Ясное зрелище машин, или Theatrum machinarum. править
Всемилостивейшая государыня!
Главное блаженство Отечества нашего поистине зависит от премудрых оснований и законов, которых совершенство устанавливается и от племени до племени размножается с пользою попечением и милосердием прозорливого монарха. Сим самым счастьем наслаждается ныне благополучная Россия под самодержавным владением Вашего Императорского величества. Не только видим неусыпное старание Вашего величества в учреждениях полезных узаконений, приносящих спокойствие народу, но ясно зрим, со скольким попечением благоволите Вы размножать науки и художества, ободряя любителей оных. Сего милосердия будучи и я участником, а особливо ведая приятное упражнение Вашего Императорского Величества в механическом токарном искусстве, собрав труды отца моего, упражнявшегося в оном и сочинившего книгу об удивительных токарных машинах, сделанных им для государя императора Петра Великого, в бытность его при механической Его Величества лаборатории, принял дерзновение посвятить с искренним усердием всеславному и не только в Европе, но и во всём почти свете достойно превозносимому похвалами Вашего императорского величества имени, желая при том, что б Всевышний сохранил всемогущей десницей Ваше Императорское величество с Его Императорским высочеством в вожделенном здравии и благополучии до самых позднейших времён человеческого века, распространив повсюду бессмертную славу российского народа.
Всемилостивейшая государыня, ваш всеподданнейший раб Андрей Нартов-младший (1737—1813 гг.).
Предисловие от автора любомудрым читателям. править
Имеет ли какое преимущество механическая наука пред другими, оное я всякому любомудрому читателю охотно предаю на рассуждение. Впрочем, могу подтвердить, что механика все прочие науки превосходит, наипаче же потому, что она изобретателем себе самого Творца неба и земли имеет: а сие известно тому, кто, смотря на дела Божьи, каковы суть небесные вещи Солнце, Луна и прочие планеты и звёзды, с глубоким рассуждением оным в разуме своём внемлет. А что оная наука в роде человеческом необходимо нужна, о том никто сомневаться не может. От самого первого бытия людского слабосильное человеческое естество, не способно будучи к терпению натуральных жестокостей, как то стужи, дождей и ветров, и прочих, возбудило людей к изысканию полезных способов для защиты от оных. Тогда потребна стала быть одежда для прикрытия наготы и жилища для отвращения воздушных обид. Сие последнее, во-первых, руководством было к механике, а помалу как учёные люди чрез неусыпное старание начали изобретать разные инструменты, машины и многие инновации для строения различных зданий, то с немалою пользой механические и все высокие науки на свете процветали. Напротив того, ежели бы оные не произведены были в действо для употребления всем общим народом, то жизнь человеческую без тех орудий весьма бедственной счесть можно б было. Что ж касается до того, каким образом все оные науки от младости возрастали, то, во-первых, некие от Божественного просвещения разумным человеком открыты. Первое обретение на свете произошло от Адамова сына Сифа, восхищённого Божьим повелением в высоту поднебесную от ангела, который, по восхищении оном, научен был ведению многих Божьих тайн, так же откровенно ему было расположение горних предметов, движение небес, течение Солнца, Луны и звёзд, устроение небесных планет и дано вразумление о действах оных. Еврейский писатель древности Иосиф Флавий в книге своей свидетельствует, что наука о познании небесных вещей сперва сыскана от детей Сифа, первого сына Адамова, что то же самое и Георгий Кедрин Константинопольский (компилятор XI века) в своей исторической книге подтверждает. Тот же Иосиф в первой книге повествует, что среди древних между всех живущих впервые от начала мира Сиф показал художество и соорудил механическими интрументами два столба, один кирпичный, а другой — каменный, для изображения на оных учения вещей небесных, так же и в земледелии ранее всех дети Сифовы упражняться начали. О начале архитектурной науки пишет Витрувий, что регулярная архитектура произошла от того столпа, о чём и Страбон в книге 7 «Географии» свидетельствует. Теми же Адамовыми детьми изобретено прядение льна и волны (овечьей шерсти) и тканье полотен и прочего механическими приготовлениями. От второго бытия людского первый изобретатель Ной по повелению Божественному для спасения всего рода человеческого и разных животных от потопа построил великий механический корабль, а после того поставил архитектурой весьма высокий каменный столб для спасения от второго потопа. Первое изображение письмен на скрижалях, посланных от Бога Моисею, так же и первое измышление печатания книг, по Калвизиеву счислоению 313 лет, прехитрым правилом механическим изобретены. Давид, святой пророк, первый изобрёл механические органы и арфы, и прочие музыкальные инструменты, о чём свидетельствует Иосиф. Первый изобретатель механических весов и мер Пифагор, о чём утверждает Диоген Лаэртский в книге 9, солнечных механических часов первым изобретателем был Анаксимин Милссийский в Лакедемонии, о чём Плиний в книге 2, в главе 75 повествует. Механического огненного оружия, пушек, мортир и прочего по свидетельству Диодорову в книге 6 изобретателем почитается Марс, который