Самопрялка

Рассказ о технологической революции в текстильном производстве обычно начинают с прялки Дженни. Но для попаданца будут интересны и более ранние изобретения.

Изготовление ткани — процесс довольно сложный, но нас в первую очередь будет интересовать прядение. Лучший способ понять суть проблемы — просто взять комочек ваты и начать вытягивать из него несколько волокон, одновременно скручивая их пальцами. При аккуратной работе волокна свернутся в достаточно прочную нить, причем вытягивание волокон будет постепенно увлекать за собой новые и новые кусочки ваты.

Возьмем обычную двуспальную простыню — 215*175 см, 80 нитей на дюйм, одно кручение нити на мм длины. Итого нам надо заготовить 25 километров нити и закрутить ее примерно 25 миллионов раз.

Типичная скорость ручного сучения нити — примерно 40 см/минуту. Только на получение нити для простыни у нас уйдет 130 рабочих дней…

Возьмем небольшой волчок с крючком. Зацепим нашу нить крючком, закрутим волчок и начнем вытягивать волокна. Потом отцепим нить, намотаем полученную нить на волчок, начнем все сначала. Мы изобрели веретено и примерно утроили нашу производительность — теперь мы можем рассчитывать на метр нити в минуту.

Теперь мы можем рассчитывать на примерно один квадратный ярд (0.8 м^2) за сотню часов работы! 80-85% из них уйдет на прядение.

Если мы хотим изготовить одну смену античной одежды в год на семью из 6 человек (примерно 22 м^2) то один из членов семьи должен заниматься этим почти 8 часов в день, круглый год. Учитывая что занимаются этим женщины и у них хватает и других забот, обычной семье надо трудиться изо всех сил что бы обеспечить даже одну смену одежды в год.

Сейчас ручная вышивка — роскошь. Но с веретеном и вертикальным ткацким станком затраты на получение ткани настолько велики, что украшение одежды вышивкой почти не меняет ее цены…

Давайте попробуем усовершенствовать процес. Имеем три основные операции: вытягивание волокон, закрутка нити и намотка. Если попросить человека придумать механизм который будет одновременно закручивать и наматывать нить, то большинство представят что-то вроде катушки вращающейся вокруг двух осей.

На деле мы можем обойтись гораздо более простым устройством.

Малое колесо вращает палочку. Если нить соскальзывает с конца палочки, то она закручивается, если нет, то она наматывается на палочку (видео аналогичного процесса на прялке Дженни).

Большое колесо и малое связаны приводным шнуром/ремнем. Один оборот большого колеса приводит к множеству оборотов малого. Большое колесо натягивает приводной шнур при помощи других шнуров. Это позволяет регулировать натяжение без перемещения колес (в более поздних вариантах для регулировки натяжения начнет использоваться деревянный винт, меняющий расстояние между колесами).

Мы только что изобрели простейшую самопрялку (Индия 500-1000 г нэ, Европа — 13 век) и удвоили производительность! К сожалению, одна рука пряхи теперь занята колесом, и одной оставшейся рукой она может формировать лишь слабую, эластичную нить, пригодную лишь для утка (горизонтальные нити на рисунке).

Добавим ножной привод и освободим вторую руку — теперь можно работать еще быстрее и получать более прочную нить.

Сделаем процес закручивания и намотки непрерывным. Пропустим нить через дыру в оси и добавим небольшую U-образную деталь — рогульку (крючки позволяют регулировать место намотки нити, цепляя нить за разные крючки мы можем равномерно распределить ее по катушке).

Теперь, если катушка и рогулька двигаются с разными скоростями, то нить будет одновременно наматываться и закручиваться. Можно просто крутить их двумя ремнями от большого колеса, катушка и рогулька будут иметь ролики чуть различающегося диаметра — это обеспечит движение с разной скоростью.

Проблема в том что чем больше нити мы наматываем на катушку, тем больше нити она будет захватывать с каждым оборотом. Степень закрутки нити будет падать! Опытная пряха может ослабить ремни и добиться проскальзывания ремня на ролике, замедлив намотку, но на обычно предпочитают систему попроще. Катушка не сидит на валу плотно, а проскальзывает. Ее движение можно притормаживать другим шнуром, регулируя разность скоростей между рогулькой и катушкой.

Готово! Мы получили самопрялку и учетверили производительность пряхи по сравнению с ручным веретеном (1 м/мин -> 4.3 м/мин). В Англии это привело к увеличению производства ткани на душу населения в 5 раз (с 14 по 15 век)! Теперь уже и простой человек при некотором усилии мог позволить менять одежду чаще чем раз год, а поскольку бумага изготовлялась из отслужившего свое тряпья, самопрялка способствовала расцвету книгопечатания.

Впрочем, веретено не вымерло окончательно — его можно было носить с собой, присматривая за детьми и животными, стоило оно дешевле, а при изготовлении особо тонкой нити разница в скорости между самопрялкой и веретеном минимальна.

Источник: Попаданцев.Нет