Токарный станок — один из самых востребованных станков. И один из самых древних.
Однако, продвигалось его усовершенствование намного медленнее, чем нам представляется…
Дело в том, что многие тысячелетия токарный станок был лучковым.
Такой станок имел несколько очень критичных недостатков.
Во-первых, работали на нем одной рукой. Второй рукой елозили туда-сюда лучком, чтобы вращать заготовку.
Но главная его проблема была не в «однорукости».
Он имел холостой ход.
То есть тянули лучок в одном направлении, обрабатывая заготовку, потом отводили резец и тянули лучок в начальное состояние.
Такая схема мало того, что требовала большого расхода физических сил, но еще и прибивала на корню все попытки улучшить точность и производительность. Естественно, изделия, которые изготавливались на этом станке, могли быть только очень примитивными.
Единственная причина, что этот станок применялся настолько долго — его примитивность.
Его очень просто изготовить и использовать.
Все начало меняться только в 14 веке, когда появился ножной привод.
Тут применялась схема с гибкой жердиной — очепом, которая сгибалась ногой.
Это было лучше, потому что токарь мог работать двумя руками, приводя станок в движение одной ногой.
Однако, главная проблема токарных станков — холостой ход, оставалась в силе.
Производительность такая схема увеличила не сильно, хоть результат и был.
Такая схема усовершенствовалась.
Сначала отделили привод от заготовки, то есть добавили в схему приемный шкив и вместе с ним — еще отдельного человека, который вращал приводное колесо. И вместе с приводным ремнем появился маховик, который, наконец, решил проблему холостого хода. Но случилось это только в 17 веке!
И только ближе к 18 веку возник токарный станок, в котором ножной привод сделан через коленчатый вал!
То есть схема, которая работает в бабушкиной швейной машинке, была придумана очень и очень недавно!
При этом схема — крайне простая. Я не скажу про каменный век, но уж в Древнем Риме ее реализовать не было проблемой.
Просто люди не понимали, насколько мешает холостой ход станка и насколько удобнее работать обеими руками.
Этот станок — это, вероятно, первый инструмент, который попаданцу требуется внедрить в средневековье (или раньше).
Такой станок это отправная точка для любой технологической деятельности.
Это станок кустаря-одиночки. Для серьезного мастера наверняка проще сделать станок с приводом от напарника. Ручной труд стоил дешево в те времена, в хайтек-мастьерской ученик еще бы приплачивал, чтоб допустили к работе. Маховик потяжелее и ручной или велосипедный привод. Для совсем серьезного — вал через мастерскую, на который набрасывается приводной ремень, сам вал приводится от конной тяги или водяного колеса.
Ножно привод с педалью я пробовал в деле как раз на швейной машинке — неудобно, блин. Самый дерьмовый электропривод в 10 раз лучше и, сюрпрайз, ручка тоже предпочтительнее получалась…
У «привода от напарника» есть один серьезный недостаток — нужно отвлекаться, чтобы им управлять.
Элементарно сказать «быстрее» или «медленнее». Самому гораздо оперативнее.
Да и руками крутить умучишься.
А вот велосипедный привод — это да, здорово жизнь облегчает.
Голосом говорить… А как ты говоришь быстрее-медленнее электроприводу? Да никак, т.к. это не нужно! Не, на продвинутых станках оно есть, но на простейших — только одна «скорость». И хватает. От рывков — тяжелый маховик, да. Контроль оборотов можно сделать простейший и т.п
Велосипедный привод отличается от ручного только тем, что мощнее и двигатель может проработать дольше без отдыха 🙂
Как бы то ни было, самому мастеру лучше сидеть ровно, особенно, если он точит ручным резцом, вместо того, чтоб дергаться при педалировании. Итого — наш контингент кустари-одиночки, 100%.
У велосипедного привода самое главное отличие — комфорт. Устаешь за ним сильно меньше. И даже не физически — движения ногами гораздо меньше замечаешь. Их можно делать в фоновом режиме, в отличие от движений руками.
А что до скорости… Ну, смотря для чего и кому хватает.
Известный факт — один из самых выдающихся механиков всех времен и народов Генри Модсли сам лично работал только на станке именно с таким приводом, хотя недостатка ни в помощниках, ни в лошадях, ни в паровых машинах абсолютно не испытывал, так как был очень состоятельным человеком.
Вы, к примеру, на машинке когда-нибудь шить пробовали? Или наблюдали близко такое занятие?
У велосипедного привода один недостаток — сложность изготовления.
Он точно на порядок сложнее примитивного кривошипа. И чтобы изготовить велосипедный — нужно сначала сделать кривошипный и изготовить на нем детали.
Так что про велосипедный привод верно, но это следующий этап.