первый кованным оружием воинов вооружил. Витрувий пишет, что через колебание ветрами дерев от трения ветвей единой о другую (кн. 2) произведён первый механический огонь. Обелиски, столбы и лабиринтные храмы и прочие механические здания первый начал строит Кефрен, царь египетский, как о том древний историк Геродот свидетельствует. При нём цари, один другого славе завидуя, столбы в 80 локтей, а пирамиды в высоту 418 локтей поставляли, из который некоторые обелиски из Египта по повелению кесаря Гая (имеется в виду Гай Юлий Цезарь) с прочими перевезены чрез Средиземное море в Рим механическими приготовлениями и поставлены на пьедесталах. Впрочем, оные как в тогдашние времена, так и в нынешние для единого только удивления служили, а пользы, которую бы из того род человеческий иметь мог, ни малейшей в них не признавалось. Но непобедимый герой и пресветлый в России открыватель всех высоких наук Пётр Великий, не взирая на сии римские украшения бесплодных зданий, не превысокие их столпы, так же на чудные египетские обелиски, на великолепные их пирамиды, на приукрашенные лабиринты и на высокие театры, оставил бессмертную славу как высокому имени своему, так нам и всему после нас будущему потомству полезными промыслами об Отечестве. Ибо, будучи острым своим разумом от природы и Божественною силою просвещённым, испытал все глубоко сокровенные природы таинства и рачительным сердцем о пользах государственных желал видеть всё обновлённое, собирая отовсюду высокие науки и художества, учреждая и располагая всё к лучшему, заводя великие строения кораблей и пристаней, созидая вновь вокруг всей империи непреодолимые крепости, так же архитектурные удивительные здания, проводя издалека каналы с механическими шлюзными воротами для государственной коммерции, размножая во многих городах разные фабрики для прироста всего общества, не оставляя притом и прочих наук полезных. Словом сказать, не было, почитай, ни единого либо столь благородного упражнения, в коем бы не имел он глубочайшего знания, либо столь премудрого учения, которое бы острейший разум его превосходило. Особливо трудился в прелюбезной своей лаборатории токарного искусства, в которой многие машины с разными инструментами имеются, каковых не только в России, но нигде никогда не бывало, и труды его как при дворе, так и между военными делами безостановочно производились. Наивящую охоту, как уже я объявил, имел он к токарному художеству, прехитро вытачивал на машинах из слоновых костей разные позитуры, счастливые героические дела и победы, персональные портреты, исторические куншты (то есть изображения, произведения) и розовые овальные фигуры и собою поощрял нас, подданных своих, к любви и изысканию в высоких науках. Сверх сего, желая мирного благополучия и тишины, посылал собственноручные труды свои в европейские государства к союзным державам и прочим владетельным особам, которые в разных частях света и поныне в великое удивление поставляются и хранятся в казённых архивах, чему, очевидно, свидетель весь свет. Оная прелюбезная ему механическая лаборатория ещё при жизни его величества по высочайшему повелению препоручена в моё смотрение, как оная и поныне в императорской академии наук в Кунсткамеры палатах находится, где все премудрые машины токарного искусства и к тому принадлежащие механические инструменты, так же и прочие его мудрые и полезные штуки хранятся. Но не в единой только Кунсткамере, но и во святых храмах ясное зерцало любомудрия его имеем: многие, в дар всемогущему Богу и в возблагодарение за неизречённые Его щедроты и воспринятые от руки Его победы принесённые от его величества собственноручных трудов вещи. Итак, после многих трудов, данный человек, не столбов и обелисков и не прочих бесполезных вещей, но самых полезных на свете наук превыше всех древний кесарей и египетских царей изобретатель по необходимому пределу переселился из его мира в вечное блаженство, бессмертную и неугасимую славу из рода в род оставив. О! Сколь ясна в концах Вселенной гремящая слава подобного государя! Воистину живёт он и ныне невидимо между людьми, и жизнь его продолжится со славою, пока мир этот цел пребудет.
Часть 1.
Каким образом идеи механического искусства изображаемы быть могут.
править
Глава 1, в которой показывается вступление в механическую науку и двоякий способ понятия. править
1. Человеческое понятие двояким образом в мысли определяется: теорией и практикой, или самым опытом. Во-первых, теория учит, как надлежит делать справедливые механические демонстрации, выводить по правилам аккуратное число мелко трущих скрупулов, вычитать тягость равномерного перевеса, исследует точно движение тел, приводя под исчисление движимую силу и измеряя геометрическими правилами все линии движения точно.
2. Поскольку сверх вышеописанного теоретическое искусство требует весьма тонкого и быстрого ума, особливо когда замышляются прожекты, то при измышлениях и обретениях оных надлежит крайне стараться, дабы избежать напрасного труда и великого иждивения в произведении их самим делом.
3. Практика показывает совершенно на деле то, о чём мы, теорией доходя, понятие уже получили. Она производит в машинах движение и опытом самим теоретическую правду удостоверяет. Сюда принадлежат все механические проблемы, которые мы на деле моделями исследуем.
