Автор работы: Пользователь скрыл имя, 09 Октября 2012 в 18:51, реферат
Пожалуй, ничто из явлений, окружающих человека на рубеже XX века, не вызывает такого противоречивого к себе отношения, как техника. Эту противоречивость люди заметили сравнительно недавно. До второй мировой войны судьбы техники волновали больше художников и поэтов, чем философов и социологов.
по предписанию управителей алтайских заводов Ирмана и Миллера, ползуновская машина была уничтожена. Это они издали в 1779 году чудовищный указ: "...огнедействующую махину... разобрать; находящуюся при оной фабрику разломать и лес употребить на что годен будет". Это они расхитили ползуновский двигатель, оставив на месте его развалины, сохранившие народное название "Ползуновское пепелище".
Но память о Ползунове не могла быть вытравлена из сердца русских людей. Имя его должно быть поставлено рядом с именем известного английского изобретателя паровой машины Джемса Уатта, открывшего широкую дорогу её промышленному применению.
Спустя десятки лет после смерти Ползунова старожилы - алтайцы передавали предание о человеке, постигшем тайну огненной силы и стремившемся с помощью могучей машины облегчить труд своих соотечественников.
Советские исследователи восстановили иторическую правду о Ползунове.
Паровая машина Ползунова
В апреле 1763 г. И.И. Ползунов подал начальнику Колывано-Воскресенских заводов А.И. Порошину докладную записку и приложенный к ней проект огнедействующей машины. При разработке проекта он учитывал опыт зарубежных изобретателей. Ими для привода воздуходувных мехов (перед Ползуновым стояла та же задача) была разработана парогидравлическая установка, объединяющая паровой водоподъёмник прерывного действия и водяное колесо, передававшее потребителю работу непрерывно. Работа через кривошипно-шатунный механизм и балансир передавалась с помощью тяг «сухим валам», а от них воздуходувным мехам.
Возникает вопрос: нужно ли было непрерывное вращение колеса? Нет, не нужно, поскольку непосредственно от вала колеса вращательное движение кривошипно-шатунным механизмом преобразовывалось в возвратно-качательное движение балансира. Следовательно, перед Ползуновым встала задача создания двигателя, обеспечивающего непрерывное качательное движение вала. Задача была решена суммированной работой двух цилиндров на общий вал.
По проекту Ползунова поршень под действием атмосферного давления отдавал механическую работу валу и одновременно поднимал другой поршень. При опускании второго поршня происходило обратное распределение работы. Вал, получавший работу непрерывно от двух цилиндров и совершавший качательные движения, через систему приводов передавал работу воздуходувным мехам. Отказ Ползунова от колеса значительно упростил конструкцию двигателя и более чем вдвое увеличил его экономичность.
При подготовке проектов Ползунов уделял исключительное внимание их научно-техническому обоснованию. «Действие огненных машин,– отмечал он,– должно более примечаниями и опытом, нежели в тягостях механическими, а в фигурах геометрическими доводами утверждать и доказывать,.. потому как теория, а особливо в воздушных и огненных делах, бывает много слабее практики, потому, как сила воздушного знания поныне не далеко найдена и при том ещё будучи великой тьмой закрыта».
Понимание Ползуновым важности теоретического знания в вопросе строительства паровой машины является отражением его исключительной тяги к образованию и науке. «А желаю же по силе тем наукам обучатца,– писал в 1750 г. Ползунов,– дабы я, за полагаемыми на меня другими должностями, в знании оных наук против своей братии не мог понесть обиды».
Хотя Ползунов и происходил из простого люда (он родился в 1728 г. в семье солдата), он тем не менее с раннего детства был приставлен к обучению. Сначала он закончил словесную школу, а затем по результатам успеваемости был переведён в арифметическую. В дальнейшем он прошёл хорошее производственное обучение на заводах, рудниках и приисках.
Но главным источником знаний в юношеском и зрелом возрасте было самообразование. Он проштудировал опубликованные к тому времени труды Белидора, Леупольда, Тривальда, Шлаттера, содержавшие сведения о различных паровых установках. Соединение хорошей теоретической подготовленности и большого производственного опыта предопределило успешный исход не только разработки, но и реализации проекта.
