, мною тебе делаемые, значительны, но усердие твое мало... То, что дошло до моего сведения нащет твоего нестарания по делам, вверенным тебе, считаю справедливым. Ты должен трудиться и стараться день и ночь...». И все же Демидов решает одновременно строить обе машины.

Черепановы пустили в ход свою паровую, в тридцать сил, машину в 1828 году. Откачивала она меньше воды, чем штанговая машина, к тому же нуждалась в дровах и казалась невыгодной. Но на штанговую машину при осеннем мелководье воды не хватало, она останавливалась, а паровая машина работала беспрерывно. Впредь решили, чтобы летом работала штанговая машина, а зимой -- паровая.

Черепановым указано было построить еще одну машину для откачки воды. И вот, пока строилась новая паровая машина для откачки воды, Мирон Черепанов начал обдумывать, как построить паровую телегу для перевозок медной руды с Выйского рудника до плавильного завода. О том, чтобы пустить паровую телегу по разбитой, ухабистой дороге, едва проходимой осенью и весной, негодной для колес зимою, нечего было и думать. Рельсового пути, или «колесопроводов», как говорили уральцы, на заводах Демидова не существовало, но проложить их между рудником и заводом не было большой трудностью, выемок, мостов, насыпей тут не требовалось.

В том, что «сухопутный пароход» должен ходить по колесопроводам, Мирон Черепанов не сомневался. Вопрос заключался в том, как уместить паровой котел с машиной на железной телеге, как облегчить вес всех частей, не снижая их прочности, как устроить перемену хода с прямого на обратный...

Вторую паровую машину для насосов мощностью в сорок лошадиных сил достроили в 1831 году. «Сия вновь построенная машина, -- говорилось в рапорте конторы Демидову, -- далеко превосходит первую, как чистотою отделки, а равно и механизмами, а потому контора обязанною себя почитает труды Ефима Черепанова и его сына поставить на вид и просить о вознаграждении их за устройство сей машины, дабы не ослабить их усердия на будущее время на пользы ваши».

В январе 1833 года заслуги Черепанова перед государством были отмечены высокой наградой. Предполагалось вначале дать золотую медаль, но таковыми отмечалось только купеческое сословие. А вскоре Ефим и его жена получили вольную, перестали считаться крепостными Демидовых.

Что касается Мирона Ефимовича, ближайшего помощника отца, то ему в знак благоволения хозяина было предписано: отправиться в Петербург на открывавшуюся там в 1833 году Всероссийскую промышленную выставку.

Рис. 1.

Осенью Мирон приехал домой и нашел, что у отца работа над пароходом значительно подвинулась: были готовы цилиндры, котел, жаровые трубки и многие мелкие детали. Мирон начал делать деревянные модели для отливки чугунных частей. В декабре и эти части были готовы. К новому году первый русский паровоз был собран, а с января 1834 года началось его опробование, первое робкое движение по колесопроводам, положенным возле механического заведения.

Опробование показало недостаточную паропроизводительность котла и несовершенство топки. На разогревание котла уходило слишком много времени. Мирон Ефимович предложил перестроить котел заново, придав ему устройство, отличное от котлов стационарных машин, которые они строили до сих пор.

Перестроенный котел разогрелся очень быстро, паропроизводительность его не оставляла желать лучшего, но при испытании предельной выносливости его, в апреле 1834 года, «оного парохода паровой котел лопнул», как было записано в протоколе испытаний. С гениальной проницательностью Мирон Черепанов пришел к выводу, что основной задачей конструктора является улучшение парообразования в котле, ибо пар составляет всю силу машины. Черепанов правильно рассчитал и то, что повысить парообразование можно прежде всего увеличением поверхности нагрева. Для этого он решил резко увеличить число трубок в котле, доведя его в конце концов до восьмидесяти, что вчетверо больше, чем у паровозов Стефенсона.

В августе 1834 года Черепановы пустили свой паровоз в ход на новой чугунной дороге протяжением в один километр. «В сентябрьский день 1834 года на Выйское поле шли люди к воротам завода и становились вдоль линии чугунных колесопроводов, лежавших на 400 сажен через Выйское поле.

Одновременно Черепановы строят второй паровоз, законченный в марте 1835 года. Он мог перевозить груз в 1000 пудов. В «Горном журнале» за 1835 год сообщалось: «Ныне... Черепановы устроили другой пароход большего размера: так что он может возить за собою до тысячи пудов тяжести... предположено ныне же продолжить чугунные колесопроводы... и употребите пароход для перевозки медных руд из рудника на завод». Он был вдвое мощнее первого и водил груженые тележки общим весом до шестнадцати тонн. К сожалению, описания этого второго паровоза не сохранилось, но по его мощности можно судить, что первый опыт был использован и изучен конструкторами весьма основательно и с большой пользой для дела.

Уже в 1842 году изнуренный непосильной работой, Ефим Алексеевич скончался. В течение семи лет после смерти отца продолжал трудиться на заводах Мирон Ефимович, проявляя свойственные ему энергию и настойчивость. В 1849 г. жизнь его оборвалась внезапно, в самом расцвете сил и таланта.

Работу по созданию паровых машин на заводах Тагильского округа продолжил Аммос Алексеевич Черепанов, племянник Ефима Алексеевича. Он сын младшего брата Ефима Черепанова - Алексея. Аммосу еще не исполнилось и года, когда неожиданно скончался его отец (1817 год). Историки предполагают, что Аммос воспитывался под влиянием Ефима и Мирона. Его приняли в 1825 году в Выйское заводское училище.

Заключение

паровозостроение чепранов паровой машина

В краеведческом музее города Нижнего Тагила хранится чертеж первого в России паровоза, сконструированного Черепановыми. Коллектив Нижнетагильского завода имени Куйбышева, под руководством инженера Шляпникова, построил по имеющимся чертежам действующую модель паровоза Черепановых.

Сейчас точные копии черепановского паровоза и трех вагонов выставлены для обозрения около Высокогорского рудника. Правящие классы царской России не верили в творческие силы народов России и усиленно насаждали среди них преклонение перед всем иностранным. В то же время с еще большей силой отстаивали свою самостоятельность в науке, технике, литературе и искусстве передовые люди, настойчиво боровшиеся со всеми попытками принизить высокое достоинство и превосходство отечественной науки и техники.

Размещено на Allbest.ru