Привод может быть «условно велосипедным» — деревянные шкивы и ременная передача. Это не хайтек.
Понятно, что о велосипедной цепи речи не идет.
Вопрос о таких вещах, как каретка. У нее нагрузки идут не только знакопеременные, но ломающие. Ведь максимум силы прилагается на конец рычага-педали. Из дерева ее сделать — разобьется за неделю. Ее нужно делать металлической, то есть вытачивать детали на другом токарном станке. А теперь посмотрите на рисунок станка с кривошипом, там все проще и нагрузки на порядок меньше.
Пробовал. Весьма отличное от работы на токарном стонке занятие. Токарный станок с ножным приводом тоже видел, у деда такй был. Самоделка.
В смысле управления скоростью отличное?
У машинки режим старт-стопный, а ножным приводом сначала трудно стронуть ее с места, потом рывок. Остановиться тоже трудно, инерция. Короче говоря, имеет смысл, если мы на машинке простыни подрубаем, а при более точных работах ручка удобнее. Хреновый электропривод с управлением по току туда же — не тянет на малых, когда надо стронуть механизм, а «поддав газку» рвет с места. Вот современный то да, очень удобно.
Для станка — годится, но это станок кустаря, а не для серьезной мастерской.
Вы забываете, что и заменяемый лучковый станок — инструмент такого же кустаря-одиночки. Даже если их в мастерскую согнать сотню, это не коллектив, а сборище кустарей-одиночек, у них нет разделения труда. Если надо сидеть/стоять ровно и есть возможность юзать напарника, то педаль с коленвалом очень просто разворачивается, или сам мастер заходит с другой стороны. Тем более если коленвал крутит не сразу патрон с заготовкой, а шкив, его хоть вперёд выдвигай, хоть на тот же угол назад, чёрт один. Лучок нельзя отдать напарнику из-за проблемы синхронизации отвода резца с началом обратного хода. И даже на педаль от гибкой жерди нельзя поставить напарника по той же причине. А ручка, которую крутит напарник, это очень медленно, педаль же тупо мощнее и не проигрывает лучку и гибкой жерди. Более того, именно для варианта с напарником, можно сделать двухпедальный привод, он и удобнее, и мощнее, в среднем по периоду раза в два.
Кривошипный привод для станка — конечно, суррогат, но зато он прост и надежен. Привычку к нему можно спокойно выработать за неделю. Лично я, например, на электрической швейной машинке работать не могу, только на ножной — разные способы управления. Если на ножной машинке можно притормозить маховик, прижав педаль на обратном ходе ногой, то такое же действие на электрической машинке вызывает резкое ускорение вращения двигателя. Так что вид привода — дело привычки.
И именно такой инструмент одиночки и нужен для перехода к мануфактуре, а потом и заводу: сначала собрать сотню одиночек просто под одну крышу, потом парная работа на токарном станке и встраивание пары в цепочку, другие операции которой делают другие люди, а потом и паровой двигатель, в конце конце концов приходим к современным станкам с электродвигателями и ЧПУ (даже если станок с ЧПУ юзает гидропривод, насос всё равно электрический). Но этот процесс надо начать.
офигеть! видео с ручным приводом https://www.youtube.com/watch?v=wnv0DAR_gWA&t=108s
оказывается станок находится на земле а резец прижимают босой ногой!
Нет никакой проблемы работать на швейной машинке с ножным приводом. Я шил как на ручной Подолке, так и на электрической Брозер, ножной нравится как то больше в плане контролируемости и скорости. Обычно, справа вверху есть небольшой маховик, при начале строчки рукой чуть чуть помогаем ему тронуться, заодно контролируем чтобы игла куда следует попала, затем начинаем качать педаль, и тут скорость не уступает электрической. В конце строчки скорость уменьшаем и просто рукой за маховик останавливаем машинку прямо на выходе. Можно очень резко с точностью до полуоборота (чтобы игла полностью вышла или наоборот, когда на углах прошиваем). Это вопрос опыта, который получить можно где то за неделю не торопясь. Вот электропривод так резко на выходе не останавливается (это туда тормоз-электромуфту вкорячивать придется).
Линейный двигатель можно столь же резко, более того для него такая остановка — обязательное условие работы. Но линейный вроде не ставят. Может есть перевешивающие недостатки?