Строительство паровой машины началось весной 1764 г., а уже в декабре 1765 г. установка успешно прошла пробные испытания. Летом 1766 г. после ряда доводок машина была введена в эксплуатацию. Ползунову, однако, не суждено было увидеть любимое детище в работе. От чрезмерного перенапряжения, усталости и упадка сил он заболел скоротечной чахоткой и, как писал лекарь Я. Кизинг, «…сего мая 16-го числа по-полудни в 6-м часу… волею Божьей умре». Машина работала более месяца, а точнее 43 дня, после чего в котле начали проявляться неисправности из-за которых она была остановлена. В дальнейшем установка уже никогда не подвергалась ремонту и переделке и не вводилась в эксплуатацию.
Двигатель Ползунова приводил в действие машины, непрерывно потреблявшие энергию. Следовательно, была решена основная проблема непрерывной отдачи работы двигателем. Машина позволяла выбирать направление движения орудия, варьировать размах и усилие за счёт подбора диаметров передающих шкивов. Широкие возможности установки полностью решали производственные проблемы уральской и сибирской промышленности. Таким образом, двигатель Ползунова, несомненно, был универсальным, но универсальность эта имела территориально-государственную специфику. Нельзя говорить об универсальности установки, рассматривая, к примеру, проблему привода ткацких машин с вращательным движением. В рамках этой проблемы понятие универсальности было позже расширено Д. Уаттом.
Производство синтетических материалов
Синтетические волокна
Последние разработки в области химии синтетических волокон.
Последние достижения химической технологии позволяют надеяться на получение
полых химических волокон в самом ближайшем будущем. Такая технология уже
осваивается для использования новых материалов в мембранных технологиях.
Голландская химическая компания «DCM» в начале 80-х годов наладила выпуск
нового полимерного
испытаниях его прочность на разрыв оказалась раз в 10 выше, чем у стальной
проволоки такой же толщины.
В 1985 году, согласно сообщению авторитетного журнала «Design News», была
разработана технология выпуска сверхпрочного волокна, получившего название
«Спектр - 900». Оно формируется из желеобразного высокомолекулярного
полиэтилена с помощью центрифуг. Кроме высокой степени прочности, это волокно
обладает высокой абразивной стойкостью, влагонепроницаемостью, лёгкостью.
Поэтому из него можно сделать и ракетные корпусы, и сосуды высокого давления,
и искусственные суставы, и паруса.
Метод получения сверхпрочных синтетических волокон значительной длины из
карбида кремния разработал японский химик Сейси Ядзима. Эти волокна прочнее
лучших сортов стали в 1,5 раза. Причём прочность материала не теряется даже
при длительном нагревании до +1200˚С.
В 1983 году в мировой прессе появились сообщения о создании синтетической
ткани, которая оставалась термостойкой при нагревании до + 1400˚С.
Ранее был известен синтетический органический материал, выдерживающий
температуру до 10 тыс. градусов. Он был получен ещё в начале 60-х годов и
вошёл в историю под названием плутон. Молекула его состояла из атомов
углерода, водорода, кислорода и азота. В то же время плутон обладал малой
прочностью, уступала капрону в 9-10 раз. Самое термостойкое волокно
вырабатывается сегодня в промышленности под торговым названием кевлар.
Полиэфирные волокна типа лавсан имеют высокие показатели по светло -, плесене -
и атмосферостойкости. К тому же этот синтетический материал обладает отличным
показателем стойкости и не реагирует на органические растворители. Лавсану
принадлежит ещё один рекорд. Его удельное электрическое сопротивление от 10
до 10 Ом·м, выше которого нет у всех других веществ. Именно эти
показатели и «виновны» в том, что мировое производство волокон превысило 6
млн. тонн в год.
Повышенной атмосферостойкостью и наибольшей устойчивостью к действию сильных
кислот обладают полиакрилонитрильные волокна. Они широко применяются в
производстве ковров, мехов, брезентов, обивочных и фильтровальных материалов.
По плесенестойкости нет равных поликапроамидному волокну. А
поливинилспиртовое и поливинилхлоридное волокна, нашедшие достаточное
распространение в практике, отличаются от других синтетических материалов
тем, что абсолютно не поддаются никаким разрушительным действиям
микроорганизмов.
