Všeobecné

Sir Joseph Whitworth: majster skrutiek


Sir Joseph Whitworth bol jedným z najväčších viktoriánskych strojných inžinierov. Jeho príspevky do sveta sa pravdepodobne radia po boku Georga Stephensona a Isambard Kingdom Brunel. Jeho úspechy neboli také nápadné ako železnice alebo parníky, ale boli rovnako dôležité.

Jedným z jeho dôležitých vývojov bola jeho štandardizácia niektorých obrábacích strojov, ktoré umožňovali skutočnú výrobu železníc a parníkov. Jeho príspevky k inžinierstvu boli uznávané v jeho dobe a dodnes sú veľmi uznávané.

Whitworth nie je známy svojimi vynálezmi, ale skôr svojou skvelou schopnosťou zdokonaliť existujúce nápady. Často na extrémne vysoké štandardy. Jozefa, k väčšine. si najlepšie pamätá jeho propagácia skutočného rovného povrchu a samozrejme britský štandardný systém Whitworth pre skrutkové závity.

Whitworth vymyslel aj Whitworthskú pušku. Toto sa často nazývalo „ostrostrelec“ kvôli jeho vynikajúcej presnosti a považuje sa za jeden z prvých príkladov ostreľovacej pušky. Podpora štandardných opatrení a zameniteľnosti od Josepha Whitwortha tiež začala technickú revolúciu.

Jozefa veliteľa

Jozef bol veľmi odhodlaný a svojhlavý muž. Jeho číra sila charakteru sa často využívala na to, aby si získal svoju vlastnú cestu. Jeho súčasníci hovorili, že s ním bol človek ťažko pracujúci. Čiastočne to bolo spôsobené tým, že bol perfekcionista. Vyžadoval dokonalosť a veľmi netoleroval „druhého najlepšieho“.

Joseph bol tvrdým veliteľom úloh, ktorý otvorene hovoril svoje myšlienky. V liste jej manželovi v 1846Jane Carlyle o Whitworthovej napísala:

„Whitworth, vynálezca vozíka na prepravu koní a mnohých ďalších nádherných strojov, má tvár, ktorá sa nepodobá tvári paviána; hovorí najširšie po Lancashire; nemohol vymyslieť epigram, ktorý by mu zachránil život; má však„ talent, ktorý by mohol priviesť génia do zúfalstva 'a keď sa s ním človek rozpráva, má pocit, že hovorí so skutočným živým mužom ‘.“ “

Jeho neskoršie roky strávila láska k chôdzi, jazde na koni a biliardu. Tiež by zimoval na Francúzskej riviére, kde zomrel Januára 1887.

Po jeho smrti bola väčšina jeho majetku odkázaná obyvateľom Manchestru. Galéria umenia Whitworth a Christie Hospital boli čiastočne financované z Whitworthovho majetku. Na jeho počesť v Manchesteri je pomenovaných niekoľko ulíc.

Skoré roky

Joseph Whitworth sa narodil v Stockport, Chesire 21. decembra 1803. jeho otec bol učiteľom a disidentom, ktorý sa neskôr stal kongregacionalistickým ministrom. Johna doma učil jeho otec, kým nebol 12 ročný.

Potom by sa stal žiakom Akadémie Williama Vinta v Idle neďaleko Leedsu. Samotnú akadémiu riadili disidenti, ktorí využívali nové vyučovacie metódy praktickejšieho charakteru. To si vtedy získalo akadémiu veľmi dobrej reputácie. Vo veku 14Sir Joseph Whitworth začal učiť u svojho strýka Josepha Hulseho v pradiarni bavlny v Derbyshire.

Toto učňovské vzdelávanie bolo zamerané na to, aby sa nakoniec stal spoločníkom v mlyne. Tu Johna fascinovali stroje a čoskoro ovládol techniky zvlákňovacieho priemyslu. Už v tomto mladom mladom veku John veľmi kritizoval hrubé štandardy presnosti v priemysle.

To u Johna vyvolalo túžbu stať sa praktickým inžinierom, ktorý by pracoval so strojmi. V 1821 vo veku 18, John Whitworth opustil mlyn proti želaniu svojej rodiny. John sa rozhodol vstúpiť do spoločnosti Crighton and Company. V tom čase boli v Manchestri poprednou spoločnosťou na výrobu strojov.

