Мюль-машина

Мюль-машина — это тип прядильной машины периодического действия, предназначенный для выработки тонкой и равномерной пряжи из хлопка, шерсти и других волокон. В отличие от ватерных машин непрерывного цикла, мюль-машина совмещает в себе процессы вытягивания, кручения и наматывания пряжи, осуществляя их последовательно на подвижной каретке. Изобретение мюль-машины в конце XVIII века стало одним из ключевых этапов промышленной революции, позволив механизировать производство высококачественной пряжи, ранее доступной только ручным прядением.

История

Предпосылки создания

К середине XVIII века в Великобритании существовало два основных типа механических прядильных машин: машина «Дженни» Джеймса Харгривса (около 1764 года), которая вырабатывала тонкую, но непрочную пряжу, и ватерная машина Ричарда Аркрайта (1769 год), дававшая прочную, но грубую нить. Оба устройства имели существенные недостатки: первая не могла создавать достаточно кручёную пряжу, вторая — слишком толстую и жёсткую для основы тонких тканей.

Изобретение Сэмюэла Кромптона

В 1779 году английский изобретатель-самоучка Сэмюэл Кромптон (Samuel Crompton) в городе Болтон (графство Ланкашир) создал гибридную машину, объединившую принципы работы «Дженни» и ватерной машины. Устройство получило название «мюль» (от англ. mule — мул, гибрид лошади и осла), так как сочетал в себе черты обоих предшественников. Первая мюль-машина была полностью деревянной, имела ручной привод и позволяла одному прядильщику обслуживать до 100 веретён.

Совершенствование и промышленное внедрение

Первоначально Кромптон не патентовал своё изобретение, что привело к быстрому копированию конструкции. К 1790-м годам мюль-машины начали устанавливаться на фабриках в Ланкашире и Йоркшире. В 1825 году британский инженер Ричард Робертс (Richard Roberts) разработал самодействующую (автоматическую) мюль-машину, которая устранила необходимость в ручном управлении движением каретки. Это нововведение резко повысило производительность и качество пряжи. К середине XIX века мюль-машины стали основным оборудованием хлопкопрядильных фабрик в Великобритании, США, а затем и в других странах, включая Российскую империю.

Устройство и принцип действия

Основные узлы

Мюль-машина состоит из следующих ключевых частей:

• Станина — неподвижная рама, на которой закреплены все механизмы.
• Вытяжной прибор — система валиков (питающих, вытяжных и выпускных), осуществляющих вытягивание ровницы до требуемой толщины.
• Каретка — подвижная тележка, на которой установлены веретёна. Каретка может перемещаться вперёд и назад по рельсам станины.
• Веретёна — вращающиеся шпиндели, на которые наматывается готовая пряжа. Количество веретён на одной машине может достигать нескольких сотен (до 1000–1200 на поздних моделях).
• Ровничная рамка — устройство для подачи ровницы (полуфабриката) в вытяжной прибор.
• Механизм кручения и намотки — система, обеспечивающая вращение веретён и перемещение каретки в заданном ритме.

Цикл работы

Работа мюль-машины состоит из двух повторяющихся фаз, образующих полный цикл:

1. Фаза вытягивания и кручения (ход каретки назад): Каретка отъезжает от вытяжного прибора. В это время вытяжной прибор подаёт ровницу, которая вытягивается до нужной толщины. Одновременно веретёна вращаются, скручивая вытянутую ленту в пряжу. Длина хода каретки определяет длину нарабатываемого отрезка пряжи (обычно от 1 до 2 метров).

1. Фаза намотки (ход каретки вперёд): Вращение веретён замедляется или прекращается, каретка возвращается к вытяжному прибору. В это время происходит наматывание скрученной пряжи на початок (шпулю) на веретене. Специальный механизм (например, цепной или кулачковый) обеспечивает распределение нити по длине початка.

Преимущества и недостатки конструкции

• Преимущества: Высокая равномерность и тонкость пряжи (до 100–200 текс и тоньше), возможность получения очень мягкой и пушистой нити (за счёт малого кручения), пригодность для выработки пряжи из коротких волокон (например, тонкорунной шерсти).
• Недостатки: Периодичность работы (цикличность) снижает производительность по сравнению с непрерывными машинами; сложность конструкции и обслуживания; высокий уровень шума и вибрации; необходимость квалифицированного персонала для наладки.