Наибольшим сопротивлением ударным нагрузкам и предельно низкой
гигроскопичностью обладают полиамидные волокна. Ценность их повышается ввиду
одновременно высокой прочности, эластичности и износостойкости. А
полиундеканамидное волокно из этого класса полимеров имеет один из лучших
показателей по электроизоляционности.
Наибольшую растяжимость из всех распространённых синтетических материалов
демонстрирует полиуретановое волокно. Относительное удлинение его составляет
500-700%, то есть это волокно
способно растягиваться
да к тому же имеет ещё более высокие показатели прочности, износостойкости,
упругого восстановления и меньшую толщину. Поэтому оно незаменимо в
производстве спортивной одежды, купальных, корсетных и других изделий.
Японские специалисты в 1982 году создали новое синтетическое волокно с
необычными свойствами: сшитая из него одежда способна защищать человека от
нейтронного излучения. Это достижение стало ответом прогрессивной научной
мысли на создание в СССР и США нейтронной бомбы.
А спецодежда и технические ткани, изготовленные из другого синтетического
волокна, предельно устойчивы к действию гамма-излучения. Это поликарбонатное
волокно.
К ионизирующему излучению более всего устойчив поли–м-фениленизофталамид,
который выпускают в промышленности под названием фенилон. Кроме того, этот
материал – один из самых термически стойких. Поэтому он находит применение в
производстве особых высокопрочных пластмасс и термостойких волокон.
Производство.
Для производства химических волокон из большого числа существующих полимеров
применяют лишь те, которые состоят из гибких и длинных макромолекул, линейных
или слаборазветвлённых, имеют достаточно высокую молекулярную массу и
обладают способностью плавиться без разложения или растворяться в доступных
растворителях. Такие полимеры принято называть волокнообразующими. Процесс
складывается из следующих операций: 1) приготовления прядильных растворов или
расплавов; 2) формования волокна; 3) отделки сформованного волокна.
Приготовление
прядильных растворов (
перевода исходного полимера в вязкотекучее состояние (раствор или расплав).
Затем раствор (расплав) очищают от механических примесей и пузырьков воздуха и
вводят в него различные добавки для термо - или светостабилизации волокон, их
матировки и т. п. Подготовленный таким образом раствор или расплав подаётся на
прядильную машину для формования волокон.
Формование
волокон заключается в
(расплава) через мелкие отверстия фильеры в среду, вызывающую затвердевание
полимера в виде тонких волокон. В зависимости от назначения и толщины
формируемого волокна количество отверстий в фильере и их диаметр могут быть
различными. При формовании химических волокон из расплава полимера (например,
полиамидных волокон) средой, вызывающей затвердевание полимера, служит холодный
воздух. Его формование проводят из раствора полимера в летучем растворителе
(например, для ацетатных волокон), такой средой является горячий воздух, в
котором от толщины и назначения волокон, а также от метода формования. При
формовании из расплава растворитель испаряется (так называемый «сухой» способ
формования). При формовании волокна из раствора полимера в нелетучем растворе
(например, вискозного волокна) нити затвердевают, попадая после фильеры в
специальный раствор, содержащий различные реагенты, так называемую осадительную
ванну («мокрый» способ формования). Скорость формования зависит скорость
достигает 600-1200 м/мин, из раствора по «сухому» способу – 300-600 м/мин, по
«мокрому» способу – 30-130 м/мин. Прядильный раствор (расплав) в процессе
превращения струек вязкой жидкости в тонкие волокна одновременно вытягивается
(фильерная вытяжка). В некоторых случаях волокно дополнительно вытягивается
непосредственно после выхода с прядильной машины, (астификационная вытяжка),
что приводит к увеличению прочности химических волокон и улучшению их
текстильных свойств.
Отделка химических
волокон заключается в
волокон различными реагентами. Характер отделочных операций зависит от условий
формования и вида волокна. При этом из волокон удаляются низкомолекулярные
соединения (например, из полиамидных волокон), растворители (например, из
полиакрилонитрильных волокон), отмываются кислоты, соли и другие вещества,
увлекаемые волокнами из осадительной ванны (например, вискозными волокнами).
Для придания волокнам таких свойств, как мягкость, повышенное скольжение,
поверхностная склеиваемость одиночных волокон и других, их после промывки и
очистки подвергают авиважной обработке или замасливанию. Затем волокна сушат на