Кто изобрел хлопкоочистительную машину
Хлопкоочистительная машина
Ко́ттон-джин (англ. сокр. от Cotton engine ) — первая эффективная хлопкоочистительная машина, которую придумал американский изобретатель Эли Уитни в 1793 году.
Содержание
Устройство
Коттон-джин представляет собой деревянный ящик в котором вращаются два цилиндрических вала. На переднем насажены круглые пилы, а на заднем — щетки.
Над этими двумя валами находится ящик, дно которого состоит из колосниковой решетки, в отверстиях которой и вращаются пилы при работе джина. Работа состоит в том, что хлопок с семенами падает в ящик, пилы захватывают его снизу своими зубьями, проталкивают сквозь решетку и при вращении (в 300 оборотов в минуту) передают его сзади их находящимся щеткам, которые работают в 3—4 раза быстрее, то есть со скоростью 1000—1200 оборотов и более, и образуют такую сильную тягу, что волокна хлопка быстро отлетают от них и в открытом помещении разлетаются во все стороны.
В настоящее время почти во всех джинах имеются особые приспособления, так назыв. конденсеры, которые собирают все эти хлопья вместе и выпускают их в виде бесконечного полотна. Семена же хлопка, которые не могли пройти вместе с хлопком через отверстия решетки джина, отрываются от волокна и падают в передней части джина. Для облегчения подачи хлопка в ящик джина имеются ещё так называемые фидеры, или питатели, то есть приспособления, в которые сваливается хлопок, а оттуда он уже автоматически падает в ящик, то есть в камеру джина.
История изобретения
Хотя патент на изобретение и был выдан Эли Уитни, некоторые исследователи оспаривают его авторство, указывая, что есть основания полагать, что изобретение, или, по крайней мере начальная концепция принадлежит Кэтрин Литлфильд-Грин (Catherine Littlefield Greene), землевладелице у которой Уитни арендовал ферму. Поскольку американское законодательство того времени не позволяло выдавать патенты женщинам, она якобы обратилась к Уитни с просьбой получить патент на его имя.
Однако есть еще более веские свидетельства, основанные на архивных записях патентного ведомства США указывающие на то, что аналогичная конструкция была предложена двумя годами раньше механиком Генри Холмсом.
Социально-экономические последствия изобретения
Изобретение оказало существенное влияние на мировую экономику, многократно удешевив процесс получения хлопка.
Для США эффект коттон-джина был еще более значимым: с одной стороны изобретение послужило толчком к промышенной революции в южных штатах, с другой — резко повысило экономическую эффективность рабовладельческого хозяйства.
Ряд историков придерживается мнения, что тем самым изобретение продлило существование рабовладельческого строя на юге на несколько десятилетий, без него рабство отмерло бы гораздо раньше из-за экономической несостоятельности.
Эли Уитни
Содержание
Ранние годы жизни
Окончив колледж в возрасте 27 лет, Уитни отправился работать преподавателем в Южной Каролине, но случайно встретившись со вдовой генерала Натаниеля Грина принял её предложение работать поверенным на плантации в Джорджии.
Хлопкоочистительная машина
На плантации Уитни столкнулся с проблемой очистки сортов хлопка с зелёными семенами (упланд). Эти сорта хлопка были неприхотливы, но требовали трудоёмкого ручного труда для разделения хлопкового волокна и мелких твёрдых семян. Уитни сконструировал машину коттон-джин, позволившую в несколько раз увеличить производительность труда. Нити сита удерживали семена, в то время как барабан с изогнутыми проволочками-крючками отрывали волокна, вращающаяся щётка снимала волокна с крючков барабана.
14 марта 1794 года Уитни получил патент на хлопкоочистительную машину. Изобретатель и его компаньон Финеас Миллер (Phineas Miller) пытались собирать с плантаторов часть обработанного хлопкового волокна за использование изобретения. Производство хлопка увеличилось в сотни раз, но большинство плантаторов игнорировало патент. Многочисленные судебные дела не увенчались успехом, и в 1801 году Уитни и Миллер решили договориться с хлопковыми штатами об уплате единовременной суммы, но только два штата согласилось на такую форму оплаты, а основная часть собранных денег ушла на покрытие судебных издержек и долгов. Уитни решил оставить хлопковое дело и возвратиться на север, в город Нью-Хейвен (штат Коннектикут).
