Прядильный мул — это машина, используемая для прядения хлопка и других волокон. Они широко использовались с конца 18 до начала 20 века на мельницах Ланкашира и других мест. Надзиратель обрабатывал мулов парами с помощью двух мальчиков: маленького и большого, или бокового, сборщика. Каретка имела до 1320 шпинделей, могла иметь длину 150 футов (46 м) и могла двигаться вперед и назад на расстояние 5 футов (1,5 м) четыре раза в минуту. [1]
Он был изобретен между 1775 и 1779 годами Сэмюэлем Кромптоном . Самодействующий (автоматический) мул был запатентован Ричардом Робертсом в 1825 году. На пике своего развития только в Ланкашире было 50 000 000 веретен мулов. Современные версии все еще производятся и используются для прядения шерстяной пряжи из благородных волокон, таких как кашемир , ультратонкий меринос и альпака, для рынка трикотажного текстиля. [2] [3]
Прядильный мул прерывистым процессом прядет текстильные волокна в пряжу . [4] При вытягивании ровница протягивается через ролики и скручивается; по возвращении он наматывается на шпиндель. Его конкурент, дроссельная рама или кольцевая рама , использует непрерывный процесс, при котором ровница вытягивается, скручивается и наматывается за одно действие. Мул был самой распространенной прядильной машиной с 1790 по 1900 год и все еще использовался для производства тонкой пряжи до начала 1980-х годов. В 1890 году типичная хлопчатобумажная фабрика имела более 60 мулов, каждый с 1320 веретенами, [5] которые работали четыре раза в минуту по 56 часов в неделю.
До 1770-х годов текстильное производство было кустарным производством с использованием льна и шерсти . Ткачество было семейным занятием. Дети и женщины чесали волокно, разбивали и собирали неорганизованный пух в длинные пучки. Затем женщины пряли из этой грубой ровницы пряжу , намотанную на веретено . Ткач-мужчина использовал рамный ткацкий станок , чтобы сплести из него ткань. Затем его выдержали на солнце, чтобы отбелить. Изобретение Джоном Кеем летающего челнока сделало ткацкий станок вдвое более производительным, в результате чего спрос на хлопчатобумажную пряжу значительно превысил возможности традиционных прядильных машин.
Существовало два типа прялки: простое колесо , использующее прерывистый процесс, и более усовершенствованное саксонское колесо, которое приводит в движение дифференциальное веретено и рогульку (аппарат, направляющий нить на катушки) в непрерывном процессе . . Эти два колеса стали отправной точкой технологического развития. Такие бизнесмены, как Ричард Аркрайт, нанимали изобретателей, чтобы найти решения, которые позволили бы увеличить объем пряжи, а затем получили соответствующие патенты.
Вращающаяся Дженни позволяла работать одновременно группе из восьми веретен. Оно отражало простое колесо; ровница зажималась, и рама двигалась вперед, растягивая и утончая ровницу. Колесо быстро вращалось, когда рама отодвигалась назад, и веретена вращались, скручивая ровницу в пряжу и собирая ее на веретенах. Прядильная машина «Дженни» была эффективной, и ею можно было управлять вручную, но она производила более слабую нить, которую можно было использовать только для уточной части ткани. (Поскольку уток из стороны в сторону не нужно растягивать на ткацком станке так, как основу , он обычно может быть менее прочным.)
Дроссель и более поздняя водяная рама протягивали ровницу через набор ослабляющих роликов. Вращаясь с разной скоростью, они непрерывно тянули нить, в то время как другие части скручивали ее, пока она наматывалась на тяжелые веретена. В результате получалась нить, пригодная для основы, но несколько валков требовали гораздо больше затрат энергии и требовали, чтобы устройство приводилось в движение водяным колесом. Однако ранняя водяная рама имела только одно веретено. Объединение идей этих двух систем вдохновило на создание вращающегося мула .
Увеличение поставок муслина вдохновило на разработку ткацких станков, например, на механический ткацкий станок Эдмунда Картрайта . Некоторые прядильщики и ткачи выступили против предполагаемой угрозы их средствам к существованию: произошли разрушительные беспорядки, а в 1811–1813 годах - бунты луддитов . Подготовительные и сопутствующие задачи позволили трудоустроить многих детей, пока это не было урегулировано.