4. Теоретические прожекты в различных видах представляемы быть могут, которые мы, испытывая практикою, выбираем из оных способные члены и сочиняем часто из разных частей единый корпус. Того ради инструменты, употребляемые при экспериментальной практике весьма исправны быть должны, дабы в пропорциях и конструкциях ошибки избежать можно было.
5. Всю важную материю, о которой в механической науке рассуждается, составляет единая только сила, которая может быть скорой и тихой. Разность действа обоих оных сил по большей части в том состоит, что в случае равновесия центра на вертикальной линии тихость одной быстроту другой перемогает, и гораздо более оказать себя может та, нежели оная, только в уравнение их привести отнюдь невозможно. При сём примечать должно, — первое, что б механические инструменты на своих местах стояли неподвижно, второе, как одна сила на другую действует, и от плотного тиснения тяжкая фрикция происходит, которой нарочито уменьшается текущая сила.
6. Сила, опять-таки, двояко разделяется на мёртвую и живую. Сила мёртвая или неподвижная называется та, которая тягость в равновесии содержать может. Ежели такая мёртвая сила сыскана будет, и к оной хотя малое нечто прибавится, то она тотчас движение примет и переменится в противную движущуюся силу, называемую живой. Равновесие тогда достигается, когда сила и тяжесть машины в таком состоянии находятся, что одна другую не может привести в движение, так что в неподвижном состоянии обе содержатся. Вообще все машины разделяются на простые и сложные, из которых простых хотя и весьма не много, однако они во всех сложных применяются.
7. Машин, которые из простых слагаются, великое множество находится. За сложные надлежит почитать, например, всякие мельницы, от воздушной силы и гидравлические, помощью воды движение имеющие, и другие от разных сил действующие машины. Сие довольно усмотреть можно будет из последующих во второй части описаний, по которым явствует, что такие машины составляются из собрания некоторого числа простых машин, которые называются одинарными, то есть не сложными, машинами, а числом их только шесть (6) имеем.
Глава 2.
О том, что примечать надлежит о художественных делах, вообще в машинах употребляемых.
править
1. Для прямого употребления железных валов и прочих, к персональным машинам принадлежащих членов необходимо потребно знать в практической механике следующее, а именно: прежде начинают заваривать кругом железных сердечников, которые употребляют вдоль, параллельно внутри машинных валов. На тех же валах, близ первых концов, приделывают к ним восьмиугольные и пустые внутри выгнутые формы для постановления в оных токарных фигур. После сего вкладывают такие валы в токарную машину, в которой, укрепив железными винтами, просверливают насквозь отверстия и вставляют в это место медные втулки для употребления коловратных сил машинных, которые становят вертикально на остроконечные центры в токарную машину, и так те валы гладко оттачивают сверх их периферии, подставляя токарные резцы. Наконец, в той же машине мелкозернистым наждаком оные полируют и чистое лицо наводят.
2. Равным же почти образом и при овалистых машинах употребляемые валы делаются, исключая только сию отмену, что при первых концах сверху наваривают на них для лёгкости обращения стальные конусовидные наконечники, на которых затачивают крупные винты, а после того их для крепости закаливают. Так же и на других концах затачивают выпуклые конусы для постановления движимого баланса, которые в токарных машинах в пристойных местах обыкновенно утверждаемы бывают.
3. Манеры, каковыми надлежит делать солидные валы, потребные для движения токарных машин, представляются здесь в следующем порядке. Первые валы делаются восьмиугольными, а концы у них обливают крепким металлом, и при оных затачивают крупные и мелкие винты для присадки разных токарных фигур; вторые валы бывают шестиугольными для розовых фигур; третьи валы делаются пятиугольными для вытачивания внецентральных фигур; пятые валы круглые для затачивания разных винтов, у которых на задних концах медные формы поставлены, на коих нарезаны разные винты, и оные укрепляются в деревянных формах для движения вдоль параллельно.
4. Что надлежит до делания железных шпилей или веретён, то оные делаются подобно машинным валам, кроме одной только пропорции, потому что оная весьма тоньше бывает, нежели какая в делании машинных валов наблюдается. Сверх того у них близ концов затачивают круглые шейки, которыми вставляют их в металлические подушки, да к ним же привёртывают к некоторым концам зубчатые колёса и шестерни, а на иных шпилях становят на средине или при концах с треугольными пазами прорезные насквозь разной пропорции большие и малые колёса, которые закрепляют в пристойных местах крутоватыми винтами или так же и плоскими чеками. К прочим же шпилям коленчатые ключи круглыми рукоятями приделывают для машинного движения.
5. Колёса и шестерни состоят в разной пропорции, а куют в окружности оных плосковато и в середине вставляют крестообразные пяльца для способности и облегчения машинного действа. Сверх сего приделывают ещё вылитые против деревянных моделей медные колёса, которые сперва в железных тисках обтирают пилами, а потом, поставив в токарную машину, оттачивают токарными резцами кругом всей периферии, после чего полируют мелким наждаком. Наконец, должно как на колёсах, так и на всех шестернях насквозь прорезывать небольшим зазубренным колесцом, поставив в коловратную машину, а сие служит для лёгкости и поспешности в поворотах.