Классификация

По типу привода

• Ручные (мускульные) — ранние модели, приводимые в движение прядильщиком.
• Механические (паровые, водяные) — использовались на фабриках с центральным приводом от паровой машины или водяного колеса.
• Электрические — появились в конце XIX — начале XX века, оснащались индивидуальными электродвигателями.

По степени автоматизации

• Простые (ручные) — каретка перемещается вручную, намотка контролируется прядильщиком.
• Самодействующие (автоматические) — все движения каретки и механизма намотки выполняются автоматически за счёт кулачков, рычагов и пневматических или гидравлических систем. Первая автоматическая мюль-машина была создана Ричардом Робертсом в 1825 году.

По назначению

• Хлопковые — для прядения хлопка.
• Шерстяные — для прядения шерсти (в том числе тонкой и грубой).
• Льняные — для прядения льна (использовались реже из-за особенностей волокна).
• Смесовые — для переработки смесей различных волокон.

Применение и значение

В текстильной промышленности

Мюль-машины были основным оборудованием для выработки тонкой пряжи (особенно для основы тканей) вплоть до середины XX века. Они позволяли получать нить, по качеству сопоставимую с ручной пряжей, но с гораздо большей скоростью. В шерстяной промышленности мюль-машины применялись для прядения камвольной и аппаратной пряжи. В хлопкопрядильном производстве они использовались для выработки пряжи высокой номерности (тонкой).

Вытеснение кольцевыми машинами

Начиная с 1830-х годов, мюль-машины стали постепенно вытесняться кольцевыми прядильными машинами (изобретены в 1828 году Торпом и Дженксом в США). Кольцевые машины работали непрерывно, были проще в обслуживании и занимали меньше места. Однако мюль-машины сохраняли преимущество в качестве пряжи (особенно для тонких тканей) и продолжали использоваться до 1970-х годов. В настоящее время мюль-машины почти полностью вытеснены кольцевыми и роторными (пневмомеханическими) машинами.

В России

В Российской империи мюль-машины начали внедряться в первой половине XIX века. Крупные текстильные фабрики (например, в Иваново-Вознесенске, Москве, Санкт-Петербурге) оснащались импортными машинами британского производства. В советский период мюль-машины выпускались на заводах текстильного машиностроения (например, на заводе «Текстильмаш» в Иванове). К концу XX века их производство было свёрнуто.

Интересные факты

• Название «мюль» (мул) отражает гибридное происхождение машины: от «Дженни» она унаследовала подвижную каретку, от ватерной машины — вытяжной прибор и веретёна.
• Сэмюэл Кромптон, изобретатель мюль-машины, не получил значительной финансовой выгоды от своего изобретения. В 1812 году британский парламент выделил ему единовременную премию в размере 5000 фунтов стерлингов, что было значительно меньше доходов фабрикантов, использовавших его машины.
• В некоторых регионах (например, в Индии и Пакистане) мюль-машины кустарного производства продолжали использоваться в мелких мастерских до начала XXI века для выработки традиционной пряжи.
• Максимальная производительность одной мюль-машины (с 1000 веретён) составляла около 10–15 кг пряжи в час, что значительно уступает современным кольцевым машинам (до 50–100 кг/ч).

Критика и ограничения

Основным недостатком мюль-машины является её низкая производительность из-за цикличности работы. Кроме того, машина требует высокой квалификации обслуживающего персонала (прядильщиков), так как даже на автоматических моделях необходимо контролировать процесс намотки и обрывы нити. Высокий уровень шума (до 100 дБ) и вибрация создавали неблагоприятные условия труда на фабриках XIX века. В современных условиях мюль-машины считаются устаревшими и неэффективными для массового производства, однако они сохраняют ценность для выработки эксклюзивной пряжи (например, для исторических реконструкций или дорогих тканей).

Источники

• Маркс К. Капитал. Том 1. Глава 13 «Машины и крупная промышленность» (раздел о прядильных машинах).
• Черняк А. С. История техники. — М.: Машиностроение, 1965.
• Берг Л. История великих изобретений. — СПб.: Политехника, 2001.
• Jenkins D. T. The Textile Industries. — Oxford: Oxford University Press, 1997.
• Chapman S. D. The Cotton Industry in the Industrial Revolution. — London: Macmillan, 1972.