Мул с ручным управлением стал прорывом в производстве пряжи, и машины были скопированы Сэмюэлем Слейтером , основавшим хлопковую промышленность в Род-Айленде . Развитие в течение следующих полутора столетий привело к созданию автоматических мулов, а также к более тонкой и прочной пряже. Кольцевая рама , возникшая в Новой Англии в 1820-х годах, мало использовалась в Ланкашире до 1890-х годов. Это требовало больше энергии и не могло обеспечить наилучшие результаты. [6]
Сэмюэл Кромптон изобрел прядильного мула в 1779 году, названного так потому, что он представляет собой гибрид водной машины Аркрайта и прядильной машины Джеймса Харгривза , точно так же, как мул является продуктом скрещивания лошади-самки с ослом-самцом . Прядильный мул имеет неподвижную раму с шпулярником из цилиндрических бобин для удержания ровницы, соединенную через переднюю бабку с параллельной кареткой со шпинделями. При движении наружу ровница растягивается через ослабляющие ролики и скручивается. На обратном пути ровница зажимается, и шпиндели меняются местами, чтобы принять только что скрученную нить.
Кромптон построил своего мула из дерева. Хотя он использовал идеи Харгривза о прядении нескольких нитей и ослаблении ровницы с помощью валиков, именно он установил шпиндели на каретку и закрепил катушку бобин с ровницей на раме. Как ролики, так и движение каретки наружу устраняют неровности пряжи перед ее намоткой на шпиндель. Когда срок действия патентов Аркрайта истек, мул разработали несколько производителей. [7] Первый мул Кромптона имел 48 веретен и мог производить 1 фунт (0,45 кг) ниток 60-х годов в день. Для этого требовалась скорость шпинделя 1700 об/мин и потребляемая мощность 1/16 лошадиных сил ( 47 Вт). [8]
Мул производил прочную тонкую пряжу , подходящую для любого вида текстиля , основы или утка. Сначала его использовали для прядения хлопка, затем других волокон.
Сэмюэл Кромптон не мог позволить себе запатентовать свое изобретение. Он продал права Дэвиду Дейлу и вернулся к ткачеству. Дейл запатентовал мула и получил от этого прибыль.
Машина Кромптона была в основном построена из дерева, а для привода использовались ленты и шкивы. После того как его машина стала публичной, он мало участвовал в ее разработке. Генри Стоунс, механик из Хорвича , сконструировал мула, используя зубчатую передачу и, что немаловажно, металлические ролики. [7] Бейкер из Бери работал над барабанами, [9] и Харгривз использовал параллельную прокрутку для достижения более плавного ускорения и замедления. [10]
В 1790 году Уильям Келли из Глазго применил новый метод для облегчения рисования. [10] В качестве первичного двигателя использовались сначала животные, а затем вода. Райт из Манчестера переместил переднюю бабку в центр станка, позволив вдвое увеличить количество шпинделей; была добавлена квадратная полоса, чтобы шпиндели выходили по прямой линии. [11] Он разговаривал с Джоном Кеннеди о возможности создания самодействующего мула. Кеннеди, партнер производителя машин McConnell & Kennedy в Анкоутсе , был озабочен созданием все более крупных мулов. МакКоннелл и Кеннеди отважились заняться прядением, когда у них остались два неоплаченных мула; [12] их фирма процветала и в конечном итоге объединилась в Ассоциацию Fine Spinners & Doublers Association . В 1793 году Джон Кеннеди обратился к проблеме подсчета штрафов. При таком отсчете шпиндели на обратном ходу должны были вращаться быстрее, чем на обратном ходе. Для осуществления этого движения он прикрепил шестерни и сцепление. [13]
Уильям Итон в 1818 году улучшил намотку нити, используя две падающие проволоки и выполнив отвод в конце внешнего траверса. [14] Все эти мулы были обработаны силами оперативников. Следующим усовершенствованием стал полностью автоматический мул.