6. Железные инструментальные шурупы разных родов, а именно: первые делаются прорезыванием на поверхности оных крутоострых струй; вторые шурупы завинчивают вьюноватым винтом с плоскими пазами, третьи — бесконечные винты завивают кругом желобчатыми пазами. К оным приделывают так же шестерни с косвенными зубцами, для сильного и упругого машинного движения и действия.
7. Железные штативы или подручники делаются по разным образцам. Они имеют подобие труб, и заваривают их так же, как и машинные валы; а сила действа оных штативов состоит в том, что в них влагаются круглые цилиндры с зажимными клещами, с помощью которых укрепляют в руке токарные резцы проёмными насквозь ключами. К сим же станкам снизу приделывают параллельные планы с пронятыми насквозь пазами, в кои сверху винты проходят, на которые снизу навёртываются для закрепления бараночные гайки. К правой стороне в помянутых планах врезаны вниз прямо бесконечные винты с плоскими концами, которыми поднимают вверх круглые цилиндры, стоящие вертикально с разъёмными клещами, и таким способом как оные цилиндры, так и клещи на поверхности штативного горизонта свободно движутся во все стороны, а со сторон кожухов штативных запираются внутри острыми винтами. В клещах закладываются остроконечные резцы для точения разных соответствующих фигур. При сём что о сих штативах генерально здесь объявлено, то ж примечать надлежит и о других, исключая только некоторые отменные случаи.
8. Железные балансы, или шатающиеся параллельные рамы, в разных машинах приличным образом употребляемые, сплачивают в проёмные пазы и свёртывают винтами. Сверх того приделывают к ним разъёмные из меди вылитые подушки, которые просверливают насквозь, и потом вставляют в верхние балансовые концы в проёмные расщепы и в оных расщепах закрепляют зацепными ключами. Сии подушки одну с другою свёртывают крутоватыми винтами, какими машинные валы запираются. И так оные балансы или просто шатуны поставляются в проёмные тернеры по средине машинных пьедесталов, и в тех тернерах по обе стороны движимой центровой оси свёртывают плоскими винтами. Равным же почти образом и деревянные балансы делаются. Надлежит из разных брусков составить параллельную раму, которую потом завернуть в разрезные пазы железными винтами. С боков балансовых концов на поверхности оных поставлены плоские железные станины, в которые вложены металлические разъёмные подушки для постановки в них машинных валов: да на тех же балансах, в нижних, прямое положение имеющих, осях закреплены в концах железные кругловатые пяты остроконечными винтами, которые вставляют в медные запрудные подушки.
9. Стальные пружины делаются по разным образцам. Оные обыкновенно выковывают из чистой стали в длину параллельно и протягивают сквозь стальные валы, притом завивают их круто, наподобие спиральных линий около, кругом железного шпиля. Другого роду пружины, которые коленчатыми называются, выгибают парабольной линии, и потом оные с немалым искусством закаливают; причём надлежит всячески того остерегаться, дабы в тех пружинах слабости не было, от которой крайняя неспособность в упругом машинном движении происходит.
10. Для дела железных копров выковывают кривоватые копровые станины с квадратными окнами, в которые вставляют квадратные параллельные бруски и оные свёртывают винтами, так же и при нижних концах приделывают квадратные гайки, которыми привёртывают оные копры снизу кривоватым ключом к машинным пьедесталам. На поверхности копров с двух плосковатых сторон в имеющиеся проёмные параллельные пазы вкладывают упругие медные подушки с раскрепами, в которых вставляют с колёсами круглые шпили. Потом сквозь копры пронимают винты с плоскими концами до помянутых медных подушек для натуги ослабевших верёвок, кои нарочно употребляются для упругого машинного движения.
11. Искусство, как надлежит делать токарные резцы, свойственно пригодные к персональным машинам, состоит в следующем, а именно: делают их плосковатыми брусками и первые концы к левой стороне разрезывают острыми углами. Иные резцы бывают плосковатыми вдоль параллельно, и вытирают на них пилами острые концы, а употребляются оные к овалистым машинам и в других пристойных случаях.
12. Напоследок надлежит здесь упомянуть и о стальных пилах, которые делаются по разным образцам. Сперва оттачивают оные на крупных точилах, а после того зазубривают на них разные зубцы в особливой для того устроенной машине, о которой в своём месте показано будет, и закаливают в железных ящиках, пересыпая некотором секретом, а ящики притом вокруг смазывают микстурным составом и потом разжигают до известного градуса, и опускают в растворённый секрет, отчего все слесарные пилы остры бывают.
Глава 3.
О том, что надлежит примечать около литейного и столярного искусств.