John bude pokračovať v spolupráci s niekoľkými ďalšími strojárskymi spoločnosťami v rovnakej oblasti, kým sa nerozhodne presťahovať do Londýna v roku 1825. Tu si zaistil miesto v dielach Henryho Maudslaya v Lambeth Marsh.

Henry Maudslay mentora

Kariéra Henryho Maudslaya začala ako kováčske výrobné stroje pre Josepha Bramahu v roku 1789. Joseph Bramah bol známy svojim vynálezom zámku proti vlámaniu. V skutočnosti to bolo také úspešné, že to zostalo nevyzdvihnuté šesťdesiatsedem rokov. Dodnes sa používa v tej či onej podobe.

Tajomstvom tohto zámku bola veľká presnosť použitá pri jeho výrobe. Práve táto úroveň presnosti mala neskôr veľký vplyv na Henryho Maudslaya, keď zakladal svoju vlastnú spoločnosť. Henry by vložil veľa zásob do precíznosti na svojich vlastných strojoch.

Na začiatku 18. storočia boli stroje všeobecne primitívne a často ich poháňal človek, zvyčajne pešo. Neexistovali žiadne všeobecné štandardné opatrenia a diely bolo potrebné vyrobiť individuálne. Jednoduché veci ako matice a skrutky boli vyrobené tak, aby pasovali ako pár, a neboli zameniteľné.

Henry Maudslay bol medzi prvými, ktorí pochopili potrebu určitej formy štandardizácie. Uznal tiež, že je tiež potrebný systém zameniteľnosti častí strojov. Bol tiež jedným z prvých, ktorý si uvedomil dôležitosť skutočného rovinného povrchu pre dosiahnutie presnosti pri výrobe obrábacích strojov.

Úprimná forma lichôtky

Napriek tomu bol Henrym hlavným prínosom pre strojárstvo veľký sústruh na rezanie skrutiek. Aj keď prvý bol vyvinutý v roku 1770 Jesse Ramsden, Henry bol však oveľa lepší. A to až tak, že sa v porovnaní s niektorými z predchodcov stáva široko používaným.

Nie je prekvapením, že si Joseph Whitworth vybral Maudlayove diela ako svoje počiatočné východisko pre skutočne úspešnú kariéru.

Mnoho ďalších skvelých technikov malo rovnaký nápad. Napríklad Richard Roberts, vynálezca hobľovačky, Joseph Clement, vynálezca vodovodného kohútika a napríklad James Nasmyth, vynálezca parného kladiva.

Hovorilo sa, že Maudslayove diela sa stali živnou pôdou pre mužov, ktorých sláva ako inžinierov by sa rovnala jeho vlastnej. „Bol to však sir Joseph Whitworth, ktorý urobil maximum pre zdokonalenie a popularizáciu myšlienok Henryho Maudslaya.

Od učňa po pána

Po ukončení služobnej cesty v Maudslayových dielach pokračoval John v prácach Holtzapfell a Joseph Clement. V roku by sa vrátil do Manchestru 1833 kde by založil svoju vlastnú spoločnosť. Jeho prvý nápis hrdo zobrazuje „Joseph Whitworth, výrobca nástrojov z Londýna“.

Joseph sa rozhodol špecializovať na výrobu častí strojov. Väčšina ostatných inžinierov v tom čase vyrábala pre vlastnú potrebu kompletné stroje, ktoré sa spravidla nedali na predaj. Jeho prvé diela boli v malej miestnosti v mlyne. Tento priestor bol prenajatý, ale v nasledujúcom roku sa presťahoval do väčších priestorov na Corlton Street.

Jeho prvý mzdový účet v máji roku 2006 1833 bol mizerný 2 £, 10 s. Vďaka jeho vlastnej práci teraz stúpla hotovosť na jeho prevzatie domov £50. To bolo takmer dvojnásobok priemernej mzdy o 1834.

