Полирование, циркулярка... Какие ещё вопросы будут?

Тему про возможности станковой обработки каменных изделий в начале XIX века хочется довести до логического конца, а потому, продолжая предыдущую статью, проиллюстрирую следующие высказывания из неё:

"И Макдональд и Лесли, из Абердина, считаются первыми, кто распиливал и полировал гранит машинами."

Александер Макдональд родился в 1794 году. Получив некоторое начальное образование в местной церковной школе, он стал работать на ферме отца. Доход отца не был достаточен, чтобы платить молодому Александру заработную плату, поэтому он предложил сыну стать учеником каменщика . Александр закончил обучение в 1820 году и отправился в Абердин, где арендовал небольшую мастерскую и изготавливал гранитные очаги, камины, брусчатку и погребальные памятники из мрамора и других видов камня. Упорный труд позволил Александру в 1822 году переехать в большие помещения и нанять подмастерья и ученика. В 1829 году он прочитал, что в Британском музее открылась выставка древних скульптур, привезенных из Египта. Разсматривая, как профессионал, экспонаты выставки, он обратил внимание на то, что гранит имел полированную поверхность, - искусство, открытое древними египтянами тысячи лет назад. И был настолько впечатлен этим, что   когда он вернулся в Абердин, немедленно занялся экспериментами по полированию гранита. Первоначально он ограничивался простыми работами, небольшими надписями простого дизайна и бюстами на пьедесталах. Его орудия были грубыми, а процесс ручной полировки - медленным и трудоемким. Однако, с помощью колеса, вращаемого двумя мужчинами, ему удалось создать округлые формы. Нужно помнить, что в то время работы по разпиливанию, резьбе и токарной обработке выполнялись ручным трудом. Как заметил современник: «Вся гранитная торговля в те времена состояла из 3 масонов-подмастерьев, 2 или 3 подмастерьев и собаки». Но удача... в виде пара, была на стороне Александра. Рядом с Макдоналдом работала известная компания Джона Стюарта, которая только что установила паровой двигатель, - в то время новый източник движущей силы. Александр договорился со своим другом, чтобы изпользовать силу от этого источника, и таким образом сделал 1-ю попытку полировки гранита машинами. Эксперимент был успешным, и Макдональд обнаружил, что он может производить полированный гранит, забытый со времен Птолемея .Г-н Александр Макдональд , в 1832 году , был первым, кто начал торговлю полированным гранитом, а работы его фирмы были единственными в своем роде до 1850 года. Основанная в 18-м веке, индустрия сделала Абердина лидером в области гранитных технологий и резьбы, и в свое время её торговля камнями была предметом зависти для всего мира, а широкое использование гранита породило прозвище «Гранитный город» в Абердине. Национальные и международные соревнования в этой области стали настолько ожесточенными, что гранитные торговцы начали думать о необходимости закрыть свои дворы. Так гранит - этот самый непреклонный материал поддался новой технологии...В 1832 году в Кенсал Грин была установлена ​​1-я отполированная надгробная плита гранита Абердина, воздвигнутая на английском кладбище. Это вызвало сенсацию в лондонской монументальной торговле, и в течение нескольких лет все заказанные полированные граниты поступали от MacDonalds.

По материалам

Обратите внимание на годы изобретения Макдональдом механизированной шлифовки и полировки гранита. Напомню, что две первые колонны Исаакиевского собора были привезены в Петербург в сентябре 1820 года. После выгрузки с судна, колонны транспортировались по брёвнам, уложенным на площади в специальный сарай, в котором отделывались уже окончательно.

Восемь лет - вполне достаточный срок для ручной отделки и 48 больших колонн для собора, и остальных колонн поменьше.

Александровская колонна была установлена в 1832 году и доводилась "до ума" до 1834 года, когда и состоялось её открытие.

"В 1777 году Самуэль Миллер, мастер парусного дела из Саутгемптона, изобрел круглопильную машину, которую он назвал совершенно новой машиной, для более быстрого распиливания всех видов дерева, камня и слоновой кости."

Краткая история круговой пилы

Несмотря на то, что произхождение большого количества инструментов и механизмов задокументировано, и имеется возможность проследить историю их развития, это касается не всех инструментов. Начало появления циркулярной (круговой) пилы неясно. (Слово "круговой" здесь относится к форме лезвия, а не к типу инструмента). По словам Манфреда Паулиса Бэйла, «Циркулярная пила, как говорят, возникла в Голландии в шестнадцатом или семнадцатом веке, но нет ничего, чтобы указать, кто был изобретателем» . Самый ранний известный патент, ссылающийся на циркулярную пилу, был оформлен в 1777 году, и в формулировке подразумевается, что к тому времени круговые лезвия были обычным явлением. "Британский патент № 1152. Самуэль Миллер, Саутгемптон, Производитель парусов, & c., & C." (текст патента есть в източнике)

Машина Миллера работала от силы ветра, передававшейся к дискам через сложную систему передач (валы, ремни, шестерёнки). Кстати, часто встречаются утверждения о том, что циркулярное пильное полотно было изобретено в 1813 году шейкерской сестрой Табитой Баббитт, причём, чаще всего сие упоминается шейкерскими «историками», поклонниками или рабочими, которые просто попугали източники. В историческом отчете нет ничего, подтверждающего это утверждение и, учитывая существование патентов Миллера примерно на тридцать шесть лет до этого, а также различные авторитетные и заслуживающие доверия источники по истории деревообрабатывающей технологии, описывающей системы, используемые более века назад, можно сделать вывод, что это требование является фактически необоснованным.

