Джеймс Холл Нейсмит (иногда пишется как Нейсмит , Нейсмит или Несмит ) (19 августа 1808 г. — 7 мая 1890 г.) был шотландским инженером, философом, художником и изобретателем, известным благодаря своей разработке парового молота . Он был соучредителем компании Nasmyth, Gaskell and Company, производившей станки . Он вышел на пенсию в возрасте 48 лет и переехал в Пенсхерст , графство Кент, где развил свои увлечения астрономией и фотографией.
Нейсмит родился в 47 York Place, Эдинбург , где его отец Александр Нейсмит был пейзажистом и портретистом. Одним из увлечений Александра была механика , и он проводил почти все свое свободное время в своей мастерской, где он поощрял своего младшего сына работать с ним со всеми видами материалов. Джеймса отправили в Королевскую среднюю школу , где у него был друг Джимми Паттерсон, сын местного литейщика чугуна. Будучи уже заинтересованным в механике, он проводил большую часть своего времени в литейном цехе , и там он постепенно научился работать и точить по дереву, латуни, железу и стали. В 1820 году он покинул среднюю школу и снова активно использовал мастерскую своего отца, где в возрасте 17 лет он сделал свою первую паровую машину.
С 1821 по 1826 год Нейсмит регулярно посещал Эдинбургскую школу искусств (сегодня университет Хериот-Уотт , что сделало его одним из первых студентов этого учреждения). [1] В 1828 году он построил полноценный паровой экипаж, который мог проехать милю, перевозя 8 пассажиров. Это достижение усилило его желание стать инженером-механиком. Он слышал о славе мастерской Генри Модсли и решил устроиться туда на работу; к сожалению, его отец не мог позволить себе устроить его учеником на работу к Модсли. Поэтому Нейсмит решил вместо этого показать Модсли примеры своего мастерства и изготовил полноценную рабочую модель паровой машины высокого давления, самостоятельно создав рабочие чертежи и сконструировав компоненты.
Когда Несмиту было 23 года, он накопил 69 фунтов и решил начать собственное дело. Он арендовал фабричную квартиру длиной 130 футов и шириной 27 футов на старой хлопчатобумажной фабрике на Дейл-стрит в Манчестере. [2]
Сочетание массивных отливок и деревянного пола было неидеальным, и после несчастного случая, когда один конец балки двигателя пробил пол в квартиру стеклореза внизу, он вскоре переехал. Он переехал в Патрикрофт , район города Эклс , Ланкашир, где в августе 1836 года он и его деловой партнер Холбрук Гаскелл открыли литейный завод Bridgewater , где они торговали как Nasmyth, Gaskell and Company. Помещения были построены рядом с (тогда новой) железной дорогой Ливерпуля и Манчестера и каналом Бриджуотер .
В марте 1838 года Джеймс ехал в карете из Шеффилда в Йорк в снежную бурю, когда он заметил вдалеке несколько чугунолитейных печей. Кучер сообщил ему, что ими управляет мистер Хартоп, один из его клиентов. Он немедленно сошел с кареты и направился к печам по глубокому снегу. Он нашел мистера Хартопа у него дома и был приглашен остаться на ночь и посетить производство на следующий день. Тем вечером он встретился с семьей Хартопа и был немедленно сражен его 21-летней дочерью Энн. Будучи решительным человеком, на следующий день он рассказал ей о своих чувствах и намерениях, что было воспринято «в лучшем духе, которого я мог желать». Затем он сообщил то же самое ее родителям и рассказал им о своих планах, и так они обручились в тот же день. Они поженились два года спустя, 16 июня 1840 года в Уэнтворте .
До 1843 года компания Nasmyth, Gaskell & Co. сосредоточилась на производстве широкого спектра станков в больших количествах. К 1856 году компания Nasmyth построила 236 формовочных станков.
В 1840 году он начал получать заказы от недавно открытых железных дорог, которые начинали охватывать страну, на локомотивы . Его связь с Great Western Railway, чей знаменитый пароход SS Great Western был столь успешен в рейсах между Бристолем и Нью-Йорком, привела к тому, что его попросили сделать несколько станков необычных размеров и мощности, которые были необходимы для строительства двигателей их следующего и более крупного корабля SS Great Britain .