Počas prvých rokov svojho podnikania by utratil viac ako toto za vybavenie svojej dielne. Jeho čas na Vintovej akadémii, našťastie, vybavil Jozefa vynikajúcim porozumením obchodných záležitostí. Čiastočne kvôli tomu jeho podnikanie následne prosperovalo. Jozefova prvotná práca spočívala v menších opravárenských prácach. Prijal tiež malé práce, ako napríklad kohútiky, lisovnice, skrutkové vzpery, lis na víno a lúčový kompas. Čoskoro prišla jeho prvá veľká objednávka. Bol to stroj na valcovanie textilných strojov s flautou.

Od sily k sile

Z dôvodu rýchleho rastu železničného priemyslu v 30. roky 20. storočiabol veľký dopyt po obrábacích strojoch. Manchester bol okrem iných veľkých priemyselných miest koncovým bodom pre prvú verejnú železnicu a uzlom miestneho priemyslu. Najmä textil, ktorý v tejto oblasti zažíval boom.1834 videl by Jozefa, ako vytiahne svoj prvý patent. Toto bolo pre jeho stroj na rezanie skrutiek. Ďalej by sa prihlásil a vzal von 47 patentov do roku 1878.

Mechanizácia sa rýchlo rozširovala v čase, o ktorom sa hovorí, že bol slávnym časom pre inžinierov. Autor: 1834 jeho pracovná sila bola okolo 15. To sa zvýšilo na okolo 368 do roku 1854. A tým 1874 jeho úspech viedol k schopnosti zamestnať viac ako 750 pracovníkov.

Rastúca veľkosť spoločnosti znamenala potrebu presťahovať sa 1880 do väčších priestorov. Whitworth našiel vhodné miesto v Openshaw. Do tejto doby mala jeho spoločnosť s ručením obmedzeným celkový počet zamestnancov nad a tisíc ľudí.

Jozef nebol poník s jedným trikom

Sir Joseph Whitworth, rovnako ako všetci inžinieri, sa tešil z riešenia výziev. Počas svojej kariéry sa venoval rôznym neobvyklým veciam. Jedným z dobrých príkladov bol vozík Besom. Toto bol stroj na zametanie ulíc ťahaný koňmi, ktorý si dal patentovať 1842. V roku 1846 si dal patentovať aj pletací stroj.

Jeho najdôležitejším prínosom však boli vylepšenia obrábacích strojov, ktoré urýchlili výrobu a výrazne zvýšili presnosť. Joseph ako prvý tlačil na pozdĺžny aj priečny posuv pomocou jediného olova na jednom sústruhu. Patentoval by si aj claspnut. Toto bolo zariadenie používané na pripojenie vodiacej skrutky na zabezpečenie rýchleho návratu vozíka.

Stroje Josepha Whitwortha by sa stali známymi pre svoj skvelý dizajn a vysoký stupeň presnosti. Každý z nich by zosobňoval talent a genialitu človeka. Zvyčajne by do nich boli zakomponované zariadenia jeho vlastného vynálezu, napríklad claspnut. Jeho stroje by sa tiež ukázali ako odolné a praktické. Už na začiatku si uvedomil, že stroje musia byť postavené na veľmi vysokej úrovni, ak majú vyrábať diely rovnakej kvality.

Jozef použil ako základ svojej práce skutočné roviny. Tie by v dielach Maudslayovej zohrali veľmi dôležitú úlohu. Koniec koncov, tu bol sir Joseph Whitworth zameraný na metódy výroby skutočných lietadiel a namiesto brúsenia dostal myšlienku škrabania.

Joseph Whitworth posadnutosť precíznosťou

Joseph publikoval v roku 2006 svoj prvý príspevok „Plane Metallic Surfaces or True Planes“ 1840 na túto tému. V tejto dobe sa ešte stále vyrábali skutočné lietadlá brúsením a poukázal na to, že to bolo v skutočnosti škodlivé. Joseph Whitworth však zdôraznil, že „všetko dokonalé vyhotovenie záviselo od použitia skutočných rovných plôch“.

Výsledkom jeho prác bolo, že povrchové dosky Josepha Whitwortha sa v polovici 18. storočia dobre ustálili. Tiež by tvorili základ vtedajšej inžinierskej revolúcie.

Jozef bol odhodlaný dosiahnuť najvyššiu presnosť, kedykoľvek je to možné. Ďalej by zostrojil stroj, ktorý by dokázal zmerať presnosť 0,0001 palca. Vyvinul tiež ďalšie zariadenie, ktoré dokázalo detekovať rozdiely menšie ako jedna milióntina palca, Impressive.