Ричард Робертс получил свой первый патент в 1825 году, а второй — в 1830 году. Задача, которую он поставил перед собой, состояла в том, чтобы разработать самодействующий или автоматически вращающийся мул. Робертс также известен своим ткацким станком Roberts Loom , который получил широкое распространение благодаря своей надежности. В 1820 году мул все еще нуждался в ручной помощи, чтобы прясть ровную нить; самодействующему мулу потребуется:
Контр-падающий элемент под нитью поднимался, чтобы компенсировать провисание, вызванное откатом. Его можно использовать с верхней нисходящей проволокой, чтобы направлять нить в нужное место на колпаке. Они управлялись рычагами, кулачками и наклонной плоскостью, называемой формирователем. Скорость шпинделя регулировалась барабаном и утяжеленными канатами, при движении бабки канаты крутили барабан, который с помощью зубчатого колеса поворачивал шпиндели. Ничего из этого было бы невозможно, если бы использовались технологии времен Кромптона, пятьдесят лет назад. [15]
С изобретением актера-самодеятеля мула с ручным управлением стали все чаще называть мулом-дженни. [16]
Подсчетом Олдхэма подразумевается хлопок средней толщины, который использовался для изготовления тканей общего назначения. Робертс не получил прибыли от своего самодействующего вращающегося мула, но по истечении срока действия патента другие фирмы продолжили разработку, и мул был адаптирован для работы, которую он вращал. Первоначально самоактёр Робертса использовался для грубого счёта (счет Олдхэма), но мул-дженни продолжал использоваться для самого тонкого счета (счет Болтона) до 1890-х годов и позже. [16]
Bolton специализировался на тонком хлопке, и его мюли бежали медленнее, чтобы придать дополнительную крутку. Мул Дженни допускал это более мягкое действие, но в 20 веке были добавлены дополнительные механизмы, чтобы сделать движение более плавным, в результате чего мулы использовали две или даже три скорости движения. Для точного счета требовалось более мягкое воздействие на обмотку, и для намотки погони или вершины идеального копа полагалась ручная регулировка. [17]
Прядение шерсти — это другой процесс, поскольку разная длина отдельных волокон означает, что они не подходят для вытягивания валиком. По этой причине шерстяные волокна прочесывают с использованием конденсаторных карт, которые перетирают прочесованные волокна вместе, а не вытягивают их. Затем их прядут на машинах мулового типа, которые не имеют валковой вытяжки, но создают тягу за счет отступления шпинделей от подающих валков, в то время как последние, отдав небольшой отрезок ровницы, удерживаются неподвижно. Такие мулы часто имеют сложную конструкцию, включающую несколько скоростей шпинделей, поступательные движения и т. д., чтобы обеспечить оптимальную обработку пряжи. [18]
Конденсаторное прядение было разработано для того, чтобы из коротких волокон, образующихся в результате прочесывания тонкого хлопка, можно было прясть мягкую и грубую пряжу, пригодную для изготовления простыней, одеял и т. д. Лишь около 2% веретен мулов в Ланкашире были веретенами конденсаторного прядения, но Сегодня сохранилось гораздо больше мулов-конденсаторов, поскольку это были последние регулярно работающие веретена, и мулы похожи. [19] Helmshore Mills была прядильной фабрикой по производству хлопковых отходов.
Мулы до сих пор используются для прядения шерсти и альпаки и производятся по всему миру. В Италии, например, Bigagli [2] и Cormatex [3]
Веретена мулов опираются на каретку, которая перемещается по рельсам на расстояние 60 дюймов (1,5 м), вытягивая и прядя пряжу. На обратном пути, известном как раскладывание, [20] когда каретка возвращается в исходное положение, вновь скрученная пряжа наматывается на веретено в виде конусообразного початка. Когда веретено мула движется на своей каретке, ровница, которую оно прядет, подается к нему через ролики, которые вращаются с разной скоростью для вытягивания пряжи.
Марсден в 1885 году описал процессы настройки и эксплуатации мула. Вот его описание, немного отредактированное.
Шпулярник удерживает бобины с ровингом . Ровница пропускается через небольшие направляющие и между тремя парами волочильных валков.
Затем устанавливается соединение между утонченной ровингом и шпинделями. Когда последние обнажены, как у нового мула, включается привод веретена, и обслуживающий персонал наматывает на каждое веретено короткий отрезок пряжи из полицейского, который держит в руке. Движение волочильных валков приводится в действие, и вскоре валки образуют отрезки разреженной ровницы. Они прикрепляются к резьбе на шпинделях путем простого соприкосновения нитей с нескрученной ровингой. Различные части машины запускаются одновременно, когда все работает в гармонии.
Задние ролики вытягивают ленту из бобин и передают ее последующим парам, разность скоростей которых обеспечивает ее измельчение до необходимой степени тонкости. При подаче спереди шпиндели, вращаясь со скоростью 6000–9000 об/мин, скручивают до сих пор свободные волокна вместе, образуя таким образом нить.