править
1. В предыдущей главе изъяснили мы отчасти, как надлежит порядочно производить кузнечные работы в рассуждении машинных членов, таких как валы, колёса и прочее; теперь следует объявить, каким образом надлежит делать всякие модели для литья из металла разных к машинному действу потребных штук и фигур. Первые позитурные модели лепят из чистой глины, а прочие вырезают из дерева, вторые портретные модели и исторические куншты вылепляют из красного воска, третьи модели чеканят из тонкой меди, четвёртые деревянные модели вытачивают разными образами в токарных машинах, пятые модели делают с помощью столярного искусства.
2. Все вышеописанные модели сперва наформовывают микстурной глиной и по изъятии моделей укрепляют те глиняные формы железными связами, потом, что б оные весьма высушились, ставят против литейной печи, а когда эти формы надлежащим образом высохнут, то вливают в них растопленный металл и после того, их разъявши, вынимают вылитые фигуры, которые расчищают чеканным искусством, а некоторые оттачивают резцами в токарных машинах. Иные фигуры острыми пилами обтирают и в пристойных местах механическими инструментами просверливают окна. После сего разными составами их полируют и светлое лицо наводят.
3. Что касается до столярного искусства, то, во-первых, покажем, как делаются машинные пьедесталы. Приготовляются сперва квадратные бруски, из которых на одних сделать должно плоские шипы, а на других против тех шипов продолбить сквозные квадратные же пазы для проставления в них машинных станин. Потом для утверждения оных свёртывают железными винтами, проходящими в те станины, на которых вырезаны выпуклые кронштейны. Сии станины поставить должно вверх прямо по отвесу, а поверх того ватерпасного горизонта на оные наложить вдоль параллельные карнизные доски и привернуть купно с станинами в машинных пьедесталах железными винтами. После того начинают вырезать оборотные фигуры. По сему примеру таковые ж пьедесталы делаются и к токарным прочим машинам и для неподвижного стояния привинчивают их железными винтами.
4. При некоторых токарных машинах приделывают квадратные пилястры, так же круглые столбы, кои становят на машинные пьедесталы вертикально, и сверх капителей тех столбов прорезывают сквозь них проёмные уши, в середину которых вставляют железные шпили с выгибными перевесами и завёртывают винтами. В сём горизонтальном положении по той линии, которая больше к левой стороне склонна, на одном перевесном конце привешивают свинцовую гирю, которою бы тянуло оной вниз, а от другого конца перевеса протягивают тонкую закрученную верёвку сквозь пьедестал и, обернув оную в два ряда около машинного вала, зацепляют овалистым кляпом задвижную подножку для машинного движения.
5. Из крепких деревьев, например, из кизила или из пальмы, вытачивают разные, нужные к токарным машинам формы, в которых устанавливают костяные и прочие штуки и из оных вытачивают сосуды, коробки и другие, сим подобные вещи. Сии же самые деревья годны и к другим надобностям, а именно делают из них черенки к токарным резцам, к пилам огранённые рукоятки, так же круглые киянки, или деревянные молотки, которые служат для заколачивания разных фигур в формы, кои укрепляются в токарных машинах, так же и для долбления проёмных пазов в столярном искусстве, дабы у долот черенки не так скоро, как бы из другого слабого дерева, разбивались.
6. Обращательные большие колёса для движения машин учреждаются так, что к оным притачивают центровые ступицы, а в ступицы вставляют кругом круглые спицы, которые прямо в колёсный обод укрепляют, и с обеих сторон свёртывают железными винтами. Потом сверх периферии протачивают на них треугольные пазы, в которые вкладывают строщенные верёвки и оными зацепляют за машинные круги. К сим же колёсам приделывают ещё центровые железные оси, а вставляют их в середину колёсных ступиц с коленчатыми ключами, приправленными к разъёмным станинам.
Часть 2.
О позитурных и персональных машинах.
править
Глава 1.
О позитурной машине первого рода.
править
1. Приступаем ко второй части, в которой о механических конструкциях и движениях единственно рассуждать будем, то есть о тех членах, кои в прежней части истолкованы были, совокупленных в машинах, вообразим их союз и действо.
2. Вся конструкция описываемой здесь позитурной машины утверждается на горизонтальной поверхности машинного пьедестала, укреплена в проёмных пазах вертикально, а с нижней стороны в пристойных местах завёртывают забинтованные гайки кривоватым ключом для укрепления машинных членов.
3. Самое первоначальное действо позитурной машины зависит от коленчатого ключа А, привёрнутого с левой стороны большого зубчатого колеса В, обще с шестернёю к круглому шпилю С, который положен горизонтально в разъёмные подушки в проёмной параллельной скобе D. От помянутого коленчатого ключа движимою шестернёй поворачивает к левой стороне оное большое колесо В, и от обращения того колеса с правой стороны движется другая шестерня, поставленная на круглом шпиле Е с бесконечным винтом, который приводит в движение третью шестерню с бесконечным винтом. От оного винта движется другое небольшое колесо F с привёрнутым шпилем G, на котором поставлены две движимые шестерни. Из сих одною ближайшею обращается подобное малое колесо H, которое прикреплено к параллельному винту, проходящему прямо вдоль между тремя параллельными пьедесталами I, I, I, сквозь маленькие пьедестальцы N и N, движимые в проёмных пазах от одного конца до другого, а закрепляются оные разъёмными тисочками за объявленный параллельный винт.