В 1837 году компания Great Western Steam Company столкнулась со множеством проблем при ковке гребного вала парохода SS Great Britain ; даже когда самый большой молот был наклонен на полную высоту, его диапазон был настолько мал, что если на наковальню помещалась действительно большая деталь, молоту некуда было падать, и в 1838 году инженер компании (Фрэнсис Хамфрис) написал Несмиту: «Я обнаружил, что в Англии или Шотландии нет кузнечного молота, достаточно мощного, чтобы выковать гребной вал паровоза для Great Britain! Что мне делать?»
Нейсмит обдумал этот вопрос и, увидев очевидные недостатки наклонного молота (он наносил каждый удар с одинаковой силой), набросал свою идею первого парового молота . Он сохранил свои идеи новых устройств, в основном в чертежах, в «Книге схем», которую он свободно показывал своим иностранным клиентам. Нейсмит сделал набросок своего проекта парового молота, датированный 24 ноября 1839 года, но непосредственная необходимость в нем отпала, когда была продемонстрирована практичность винтовых гребных винтов, и Великобритания перешла на эту конструкцию. [3]
Французский инженер Франсуа Бурдон придумал похожую идею того, что он назвал «Пилон» в 1839 году и сделал подробные чертежи своей конструкции, которые он также показывал всем инженерам, посещавшим заводы в Ле-Крезо, принадлежавшие братьям Адольфу и Эжену Шнайдерам . [3] Однако Шнайдеры не решались построить радикально новую машину Бурдона. Бурдон и Эжен Шнайдер посетили завод Несмита в Англии в середине 1840 года, где им показали эскиз Несмита. Это подтвердило осуществимость концепции для Шнайдера. [4] В 1840 году Бурдон построил первый в мире паровой молот на заводе Schneider & Cie в Ле-Крезо. Он весил 2500 килограммов (5500 фунтов) и поднимал груз на высоту 2 метра (6 футов 7 дюймов). Шнайдеры запатентовали конструкцию в 1841 году. [5]
В апреле 1842 года Нейсмит посетил Францию с целью снабжения французских арсеналов и верфей инструментами и, находясь там, воспользовался возможностью посетить заводы Le Creusot . Обойдя заводы, он обнаружил паровой молот в работе. По его словам, Бурдон отвел его в кузнечный цех, чтобы тот мог, как он выразился, «увидеть свое собственное детище». Нейсмит сказал: «Вот оно, по правде говоря, — колотящееся дитя моего мозга!» [3] Нейсмит запатентовал свою конструкцию в июне 1842 года, используя деньги, взятые в долг у мужа его сестры Энн Уильяма Беннета. [6] Он построил свой первый паровой молот в том же году в своем литейном цехе в Патрикрофте. [7] В 1843 году между двумя инженерами разгорелся спор о приоритете изобретения парового молота. [8]
Благодаря использованию молота себестоимость продукции может быть снижена более чем на 50 процентов, при этом качество поковок может быть повышено.
Первые молоты были свободнопадающего типа, но позже они были модифицированы, получив падение с помощью силы. До изобретения парового молота Несмита, крупные поковки, такие как корабельные якоря , приходилось изготавливать методом «по крупицам», то есть небольшие детали ковались отдельно и, наконец, сваривались вместе. Ключевой особенностью его машины было то, что оператор контролировал силу каждого удара. Он любил демонстрировать ее возможности, демонстрируя, как она сначала могла разбить яйцо, помещенное в винный бокал, не разбивая бокал, за чем следовал удар полной силы, который сотрясал здание. Его преимущества вскоре стали настолько очевидными, что вскоре молоты Несмита можно было найти во всех крупных мастерских по всей стране.
Оригинальный молот Nasmyth теперь стоит напротив литейных зданий Nasmyth's Patricroft (теперь «бизнес-парк»). Более крупный паровой молот Nasmyth & Wilson стоит в кампусе Университета Болтона .
Впоследствии Нейсмит применил принцип своего парового молота к сваебойной машине , которую он изобрел в 1843 году. Его первая полномасштабная машина использовала четырехтонный молот-блок и скорость восемьдесят ударов в минуту. Сваебойная машина была впервые продемонстрирована на соревновании с командой, использующей традиционный метод в Девонпорте 3 июля 1845 года. Он забил сваю длиной 70 футов и площадью 18 квадратных дюймов за четыре с половиной минуты, в то время как традиционный метод требовал двенадцати часов. Это был большой успех, и в результате появилось много заказов на его сваебойную машину. Она использовалась для многих крупномасштабных сооружений по всему миру в течение следующих нескольких лет, таких как мост высокого уровня в Ньюкасл-апон-Тайн и плотина на Ниле в Асуане , Египет ( Асуанская низкая плотина ).