V tom čase bolo štandardnou metódou merania použitie posuvných meradiel a odstupňovaných pravidiel. Inžinieri si zvykli pracovať v „holých“ alebo „plných“ opatreniach až do, tj 30. roky 20. storočia. Článok by neskôr bol napísaný v Manchester City News v 1865 vyhlásenie, že „pravidlo nohy pána Whitwortha, na ktorom nechal označiť tridsaťsekundové časti centimetra, sa považovalo za kuriozitu a mnohí neváhali tvrdiť, že pracovať na takomto štandarde bolo zbytočným vylepšením“.

Jozef bol jedným z prvých ľudí, ktorí poukazovali na výhody decimalizácie. Z dôvodov, ktoré sú nám dnes zrejmé.

Decimalizácia a presnosť

Sir Joseph Whitworth by ďalej používal svoje meracie prístroje na vývoj vlastného systému štandardných meradiel. Je však potrebné poznamenať, že od tej doby sa používali štandardné meradlá 1825. Poukázal na Inštitúciu stavebných inžinierov v 1841 a Inštitúcia strojných inžinierov v 1856, počas jeho prezidentovania sa ako konštantná mierka mali používať štandardné meradlá odstupňované na pevnú stupnicu.

Zjavnou výhodou tohto „odhalenia“ bolo, že výrobcovia mohli teraz hromadne vyrábať štandardizované vymeniteľné diely za znížené náklady. Doslova situácia win, win, win.

To viedlo k veľmi rýchlemu kroku k schopnosti dosiahnuť štandardizáciu závitov. Aj keď bol sústruh na rezanie skrutiek už bežnou záležitosťou, výrobcovia používali každý svoju vlastnú veľkosť závitu, a to aj napriek predchádzajúcim pokusom spoločnosti Maudslay o zavedenie jednotnosti závitov.

Jeho slávne závity

Joseph vyrobil v roku 1841 papier navrhujúci univerzálny systém pre závitové závity. V rámci nej zhromaždil rôzne skrutky a navrhol univerzálny závit pomocou ich priemerného stúpania a hĺbky. Tento priemer sa neskôr nazval „Whitworthova niť“. Bol to prvý štandardizovaný závit na svete s definovanou hĺbkou a stúpaním. Výsledné vlákno dalo závitu „V“ priemerne 55 stupňov a počet závitov na palec bol tiež definovaný pre priemer.

Jeho niť bola prvýkrát predstavená vo vlastnej dielni a univerzálne ju používala spoločnosť 1858. Nebolo to kým 1880, keď sa jeho štandardné kalibre a skrutkové závity bežne používali, boli oficiálne prijaté obchodnou radou.

Puška Whitworth

Keď v roku vypukla krymská vojna 1853, Whitworth obrátil svoju pozornosť na výrobu zbraní. Aj keď bol tvrdým pacifistom, pevne veril v odstrašujúci princíp obrany. Britská armáda oslovila Whitwortha v roku 1854 požiadal ho, aby navrhol a zostrojil obrábacie stroje pre hromadnú výrobu armádneho štandardného vydania Enfield Rifle.

Po vykonaní rozsiahlych testov vo svojom dome na náklady britskej vlády 20 patentov sa neskôr udelil Jozefovi v súvislosti so zbrojnou výrobou medzi 1854 a 1878. Joseph bol veľmi sklamaný z výkonu pušky Enfield. Z tohto dôvodu sa rozhodol navrhnúť a vyrobiť vlastnú pušku Whitworth Rifle. V porovnaní s Enfieldom to bola oveľa menšia zbraň s podstatne účinnejším šesťhranným vývrtom. Denník The Times informoval v roku 1857 pri oficiálnych testoch, že „puška Whitworth vynikala nad Enfieldom do takej miery, že len ťažko ponecháva priestor na porovnanie“.

Napriek jasnej prevahe nad puškou Enfield bol návrh vyhláškou zamietnutý v roku 1859. Dôvodom bola malá veľkosť otvoru a menší kaliber. Whitworthovu pušku využívala strelecká brigáda a veľké objednávky dostávala aj francúzska vláda. Správna rada neskôr na sklamanie Josepha Whitwortha prijala pušku Martini-Henry. Martini-Henry bol založený na základných princípoch vlastnej pušky.