Линейный может, но электроника для его управления и сам он приведет к тому, что простая машинка, даже не оверлок, будет стоить не 10т.р. условных, а миллион. Линейники ставят в станки далеко не бюджетных диапазонов. А так то да, конечно. И то — их ставят там, где усилие не очень, например электроэрозионные станки Содик. Там усилий кот наплакал, главное вот эту всю бандуру двигать. И двигаются они быстро и опасно. Но цена там заоблачная. Как и сложность. После линейников такого рода следующая ступень сложности это МРТ. Попаданцу такое не надо — не осилит. А кто щас осилит линейный двигатель, вот прям щас? Единицы из DIY, в промке тоже довольно ограниченное применение. И для линейника кстати, не обязательна резкая остановка. Точнее, совсем нежелательна, как для любой инерционной системы. Любой динамик — это линейный двигатель. Если он будет резко останавливаться где-то по пути, возникнет клиппирование, и в результате искаженный звук, а также быстрая смерть подвеса и прочего из за знакопеременных нагрузок. Но линейнику такой фокус удается (путем адовых токовых противовключений), оттуда и цены.
А тут все ручками, и даже не особо сложно. Вы попробуйте, и почувствуйте, насколько это просто. Я потом электродвигатель туда перехотел ставить — смысл? И так и так заходы и выходы вручную крутить. А высокую скорость педалью само то.
Ну и как задать то ему, где именно резко остановиться?
У электрических швейных машинкок тоже сплошь и рядом foot pedal для контроля скорости 🙂
Но: у токарного станка коробка подач регулирует не только скорость, но и момент. Если сам крутишь, то чувстуешь возрастание сопротивления и добавляешь, когда туго идет. Если крутит напарник или мотор — нужно или быть виртуозом ручного резца (а с механическим суппортом каждая вторая-третья деталь будет в брак), или знать теорию резания и уметь выставить соотношение обороты/подача для данноего материала и данного инструмента.
Исторически суппорт на появился тогда, когда появился вменяемый привод с предсказуемой скоростью и резец с предсказуемой подачей и с заданными режущими свойствами. И заготовки тоже стали приходить более или менее повторяемые.
Ножной прицвод гончарных кругов был известен, скажем так, очень давно (См напр., Библия, Книга Сираха, 38:32).
Но для токарных станков он не использовался: ноги менее чувствительны и менее подвижны, чем руки. Поэтому, когда нужно было не просто равномерно крутить, а именно проворачивать туда-сюда быстрее или медленнее в зависимости от характера материала, состояния поверхности и износа резца, ручной лучковый привод рулил.
Также можно сравнить фрезерный станок и слесаря с надфилями: станок хорош, когда у вас однотипные заготовки, четкая геометрия и твердосплавные фрезы. Но зато квалифицированый слесарь может сделать ключ по образцу без электричества, без напарника, без станка…
Я бы согласился, но большей частью по другому поводу — усилие развиваемое ногами, пусть хоть какой там привод, качающаяся педаль или велосипедный принцип — ему банально маловато, а если коробкой понижать — то это одна деталь в неделю? Нафиг такое. Плюс — да, для токарника по металлу очень важна окружная скорость резания, на этом строятся все номограммы и зависит как от материала, так и от резца. И она должна быть постоянная. И при том скорость остановки шпинделя у токарного должна быть прогнозируема, как у той же швейной машинки. Банально, чтобы не вьехать в деталь на автоподаче. У меня на токарном частотник стоит, он тормозит конечно не мгновенно, но резво. Но самое главное — он тормозит до нуля с любых оборотов за одно и то же время, скидывая мощу с двигателя в резистор. И это удобно. А механические фрикционы на том же 1к62 могут греться, стираться, и время у них плавает. Потому что там еще пневмореле древние стоят с точностью +_ километр, и механика еще изнашивается.
А вот для станка токарного по дереву ножной привод вполне имеет место быть, там усилия не такие, нет точности, есть высокие обороты и нет жестко заданной технологии. Но там и суппорт — чисто как упор. Все ручками. Если точить на глаз балясины , какие нибудь валы для телег — оно пойдет, но дерево на то и дерево, усилия резания мелкие, допуски большие, металл строго наоборот.
Еще вот мелкую сверлилку взять — ножной привод там пойдет. Но только до определенных диаметров сверла. Гравер — 2-3мм фреза уже предел. Шарошка побольше. Ну и пока всё. Вентилятор, для античности, тоже можно на ножном сделать, пускай рабы жмут педаль.
Вариант «прикрутить маховик» для выравнивания скорости не годится?
Годится конечно, но только для ее выравнивания. Силы резания у металла маленько как бы превосходят человеческие пределы. Но! Я забыл о часовых мелких станках — в т.ч. и токарной группы. Вот там идеально он подойдет! Вот чуть поменьше ТВ-16 бы взять станочек, то может и заработало бы.
Для нарезания резьб в больших деталях можно предложить тот же токарно-винторезный с приводом от тяжелых гирь в несколько сотен кг весом, и шахту для них. Перед работой толпа специально обученных работников воротом через лебедку поднимает эти гири, наматывая на барабан, затем работаем. Тут и усилие, и постоянство тяги. Вопрос только в размерах конструкции, и себестоимости этой детали. В принципе, если сверлить пушки, может быть и пошло бы. Или детали для новых более точных станков.