Принцип взаимозаменяемости
В январе 1798 года Уитни заключает договор с правительством США о поставке в 1800 году 10 тыс. мушкетов и начинает организовывать новое производство, основанное на сочетании мощи машин, разделения труда и принципа взаимозаменяемости, популяризации которого Уитни посвятил оставшуюся жизнь. До Уитни мушкеты изготавливались индивидуально, детали одного ружья часто не соответствовали по размерам деталям другого. Согласно принципу взаимозаменяемости все детали должны изготавливаться массово, с точностью, позволяющей собрать продукцию из деталей разных партий. Уитни массово использовал новые технологии обработки металла, позволяющие снизить требования к навыкам рабочих.
Фрезерный станок
Некоторые историки (например, Joseph W. Roe) утверждают, что именно Эли Уитни был изобретателем фрезерного станка, другие (Woodbury, Smith, Muir) считают, что он был лишь одним из ряда инженеров, сконструировавших и усовершенствовавших это оборудование в 1814—1818 годах. Обработка металла на фрезерном станке позволила добиться большей точности изготовления деталей при меньшей квалификации рабочих, повысить производительность труда.
Последние годы жизни
В 1817 году Уитни женился на Генриетте Эдвардс (Henrietta Edwards), дочери главы демократической партии Коннектикута и кузине президента Йельского колледжа.
Эли Уитни умер 8 января 1825 года от рака простаты в возрасте 59 лет, оставив наследство четверым сыновьям.
Эли Уитни Младший (Eli Whitney, Jr. 1820—1894) начал управлять оружейным заводом в 1841 году, был партнёром другого видного оружейника, Сэмюэля Кольта. Эли Уитни Четвёртый (Eli Whitney IV 1847—1924) продал оружейный завод Уитни компании «Winchester Repeating Arms», также располагавшейся в Нью-Хейвене.
Хлопкоочистительная машина Уитни
1 793 год
В 1 793 году инженер Эли Уитни, работавший помощником управляющего хлопковой плантацией в Джорджии, нашёл способ повысить прибыльность хлопководства. На большей части территории южных штатов выращивали коротковолокнистые сорта хлопчатника, волокна которых с трудом отделяются от семян. Сложный и трудоёмкий процесс отделения волокон от клейких семян существенно ограничивал потенциал хлопководства. Столкнувшись с этой проблемой, Уитни принялся за дело и изобрёл хлопкоочистительную машину. По сути это был ящик с двумя вращающимися цилиндрическими валами, которые отделяли семена от волокон. Изобретение заменяло утомительный ручной труд и открывало дорогу промышленному производству (уже к середине XIX века американский Юг давал три четверти мирового производства хлопка).
Уитни запатентовал изобретение и вместе с партнёром стал строить и сдавать в аренду хлопкоочистительные машины. Но плантаторы, не желая платить и незаконно используя идею, строили свои механизмы, что вело к длительным тяжбам. Это изобретение не принесло Уитни богатства, и он занялся выпуском мушкетов, впервые собираемых из стандартных, взаимозаменяемых деталей. В любом случае хлопкоочистительные машины сыграли важную роль и привели к серьёзным социальным переменам: начавшийся хлопковый бум требовал огромного количества рабочих рук, что привело к укоренению рабства в южных штатах.
Но куда более важным изобретением Уитни оказалась его идея взаимозаменяемых частей. Это был революционный переворот в машиностроении. По заказу правительства США Уитни производил мушкеты, состоявшие из стандартных деталей. Производство ускорилось, кроме того, такой мушкет можно было отремонтировать, не отправляя его в мастерские, как раньше. Это сыграло важную роль во время Гражданской войны и привело к огромному скачку в развитии промышленности.
14 марта 1794 года. Илай Уитни получил патент на машину для очистки хлопка
Уроженец Массачусетса Илай Уитни был талантливым инженером. Окончив Йельский колледж, он отправился преподавать в Южную Каролину — однако случайно встретившись со вдовой героя Войны за независимость, генерала Натаниеля Грина, принял предложение работать поверенным на ее плантации в Джорджии.
Там Уитни обратил внимание на процесс очистки хлопка, то есть отделения его волокон от семян. Этим занимались вручную рабы, и это была очень тяжелая работа. «Многие уважаемые джентльмены, собиравшиеся у миссис Грин, единодушно соглашались, что если бы была изобретена машина, способная очищать хлопок применения без ручного труда, это было бы большим достижением не только для изобретателя, но и для всей страны в целом. Я невольно начал задумываться об этом и рисовать в уме план такой машины. » — рассказывал Илай в письме своему отцу.