4. Что касается до движимого машинного вала О, то при первом оного конце прикреплено проёмное колесо P, с позитурным патроном, а положен оный вал горизонтально в верхних концах железных станин в разъёмные металлические подушки. Сии станины привинчены к деревянному балансу Q, который поставлен на нижней линии R, в середине машинного пьедестала, и с обоих концов привёрнут в центровые оси плоскими винтами.
5. На вышеупомянутых двух движимых пьедестальцах (каретках копировального и резцового суппортов, см. 1 наст главы) в имеющиеся квадратные окна, в первое вставлено маленькое колёсико против позитурного патрона, который оное обтекает спиральною или улиточною линией, а во второе вставлен остроконечный резец против костяной фигуры S, который вырезыванием изображает оригинальную позитуру. В центре оной фигуры прямо проведён от концов железных станин горизонтально сквозь проёмные подушки остроконечный шпиль Т, на котором всё утверждается. По левую сторону помянутого позитурного патрона поставлены против станин две закрученные пружины V и V, кои приводят в движение машинные члены для позитурного воображения.
6. Проёмный копёр X поставлен вертикально на пьедестал по обе стороны машинной конструкции. В оном на горизонтальной линии в металлические подушки вложен параллельный шпиль Y (J), с двумя обращающимися колёсами, который вверх поднимается двумя плоскими, пронятыми сквозь оный копёр винтами для натягивания верёвок, наложенных на четыре колеса в треугольные пазы крестообразно. Итак, вся механическая конструкция от помянутого ключа с помощью сих верёвок производит исправно своё движение и действо.
Кинематическая схема токарно-копировального станка.
1 — рукоятка для привода; 2 — шестерня; 3 — зубчатое колесо; 4—5 и 6—7 — шкивы с передачей круглым ремнем; 8 — латунный копир; 9 — деревянная заготовка; 10 — торцовая шестерня, приводимая в действие зубчатым колесом 3, подобно цевочному зацеплению; 11 — червяк; 12— червячное колесо; 13 — червяк; 14 — червячное колесо; 15 — 16 — шестерни; 17—18 — продольный ходовой винт с разными шагами его частей; 19 — копировальный суппорт с пальцем-щупом, перемещаемый ходовым винтом при помощи маточной гайки; 20 — резцовый суппорт с резцом; 21 — заводные часовые пружины, прижимающие копир 8 к пальцу-щупу для вырезывания резцом 20 соответствующего места заготовки.
Кинематическая схема позитурной машины первого рода.
1— приводная рукоятка; 2 — шкив; 3, 4, 5, 6 — червячные передачи; 7 и 8 — зубчатые колеса; 9 — направляющие (ходовой винт с двумя нарезками: в левой части — с большим шагом для перемещения копировального пальца-щупа, в правой части — с меньшим шагом для перемещения резца); 10 — суппорты (слева — копировальный, справа — резцовый); 11 — шкив; 12 — резец; 13 — пружины, воздействующие на траверс; 14 — вал.
Кинематическая схема токарно-копировального станка 1718—1729 гг.:
1 и 2— двойной червячный редуктор; 3—6 — вал и шестерни; 7— ходовой винт; 8 и 9 — опоры-подшипники; 10 и 11— направляющие; 12 — каретка копировального суппорта; 13 — держатель; 14 — закрепляющий винт; 15 — палец-щуп; 16 — латунный копир; 17 и 18 — направляющие; 19 — каретка резцового суппорта; 20 — держатель; 21 — закрепляющий винт; 22 — резец; 23 — заготовка, зажатая в патроне шпинделя или подпертая пинолем, вращающимся в подшипниках задней бабки 24,
Глава 2.
О персональной машине второго рода.
править
1. Сложная конструкция сей полезной машины содержится штативом машинного пьедестала, на который оная опирается всеми своими членами, стоящими вертикально, из коих некоторые положены вдоль по параллельной линии в разъёмные подушки и привёрнуты к оному пьедесталу винтами.
2. Первое движение, коим производится действие самой машины, происходит, как и в прежней машине, от коленчатого ключа А, к которому прикреплена зубчатая шестерня. Оная оборачивает большое зубчатое колесо В, стоящее в проёмном пазу, которое обращает маленькое колесо С купно в утверждённою на самом верху проёмного коприка шестернёю. Сею поворачивают второе зубчатое колесо D, привёрнутое к концу лежащего шпиля в разъёмных подушках с бесконечным винтом Е, коим обращается лежащее зубчатое колёсико F. К сему колёсику прикреплён вертикальный шпиль с бесконечным же винтом, и все они купно со оным находятся в средине треугольного копра. Оный винт обращает зубчатое колесо G с противолежащим горизонтальным шпилем, который утверждён обоими концами в штативные разъёмные подушки.