По материалам:http://ronin-group.org/shop_ci...

 Фото с сайта adamrosscutstone.com
Фото с сайта adamrosscutstone.com

"Устройства для работы на камне были изобретены сэром Сэмюэлем Бентамом в 1793 году и Джозефом Брамахом в 1802 году."

"Цели и задачи Национального проекта при Екатерине II предполагали – в продолжение линии Петра 1 – использование опыта государственного строительства как держав-соперниц (преимущественно католического лагеря), так и союзников. К числу последних относилась Британия. Со времени Петра и до 1780-х гг. между двумя странами происходил обмен дипломатами, учениками, гостями-путешественниками. Кембриджский профессор, русист Э. Кросс выявил более 500 русских, побывавших в Англии в XVIII в.

Многие из англичан в свою очередь нашли применение своим способностям в России, будучи приглашены и наняты на различные должности – от садовника до инженера-кораблестроителя...  Разумеется, часть «гостей», как той, так и другой стороны, вела негласный сбор информации, необходимой политическим и разведывательным структурам обеих стран.

Князь Потемкин-Таврический, глава «русской партии», фактический соправитель императрицы нашел в англичанах энергичных помощников и советчиков в решении военных, колонизационно-административных и прочих проблем, – в связи с присоединением и освоением Причерноморья, а равным образом и укреплением сибирских, восточных и южных, границ России.

Одной из таких фигур был Самюэль (Samuel) Бентам (1757-1831; сын английского адвоката, представитель третьего сословия, инженер-кораблестроитель). Внешняя сторона его пребывания на службе в России в 1780-1791 гг., а затем в 1805-1807 гг. достаточно детально освещена в литературе, но при этом основное внимание уделено его деятельности в Кричеве, имении князя, служившем базой по снабжению Черноморского флота кораблями и их оснащению. В течение 1784-1787 гг. С. Бентам решал эту проблему как управляющий верфью и многочисленными заводами (парусинные, канатные, сукновальные, кожевенные и т.д.)." sibistorik.narod.ru

Сэмюэль Бентам (англ. Samuel Bentham)... — британский инженер-механик и корабельный инженер. В возрасте 14 лет Бентам стал учеником судостроителя в Вулвичской верфи, затем работал на Чатемской верфи. Параллельно с работой в течение 7 лет обучался в Морской академии в Портсмуте... В 1780 году Сэмюэль Бентам переехал в Россию, где поступил на службу к князю Г.А. Потёмкину. Первоначально был нанят Потёмкиным в качестве кораблестроителя, впоследствии обнаружил значительный талант инженера и изобретателя, спроектировав и построив множество технических устройств (в т.ч. корабль-амфибию, баржу для императрицы Екатерины II и проект паноптикума, впоследствии развитый его братом), а также проведя ряд экспериментов со сталью. Отвечал за работу большого числа российских промышленных предприятий и пользовался большим доверием Потёмкина... Патент Бентама на деревообрабатывающее оборудование от 1793 года был назван «одним из самых замечательных патентов, когда-либо выпущенных британским патентным ведомством» - Из Вики

"Знаменитый русский механик Андрей Нартов, друг и советник Петра I, в 1712—1725 гг. сконструировал токарный станок, в котором резец был зажат в механически передвигающемся вдоль обрабатываемой болванки приспособлении (рис. 3). Впоследствии оно получило название суппорт (в переводе с английского «держатель»).

 Суппорт Нартова
Суппорт Нартова

Теперь на токарном станке можно было изготовлять детали машин, причем с такой степенью легкости, точности и быстроты, с которой не мог конкурировать ни один даже самый искусный рабочий.

Полвека спустя в токарной мастерской Нартова побывал английский инженер Самюэль Бентам. Он внимательно ознакомился с суппортом Нартова и полностью оценил его. Вернувшись в Англию, Бентам организовал машиностроительный завод и привлек к работе известного механика Генри Модсли. По указаниям Бентама, Модсли в 1798 г. повторил великое изобретение Нартова. Станки с механическим суппортом постепенно распространились в Англии, а затем в других странах Европы и Америки. Началась эпоха обработки металлов резанием. Механический суппорт стали применять не только на токарных, но и на других станках." de-ussr.ru