Если у нас имеется толпа специально обученных работников то не проще ли вместо шахт с цепями и гирями воткнуть маховик побольше который эти самые специально обученные будут раскручивать?
Нет, тут у каждого свои достоинства и недостатки.
Поднимать груз можно дольше, с перекурами, с разным темпом, в одиночку или толпой. т.е. работники не требуют обучения.
Но опускается такой груз фиксированное время, так что если потребуется точить дольше- придется делать долгие перерывы на подъем груза.
ножной привод велосипедного типа вполне прокатит на»среднем» по современным меркам станке(типа 16Б05,250х500) стоит помнить о том,что резцы у нас-из углеродки(кстати,кто в курсе-если сделать типа современной твердосплавной вставки из отбеленного чугуна-прокатит или нет?) и точим мы медленно и печально.
вообще,усовершенствование токарного станка-отдельная тема,надо статью ваять
Как закрепляли в станках с приводом от жерди заднюю бабку?
Вот например: https://youtu.be/7ew_aiiB9_s
По Ютубу таких много. Где-то видел полную разборку и реставрацию подобного станка.
Хех, а тут еще спор был что на станке с ножным приводом обрабатывать металл невозможно.
Скачал недавно Gingery Machine Shop from Scrap series — там про эти штуки тоже упоминается
// As recently as 40 years ago, you could still buy foot operated lathes that used a treadle and fly wheel, just as grandma’s sewing machine.
Дегтярев в 17 лет работал слесарем-оружейником, и, чтобы кормить семью, много работы брал на дом. Точил на станке с ножным приводом, а потом модернизировал его, сделав привод от ветряка, который поставил на крыше и вал пропустил через трубу. И того, и другого привода хватало для изготовления деталей оружия. По-моему, чииал про это в ЖЗЛ дегтярев, токарев, калашников.
Вот тут https://biography.wikireading.ru/258029
Спасибо. Уже постил — в довоенном Парагвае были целые металлообрабатывающие фабрики исключительно на мускульном приводе http://popadancev.net.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/kompyuternye-igry/comment-page-1/#comment-150557
https://www.dropbox.com/scl/fi/zv1cn9fe9jv6ruk0onuh9/oldest-known-graphic-representation-of-a-metal-turning-lathe-1624.png?rlkey=v645hqo0zlks61w0bkv4nam02&dl=0
обработка металлических роликов для штамповки монет в 1624 году на токарном станке
Книжка 1869 года по точению на токарном станке с ножным приводом и ручным резцои https://www.gutenberg.org/files/48179/48179-h/48179-h.htm#i017
В основном о декоративном точении, но есть и про обычную слесарную работу.
[[Foot lathes had, prior to the introduction of the engine lathe, been used on very heavy work. It is but a few years, comparatively speaking—not twenty—since cast-iron shafts, six, eight, and ten inches in diameter, were turned in such lathes]]
О нарезке резьбы
[[By a little practice, one is able to hit the pitch of the chaser exactly in making a start.
“There is no trouble, after you once know how.” We have chased quantities of small screws, with forty-eight threads to the inch, and not a sixteenth of one inch in diameter
]]
Интересная книжка! А есть ещё что-нибудь подобное?
Так в этой библиотеке (www.gutenberg.org) полно весьма интересных старых книг по науке и технике
По поводу ножного привода вообще — мне лично недавно немного поломало картину мира существование молотков с ножным приводом где-то со средневековья(treadle hammer , ). В общем подмастерье кузнецу не обязателен — иногда можно и самому ногой поработать. https://www.pinterest.ch/pin/180988478764704819/ https://www.spaco.org/othertreadle.htm
Ну и treadle saw не забываем
от https://chestofbooks.com/home-improvement/workshop/Turning-Mechanical/Rectilinear-Or-Reciprocating-Saw-Machines-Part-3.html
до http://www.footpoweredmachinery.com/manufacturers/barnes-wfj/machines/saws/saw-combined-machine/
Просто размышление вслух. Предки были не глупее нас. Так что, если просто «сферического попаданца в вакууме» рассматривать, то еще неизвестно насколько его знания полезны и эффективны будут в условиях прошлого. Там, на месте, все гораздо проще могли уже сделать.
По факту мы знаем что оногда предки феерически тупили, как в случае со стременем/седлом.
Примеров такого тупления много, хотя бы с тем же ножным приводом. Даже когда начали использовать кривошип с маховиком, лук или подобный пружинный элемент еще долго по инерции оставляли
Как уже было отмечено выше, самый адекватный вариант ручного привода — это маховое колесо. Даже пушки можно обтачивать
https://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k56990q/f298.highres