3. Машинный вал Н, в конце которого прикреплено большое проёмное колесо I с персональным металлическим патроном, а посредине поставлены плоские патроны с вырезанными резными фигурами, положен обоими концами в разъёмные металлические подушки, имеющиеся сверх побочных штативов, утверждённых на деревянном балансе К. Оный шатает повешенная гиря L, а привинчен он на нижней линии M на центровых осях. Для движения объявленного машинного вала вдоль параллельно напротив персонального патрона прикреплена прямо к движимому балансу коленчатая пружина N, сообщающая силу к тому параллельному движению. По обе стороны вала поставлены два неподвижных металлических пьедестала О и О, и во оных в треугольных пазах движутся два же маленьких пьедестальца Р и Р, из которых в одном против центра персонального патрона утверждено маленькое колёсико, а в другом против костяной фигуры привёрнут остроконечный резец. За те пьедестальцы зацеплены концы помянутого горизонтального шпиля (см. № 2 наст. главы). Сверх того при сём же валу с правой руки в проёмном сквозь металлический коприк пазу вставлен аккуратно маленький каточек R, который со стороны против стоящих плоских патронов привёрнут шурпупом для движения оных.
4. Вся вышеописанная машинная конструкция находится посредине проёмного вертикально стоящего копра, в котором утверждён параллельный шпиль S, с двумя прикреплёнными к нему колёсами. На оные сверх периферии наложены крестообразно верёвки, которыми поворачивает кругом машинный вал купно с валовым колесом и персональным патроном, причём вокруг оного против самого центра обтекает маленькое, поставленное в движимом пьедестальце колёсико, а на другой стороне в таком же пьедестальце укреплённый остроконечный резец изображает на кости оборотные портреты и прочие фигуры. Таким способом сия персональная машина надлежащее действо производит.
Кинематическая схема токарно-копировального медальерного станка — «персональной машины второго рода»:
1 — приводная рукоятка; 2, 3 и 4 — зубчатые колеса; 5, 6 и 7 — червячные передачи; 8 — шпиндель; 9 — шкив с укрепленным на нем копиром; на противоположном конце шпинделя укреплена заготовка; 10 — подшипники; 11 — плоская пружина; 12 — направляющие; 13 — суппорты (слева — копировальный, справа — резцовый); 14 — распределительный вал со шкивами разного диаметра; 15 — вал.
Глава 3.
О персональной машине третьего рода.
править
1. Конструкция сей машины от предписанных весьма отлична. Впрочем, оная, как и обыкновенно у всех других машин, содержится на поверхности машинного пьедестала и в пристойных местах утверждена плоскими винтами, о чём явствует из следующего описания.
2. Сила движения всей механической конструкции заключается в одном ключевом шпиле А. Оный положен в разъёмные подушки параллельно, а по конец прикреплена к нему шестерня, которая своим движением обращает периферию зубчатого колеса В. По левую сторону зацепляется зубцами оного колеса и противное ему движение совершает находящееся на особом шпиле с бесконечным винтом колёсико С. Ниже того винта положен в металлические подушки другой параллельный шпиль D с таким же винтом, достигающим до самого стоящего копра лежащего колеса Е, которое закреплено на вертикальном шпиле так же с бесконечным винтом и обращает противостоящее колесо F. Оное утверждено на самой средине шпиля, положенного горизонтально в штативные металлические подушки. От концов сего шпиля пронятые чрез имеющиеся блочки цепочки G и G протянуты к движимым в больших металлических пьедесталах маленьким пьедестальцам Н и Н, в коих вставлены в одном колесо, а в другом остроконечный резец. Сии пьедестальцы совершают движение против машинного вала к правой стороне параллельно.
3. Вал I в сей машине положен в разъёмные подушки на стоящие станины K. K. и в оных замкнут плоскими винтами. На правой стороне близ первой станины привёрнута винтом закрученная пружина L, которая разъёмным концом движет во все стороны оный машинный вал вдоль параллельно. На первом от левой руки оного конце прикреплено большое колесо M с персональным патроном, а на другом к правой руке вставлена костяная фигура.
4. Окрестное положение вертикального копра N утверждено на машинном пьедестале, а на поверхности оного в проёмных пазах в имеющиеся металлические подушки вставлен параллельный шпиль O с винтами и двумя колёсами P1 и P2, на которые наложены кругом периферии в треугольные пазы две закруглённые верёвки Q1 и Q2 крестообразно и внизу обёрнуты чрез два же колеса BB. И тако помощью сих верёвок машинная конструкция в движение приходит, коим производит желаемое действо, изображая личные портреты и прочие фигуры.
Глава 4.
О персональной машине четвёртого рода.
править
1. Сия четвёртая персональная машина сложением конструкции гораздо проще и отличнее от тех, кои прежде описаны. При сём ведать должно, что оная принадлежит токмо к овалистым персональным фигурам, а конструкция, которая утверждена на пьедестале вертикально в проёмных пазах плоскими винтами, каким образом все члены союз между собою имеют, следует ниже сего.