В то время как это происходит, каретка шпинделя оттягивается от валков со скоростью, немного превышающей скорость выхода ровницы. Это называется усилением каретки, его цель — устранить все неровности тонкости резьбы. Если толстый участок ровницы пройдет сквозь ролики, он будет сопротивляться усилиям веретена, направленным на его скручивание; и если пройти в таком состоянии, это серьезно ухудшит качество пряжи и затруднит последующие операции. Однако так как скрутка, распространяясь по ровной нити, придает твердость этой части, то толстая и нескрученная часть поддается тяге веретена и, приближаясь к тонкости оставшейся части, получает ту скрутку, которую имела. пока отказывался брать. Каретка, опирающаяся на колеса, продолжает движение наружу, пока не достигнет конечной точки траверсы, которая находится на расстоянии 63 дюймов (160 см) от роликовой балки. Вращение шпинделей прекращается, волочильные ролики останавливаются.
Начинается откат. Этот процесс представляет собой разматывание нескольких витков пряжи, идущих от вершины формируемого початка до вершины веретена. При этом проволочная проволока, которая надевается на колпачок и направляет его нити, опускается; при этом противопадающий механизм поднимается, слабина, размотанная со шпинделей, устраняется, и нити не запутываются. Откат завершен.
Карета начинает двигаться внутрь; то есть в сторону роликовой балки. Это называется мириться. Веретена наматывают пряжу с одинаковой скоростью. Скорость вращения шпинделя должна меняться, так как падающий механизм направляет нить по большему или меньшему диаметру конуса цапа. Сразу же намотка закончена, вдавленный падальщик поднимается, контр-падающий опускается.
Эти движения повторяются до тех пор, пока менты на каждом шпинделе не будут идеально сформированы: набор завершен. Остановочное движение парализует каждое действие машины, вызывая необходимость снять или разобрать шпиндели и начать работу заново.
Снятие осуществляется пробивщиками, которые поднимают, то есть поднимают, полицейские частично поднимают шпиндели, пока каретка отсутствует. Затем рабочий нажимает на падающий механизм так, чтобы направить нити на голый шпиндель внизу. На шпиндель наматывают несколько витков, чтобы закрепить резьбу на голых шпинделях для нового комплекта. Копы снимают и собирают в банки или корзины, а затем доставляют на склад. Оставшаяся часть «вытягивания» или «растяжения», как называется длина пряжи, когда каретка выведена из строя, затем наматывается на шпиндели, когда каретка приближается к роликовой балке. Затем работа начинается заново. [21] [22] Снятие заняло всего несколько минут, сборщики пробегали по всей длине ворот мула, протягивая по пять веретен за раз, а снятие включало в себя снятие четырех полицейских с веретен правой рукой и складывание их в стопку левой. предплечье и кисть. Чтобы получить твердую попе, специалист взбивал первые несколько слоев пряжи. После первых нескольких вытягиваний смотритель останавливал мула в начале движения внутрь и брал его, медленно нажимая и отпуская падающую проволоку несколько раз. В качестве альтернативы, сборщики могли умело нанести крахмальную пасту на первые несколько слоев пряжи, а позже на веретено уронили небольшую бумажную трубку - это замедлило операцию съема, и надзиратели договорились о дополнительной оплате. [23]
Парой мулов управляли человек, которого называли смотрителем, и два мальчика, которых называли боковым сборщиком и маленьким сборщиком. Они работали босиком при влажной температуре; смотритель и маленький сборщик обрабатывали управляющую половину мула. Смотритель вносил незначительные изменения в своих мулов до такой степени, что каждый мул работал по-разному. Они были специалистами по прядению и подчинялись только мастеру и младшему мастеру, которые отвечали за цех, а вместе с ним и за количество и качество производимой пряжи. Бобины ровницы поступали от чесальной машины в выдувной камере и доставлялись бобиновозом, входившим в штат чесальной машины, а пряжа поднималась на склад сотрудниками кладовщика. Разграничение должностей было жестким, и общение осуществлялось посредством цветных листов бумаги, написанных несмываемым карандашом.