Whitworthovo delo

V 1862 Sir Joseph Whitworth tiež vyvinul výkonné kanóny záveru. Trestný spor sa začal opäť s radou pre vyhlášky, keď bola tiež zamietnutá, pretože sa netýkalo tradičného vzoru. Kanón bol však dodávaný do Francúzska, na Nový Zéland a do iných zahraničných vlád. Používal sa dokonca aj v americkej občianskej vojne.

Sir Joseph Whitworth prispel niekoľkými ďalšími dôležitými príspevkami do strojárstva a strelných zbraní. Zistil, že pištole vyrobené z tvárnej ocele sa časom opotrebujú a stratia svoj tvar. Tvrdé oceľové delá by naopak mali tendenciu explodovať, keď by boli odliatky menej ako dokonalé. Poznamenal, že na vyriešenie problému musia výrobcovia odlievať tvárnú oceľ do ingotov bez toho, aby vytvárali vzduchové kapsy. Tieto vzduchové vrecká by inak spôsobili, že kov bude „nepríjemný“.

Jeho riešením bolo prispôsobiť Bessemerov princíp hydraulického tlakového liatia. Metódu si patentoval v roku 1874 a proces by sa stal známy ako „Whitworthova oceľ“.

Oslavovaný inžinier

Joseph bol vo svojej dobe oficiálne uznaný ako jeden z najvýznamnejších strojných inžinierov. Na Veľkej výstave v 1851, získal veľa ocenení. viac ako ktorýkoľvek iný vystavovateľ.

Joseph by bol zvolený za predsedu Ústavu strojných inžinierov v roku 1856. To bolo uznaním jeho vynikajúcich príspevkov k rozvoju industrializácie a strojárstva. Potom nasledovalo jeho zvolenie za člena Kráľovskej spoločnosti v roku 2006 1857.

V 1863 sa stal čestným LL.D na Trinity College v Dubline. 1866 ho opäť zvolili za predsedu Inštitútu strojného inžinierstva.

V 1867, na parížskej výstave, získal Joseph za svoje obrábacie stroje tri bronzové medaily. Mal sa tiež stať jedným z iba piatich britských laureátov ocenenia „Grand Prix“. V roku 1868 bol Joseph Whitworth udelený ako čestný D.C.L. Oxfordská univerzita a v 1868 čestnú légiu mu udelil Francúz Napoleon III. V tom istom roku mu bola udelená aj Albertova medaila od Spoločnosti umenia.

V 1872 Jozef sa stal veliteľom brazílskeho cisárskeho rádu ruží. Na londýnskej medzinárodnej výstave získal v roku striebornú medailu 1873 a bronz v 1874. 1874 by tiež videl Whitwortha oceneného kráľovskou medailou španielskeho Carlosa VII.

Jeho odkaz

V 1853 Joseph Whitworth bol menovaný za člena Kráľovskej komisie na návštevu medzinárodnej výstavy v New Yorku. Ich pracovné postupy a ich ochota používať mechanizmy šetriace prácu na neho zapôsobili natoľko, že sa po návrate spojil s Georgom Wallisom a napísal „Priemysel Spojených štátov v strojárstve, výrobcoch a úžitkových a okrasných umeniach“.

Nasledujúci rok Whitworth predstavil niektoré myšlienky z amerického systému. To, čo sme teraz nazvali masová výroba, podľa jeho diel. Jeho zariadenia boli rozšírené a usporiadané oveľa systematickejšie. Zaviedol tiež nové mechanizmy, ktoré šetria čas a prácu. Hovorilo sa o ňom, že vo svojej dobe bol zakladateľom moderného výrobného inžinierstva. Mechanizácia a hromadná výroba boli úplne závislé od technických princípov, ktoré predložil sir Joseph Whitworth a strojov, ktoré v tom čase on i ďalší vyrábali.

V 1923, vtedajší prezident Inštitúcie strojných inžinierov založil Whitworthovu spoločnosť. Táto spoločnosť existuje dodnes a stretávajú sa dvakrát ročne.


Pozri si video: Verschluss einer Hinterlader - Salutkanone. Horizontal Sliding Breech Ceremonial Cannon 80mm (Septembra 2021).