2. Во-первых, двумя шестернями, укреплёнными на ключевом шпиле A, обращаются два колеса, одною с правой стороны валовое колесо B, другою с левой малое колесо C. Оное обращает другое колесцо B с бесконечным винтом, от которого движение совершает союзная шестерня, прикреплённая к концу параллельного шпиля E. По другой конец сего шпиля бесконечным же винтом обращается в параллельном положении лежащее колесцо F, от которого паки бесконечным винтом обращается колесцо G, купно горизонтальным шпилем H. Чрез помещённые на обоих оного концах блочки обёрнуты цепочки II и зацеплены концами к маленьким пьедестальцам K. K., движимым в больших металлических пьедесталах.
3. Обращательный вал L положен в металлические подушки на концах железного баланса M, привёрнутого в шарнирах на нижнем фундаменте. На сём валу укреплённый набор, а именно: к левой стороне большое зубчатое колесо B с персональным патроном, кругом которого обтекает маленькое пьедестальцевое колесцо, а посреди штучные плоские патроны, движимые каточком, вставленным в проёмном пазу сквозь металлический коприк, общим движением всей машинной конструкции чрез помянутое пьедестальцевое колесцо и чрез остроконечный пьедестальный же резец даёт нам изображаемые портреты на овалистых фигурах. Прочие случаи, кои, кроме предписанных, способствуют к произведению сего действа, описаны во второй главе.
Глава 5.
О фигурной машине особливой инвенции.
править
1. Сия машина так же, как и прочие, состоит из разных членов, а конструкция оной укреплена на машинном пьедестале, так что иные машинные части стоят вертикальное, другие положены вдоль параллельно и привёрнуты винтами.
2. Коленчатый ключ А с привернутым шпилем B, на котором укреплены две шестерни, почитается за первое начало всему общему движению машинных составов. Когда сим ключом помянутый шпиль B обще с шестернями обращается, то оными поворачивает два зубчатых колеса С и D. Первое, C, прикреплено к концу машинного вала, другое, D, поставлено к левой стороне в железном штативе и сообщает движение союзной шестерне с бесконечным винтом E, коим движет другую шестерню, так же с бесконечным винтом F. Сей винт обращает в копре G параллельно лежащее колёсико H, в средине стоят вертикально бесконечный винт, который движет укреплённое на параллельном шпиле колесцо I. На концах того шпиля имеются блочки, на которые наложены три звеньевые цепи K, K, K и протянуты к маленьким пьедестальцам, движимым в близости с боков в трёх больших металлических пьедесталах L, L, L. В двух пьедестальцах обоюду вставлены в проёмные окна два маленьких колёсика, а в третьем остроконечный резец для точения из твёрдых тел выпуклых фигур.
3. Вал M положен обоими концами в металлические подушки сверх железных станин N, N, стоящих на шатающемся балансе O, который укреплён на нижнем фундаменте P на центровых осях. На сём валу утверждено зубчатое колесо C с выпуклым патроном, а прижимается оный со всем набором к маленькому пьедестальцевому колёсику от крутозавёрнутой пружины Q, привинченной к проёмному концу G, который поставлен влево коленчатыми лапами на машинном пьедестале, и снизу сквозь квадратные окна к параллельной доске привёрнут коленчатым ключом. Сверх сего в металлических подушках к балансу прикреплена параллельная скоба для запору балансовых станин, между которыми на движимом валу поставлены две механические фигуры, то есть выпуклый патрон и костяная штука. По одну сторону маленькое колёсико в движимом пьедестальце обтекает периферию помянутого патрона, а по другую — остроконечный резец из костяной штуки вырезает выпуклые фигуры.
4. О шатающемся железном балансе O примечать должно, что оный сделан наподобие продолговатой параллельной рамы, которая квадратными концами на обе стороны вставлена в проёмные пазы. Сквозь оные поставлен пятами в металлические подушки, в которых привёрнут винтами, на которые вдоль наложены гранённые гайки и завёрнуты ключом. По вышеописанному порядку производится здесь всё действо, касающееся до токарного искусства выпуклых фигур.
Кинематическая схема токарно-копировального станка для фасонной обточки продолговатых деталей с выпуклыми орнаментами на боковой поверхности:
1 — приводная рукоятка; 2 — вал с зубчатыми колесами; 3 — зубчатые колеса; 4 — 7 — три червячные передачи; 8 — шкивы с шарнирными цепями; 9 --суппорты (слева — два копирных, справа — резцовый); 10 — пружина.
1755 г.
Источники текста: Нартов А. К., «Ясное зрелище машин, или Theatrum machinarum», 1755 г. — 104 л.
Дружинский И. А., Федосеева Е. П. «„Театрум махинарум“ А. К. Нартова»: [Описание рукописи]: К 200-летию со дня смерти А. К. Нартова — автора первого русского труда о станках. Л. Б. и., 1956 г.
Данилевский В. В. «Нартов А. К. и „Ясное зрелище машин“» / Под ред. проф. А. С. Бриткина. М., Л., «Машгиз», 1958 г. С. 106—169.