Намотка включала замену бобин с ровницей на секции мула без остановки мула. При очень грубом счете шпульки хватало на два дня, а при тонком счете - на 3 недели. Чтобы намотать шпулярник, крилер стоял позади мула и ставил новые шпульки на полку над шпулярником. Когда шпулька заканчивалась, он снимал ее с вертела на шпулярнике, разматывая примерно 30 см ровницы, и бросал в скип. Левой рукой он надевал новую шпульку на шампур сверху, а правой рукой вкручивал новую ровницу в хвостик предыдущей. [24]
Присучивание включало ремонт случайных обрывов пряжи. На роликах оборванная пряжа захватывалась на подчистилку (или на стержень двустворчатой нити на мулах Bolton), а на веретене она завязывалась в мутовку на кончике веретена. Если обрыв произошел на ходу намотки, возможно, шпиндель придется остановить, пока нить будет найдена. Количество обрывов пряжи зависело от качества ровницы, а качественный хлопок приводил к меньшему количеству обрывов. Типичные 1200 веретенообразных мулов 1920-х годов ломались от 5 до 6 раз в минуту. Таким образом, двум сборщикам потребуется починить нить в течение 15–20 секунд, пока мул находится в движении, но как только нить окажется у них, это займет менее трех секунд. На самом деле ремонт заключался в небольшом перекатывании указательного пальца по большому. [25]
Деффинг уже был описан.
Уборка была важна, и до тех пор, пока не был разработан официальный ритуал, это была опасная операция. Вибрация мула подбрасывала в воздух множество коротких волокон (или мух). Он имел тенденцию скапливаться на каретке за шпинделями и в области вытяжных роликов. Чтобы проткнуть палку, нужно было просунуть руку сквозь полотно пряжи и отсоединить две палочки прочистных валиков из-под вытяжных валиков, протянув их через 1+Зазор 1 ⁄ дюйма (3,2 см) между двумя концами, чтобы удалить с них мушку и заменить их при следующем проходе внутрь. Чистка верха кареты была гораздо опаснее. Смотритель останавливал мула на бегу и поднимал руки над головой. Сборщики заходили под лист пряжи с тряпкой на рельсе шпинделя каретки и щеткой на роликовой балке и бежали, согнувшись вдвое, по всей длине мула, избегая рельсов и тяговых лент и не позволяя себе прикасаться к пряже. лист. Когда они закончили, они побежали к согласованным безопасным местам, где смотритель мог видеть их обоих, а охранник отстегнул рыло и запустил мула. До того, как был изобретен этот ритуал, мальчиков давили. Длина мула составляла 130 футов (40 м), зрение у смотрителя могло быть плохим, воздух на мельнице был затуманен мухами, и мальчиков другого смотрителя можно было принять за его. Ритуал был закреплен законом. [26]
Изобретения прядения сыграли важную роль в обеспечении значительного расширения производства тканей, особенно хлопчатобумажных. Хлопок и железо были ведущими секторами промышленной революции . Обе отрасли примерно в одно и то же время претерпели значительный рост, что можно использовать для определения начала промышленной революции.
Мул 1790 года управлялся грубой силой: прядильщик тянул и толкал раму, одновременно обрабатывая каждое веретено. Домашнее прядение было занятием женщин и девочек, но сила, необходимая для управления мулом, привела к тому, что этим занятием стали заниматься мужчины. Однако ткачество на ручном ткацком станке раньше было мужским занятием, но на фабрике этим могли заниматься девушки и женщины. Прядильщики были босоногими аристократами фабричной системы. [27] Он заменил децентрализованную кустарную промышленность централизованными фабричными рабочими местами, что привело к экономическим потрясениям и урбанизации .
Прядильщики мулов были лидерами профсоюзного движения в хлопковой промышленности; Необходимость развивать самодействующих мулов или самодействующих мулов отчасти заключалась в том, чтобы открыть эту профессию для женщин. В 1870 году был образован первый национальный союз .
Шерстяная промышленность делилась на шерстяную и камвольную . Он отставал от хлопка в освоении новых технологий. Камвольные, как правило, использовали водные машины Аркрайта, которыми могли управлять молодые девушки, а шерстяные - мулов. [27]
Примерно в 1900 году у бывших прядильщиков мулов был обнаружен высокий уровень заболеваемости раком мошонки . Он распространялся только на прядильщики хлопковых мюлей и не затрагивал прядильщики шерстяных или конденсаторных мюлей. Причина была связана со смесью растительных и минеральных масел, используемых для смазки шпинделей. Шпиндели при работе выбрасывали масляный туман на уровне промежности, который улавливался одеждой любого, кто соединял конец. В 1920-е годы этой проблеме уделялось большое внимание. Мулы использовали эту смесь с 1880-х годов, а хлопковые мулы бегали быстрее и жарче, чем другие мулы, и нуждались в более частой смазке. Решение заключалось в том, чтобы сделать законодательным требованием использовать только растительное масло или белые минеральные масла, которые считались неканцерогенными . К тому времени хлопковые мюли были заменены кольцевой рамой, и отрасль сокращалась, поэтому так и не было установлено, эффективны ли эти меры. [28]