В результате, 14 марта 1794 года Уитни получил патент на первую хлопкоочистительную машину («коттон-джин»). В основе ее лежали два цилиндрических вала, вращавшиеся в деревянном ящике: один вал был усажен круглыми пилами, а другой — щетками.
Впрочем, согласно другой версии, все было иначе, и настоящим автором изобретения была Кэти Грин. Однако по тогдашним законам женщины не могли оформлять на себя патенты, поэтому она попросила сделать это Уитни.
Так или иначе, «коттон-джин» сыграл огромную роль в истории. Его появление резко увеличило эффективность хлопковой индустрии в Южных Штатах, способствовало их обогащению и сохранению рабовладельческого строя еще в течение нескольких десятилетий. В конечном счете это привело Юг США к конфронтации с Севером, также развивавшимся, но в другом направлении. Результатом стала Гражданская война.
Уитни, Эли
Содержание
Ранние годы жизни
Окончив колледж в возрасте 27 лет, Уитни отправился работать преподавателем в Южной Каролине, но случайно встретившись со вдовой генерала Натаниеля Грина принял её предложение работать поверенным на плантации в Джорджии.
Хлопкоочистительная машина
На плантации Уитни столкнулся с проблемой очистки сортов хлопка с зелёными семенами (упланд). Эти сорта хлопка были неприхотливы, но требовали трудоёмкого ручного труда для разделения хлопкового волокна и мелких твёрдых семян. Уитни сконструировал машину коттон-джин, позволившую в несколько раз увеличить производительность труда. Нити сита удерживали семена, в то время как барабан с изогнутыми проволочками-крючками отрывали волокна, вращающаяся щётка снимала волокна с крючков барабана.
14 марта 1794 года Уитни получил патент на хлопкоочистительную машину. Изобретатель и его компаньон Финеас Миллер (Phineas Miller) пытались собирать с плантаторов часть обработанного хлопкового волокна за использование изобретения. Производство хлопка увеличилось в сотни раз, но большинство плантаторов игнорировало патент. Многочисленные судебные дела не увенчались успехом, и в 1801 году Уитни и Миллер решили договориться с хлопковыми штатами об уплате единовременной суммы, но только два штата согласилось на такую форму оплаты, а основная часть собранных денег ушла на покрытие судебных издержек и долгов. Уитни решил оставить хлопковое дело и возвратиться на север, в город Нью-Хейвен (штат Коннектикут).
Принцип взаимозаменяемости
В январе 1798 года Уитни заключает договор с правительством США о поставке в 1800 году 10 тыс. мушкетов и начинает организовывать новое производство, основанное на сочетании мощи машин, разделения труда и принципа взаимозаменяемости, популяризации которого Уитни посвятил оставшуюся жизнь. До Уитни мушкеты изготавливались индивидуально, детали одного ружья часто не соответствовали по размерам деталям другого. Согласно принципу взаимозаменяемости все детали должны изготавливаться массово, с точностью, позволяющей собрать продукцию из деталей разных партий. Уитни массово использовал новые технологии обработки металла, позволяющие снизить требования к навыкам рабочих.
Фрезерный станок
Некоторые историки (например, Joseph W. Roe) утверждают, что именно Эли Уитни был изобретателем фрезерного станка, другие (Woodbury, Smith, Muir) считают, что он был лишь одним из ряда инженеров, сконструировавших и усовершенствовавших это оборудование в 1814—1818 годах. Обработка металла на фрезерном станке позволила добиться большей точности изготовления деталей при меньшей квалификации рабочих, повысить производительность труда.
Последние годы жизни
В 1817 году Уитни женился на Генриетте Эдвардс (Henrietta Edwards), дочери главы демократической партии Коннектикута и кузине президента Йельского колледжа.
Эли Уитни умер 8 января 1825 года от рака простаты в возрасте 59 лет, оставив наследство четверым сыновьям.
Эли Уитни Младший (Eli Whitney, Jr. 1820—1894) начал управлять оружейным заводом в 1841 году, был партнёром другого видного оружейника, Сэмюэля Кольта. Эли Уитни Четвёртый (Eli Whitney IV 1847—1924) продал оружейный завод Уитни компании «Winchester Repeating Arms», также располагавшейся в Нью-Хейвене.