К 1856 году было произведено в общей сложности 490 молотков, которые продавались по всей Европе, в Россию, Индию и даже в Австралию, и составляли 40% доходов компании James Nasmyth and Company.
Помимо парового молота, Нейсмит создал несколько других важных станков, включая форморез , адаптацию строгального станка , которая до сих пор используется в производстве инструментов и штампов . Другим новшеством был гидравлический пресс , который использовал давление воды для прижимания плотно прилегающих деталей машины друг к другу. Все эти станки стали популярными в производстве, и все они до сих пор используются в модифицированном виде.
Nasmyth также был одним из первых производителей инструментов, предложивших стандартизированный ассортимент станков; до этого производители конструировали инструменты в соответствии с индивидуальными спецификациями клиентов, не уделяя особого внимания стандартизации, что вызывало проблемы совместимости. Nasmyth, возможно, был последним из ранних пионеров станкостроительной промышленности .
Среди других изобретений Несмита, большинство из которых он так и не запатентовал, были способ передачи вращательного движения с помощью гибкого вала из спиральной проволоки, машина для нарезания шпоночных пазов, саморегулирующиеся подшипники и винтовой ковш для перемещения расплавленного металла, которым могли безопасно и эффективно управлять два человека вместо шести, как требовалось ранее. Идея Несмита о паровом таране для морской войны так и не была реализована.
В 1844 году он вместе с инженером Чарльзом Мэем запатентовал первый вакуумный тормоз . [9]
Хотя фрезерные станки уже не были новинкой к 1830 году, пример, построенный Нейсмитом примерно в то время, выделяется своей прозорливостью. Он был приспособлен для фрезерования шести сторон шестигранной гайки, которая была установлена в шестипозиционном индексном приспособлении. [10]
Он также работал над проектом по преобразованию железа, который был похож на тот, который в конечном итоге запатентовал Генри Бессемер . Неохотный патентователь, и в этом случае все еще работающий над некоторыми проблемами в своем методе, Нэсмит отказался от проекта, услышав об идеях Бессемера в 1856 году. Однако Бессемер признал усилия Нэсмита, предложив ему одну треть стоимости своего патента на одноименный процесс Бессемера . Нэсмит отказался, поскольку решил уйти на пенсию. [11]
Нэсмит ушел из бизнеса в 1856 году, когда ему было 48 лет, как он сказал: «У меня теперь достаточно благ этого мира: дайте молодым людям шанс». Он поселился недалеко от Пенсхерста , Кент, где он переименовал свой дом престарелых в «Хаммерфилд» и с радостью занимался своими разнообразными хобби, включая астрономию . Он построил свой собственный 20-дюймовый рефлекторный телескоп , в процессе изобретя фокус Нэсмита , и провел подробные наблюдения Луны . Он написал книгу «Луна: рассматриваемая как планета, мир и спутник» (1874) в соавторстве с Джеймсом Карпентером (1840–1899). В этой книге содержится интересная серия «лунных» фотографий: поскольку фотография еще не была достаточно развита, чтобы делать снимки с очень большим увеличением непосредственно самой Луны, Нейсмит построил гипсовые рельефные масштабные модели на основе своих визуальных наблюдений Луны, а затем сфотографировал модели при электрическом освещении, воспроизводя тени топографических контуров, которые он наблюдал на Луне. В его честь назван кратер на Луне.
Он был счастливо женат на своей жене Энн из Вудберна, Йоркшир , в течение 50 лет, до своей смерти. У них не было детей.
Они похоронены в северной части кладбища Дин в западном Эдинбурге . Огромный мемориал стоит в восточном конце главной восточной-западной дороги, которая разделяется вокруг него. Памятник содержит хорошо вырезанную модель его парового молота. Мать Джеймса, Барбара Фулис (1765-1848), похоронена вместе с ними. Памятник также стоит в память о его брате, Патрике Нейсмите (1787-1831)
В память о его выдающемся вкладе в дисциплину машиностроения здание факультета машиностроения в Университете Хериот-Уотт в его родном Эдинбурге названо зданием Джеймса Нэсмита.
Цитаты
Источники
{{cite book}}: CS1 maint: постскриптум ( ссылка )
Работы Джеймса Несмита или о нем в Wikisource
Цитаты, связанные с Джеймсом Нейсмитом в Wikiquote