А теперь, внимание! Строгальные станки

... в Россию, где изобрел первую машину для строгания древесины. Режим её работы - возвратно-поступательный или вращающийся, - точно установить невозможно, но вывод, который был сделан после ссылки на спецификации его первого патента, выпущенного в 1791 году, состоит в том, что машина работала по первому принципу средствами близкими и аналогичными процессу строгания вручную. Похоже, что Бентам не использовал свое предприятие в России, хотя он прожил там несколько лет и занял несколько важных должностей в правительстве России. Он вернулся в свою страну в 1791 году и присоединился к своему брату Джереми Бентаму, который в то время только что получил назначение от правительства руководить промышленными тюрьмами в Англии, изпользуя труд заключённых.  Таланты сэра Сэмюэля были задействованы, и он разработал ряд новых машин, большая часть которых предназначалась для обработки дерева. Из-за отсутствия более подходящего места эти машины были построены в резиденции Джереми Бентама, которая, таким образом, была преобразована в первую мануфактуру для деревообрабатывающих станков. Этот завод был основан в 1794 году, но вскоре был признан слишком маленьким для этой цели, и было занято еще одно здание...».

...Патент Бентама, выпущенный в 1793 году, несомненно, является одним из самых выдающихся из когда-либо заявленных, как по важности защищенных изобретений, так и по ясности, с которой они и принципы, на которых они действуют, описаны. Ричардс, ссылаясь на раздел этого патента, относящийся к вращающимся инструментам для рубки древесины, цитирует изобретателя: «Идея адаптировать вращательное движение инструмента с большим или меньшим преимуществом, чтобы придать всем видам вещества любую форму, которая может потребоваться, является моим собственным и, как я считаю, совершенно новым.».

Для тех, кто не знаком с характером и степенью различных операций по переработке древесины... с помощью роторных резаков, будет трудно передать идею изобретения, изложенную здесь; оно включает в себя почти все операции по обработке дерева, и, как можно сказать, оригинальное изобретение состоит в том, чтобы обнаружить, что плоские поверхности или поверхности любого контура могут быть надлежащим образом обработаны действием вращающихся инструментов. Не следует удивляться тому, что такую ​​операцию не следовало открывать раньше, поскольку даже в настоящее время существует несколько процессов обработки материалов, которые кажутся такими аномальными, как строгание плоской поверхности с резаками, вращающимися по кругу нескольких дюймов в диаметре.Что касается строгальных лепестков, говорится: «Если окружность кругового резака сформирована в виде любой формы и выступает над столом не более, чем необходимо, деталь, проталкиваемая над резаком, будет таким образом срезана до размеров, соответствующих режущему инструменту, т. е. подобно и обратно тому, как плоское железо режет реверс. Если плоский резак, подобный описанному выше для разрезания паза шириной с ширину заготовки, или, как мы могли бы сказать сейчас, настолько широким или настолько длинным, чтобы перекрыть всю ширину детали, он представит идею ролика. Это я называю режущим роликом, который, возможно, использовать во многих случаях с большим преимуществом...».

Режущий ролик Bentham - это настоящий режущий блок в Англии или режущий цилиндр Америки, и после того, что было процитировано, можно увидеть, что идея ротационного строгания и формовочных машин была полностью понята Бентамом. Он продолжает, как обычно, к различным условиям, которые придают процессу строгания, и говорит далее: «если режущий ролик такого типа будет размещен горизонтально над столом, его можно поднять и опустить. Стол (машины) может быть легко отрегулирован, чтобы задать толщину, на которую заготовка будет уменьшена, пройдя под роликом». «Чтобы выиграть время, резаки могут быть применены к разным сторонам заготовки сразу, и резаки для параллельных разрезов, могут быть установлены на одном и том же шпинделе».

Эти отрывки не были бы неуместны в пояснительной лекции или эссе о лесозаготовках в наши дни и не могут не вызывать удивления, что они должны были быть написаны восемьдесят три года назад, когда, насколько нам известно, не было прецедентов и даже предложений из предыдущей практики. Из вышеизложенного видно, что почти все основополагающие принципы, от которых зависит лесозаготовка машин в его нынешнем развитии, были знакомы сэру Сэмюэлю Бентаму, и хотя его имя почти забыто, можно смело утверждать, что он дал миру больше полезного, чем любой другой человек его возраста. Его работа проявляется в постоянном методе и системе рассуждений, которые указывают скорее на жизнь упорного труда, чем на то, что обычно называют гением. Этим последним качеством он, несомненно, должен был обладать в высшей степени, ибо без него даже его знания и опыт не могли быть равны работе, которую он совершил. Направленный на разные цели, его талант и гений обеспечили ему известность, которая будет жить в течение многих лет, хотя не представляется возможным, что он мог бы принести миру большую пользу.

По материалам:chestofbooks.com

Бентам несколько лет провел в России и ознакомился с трудами А.К. Нартова и О.О. Ботона. (читать здесь www.vostlit.info ) Возвратившись окончательно в Англию, Бентам некоторое время работал вместе с ещё одним создателем станков - Генри Модсли  Вряд ли он не сообщил Модсли о творениях Андрея Нартова и Осипа Ботона. Таким образом, Модсли работал над созданием машин и металлорежущего оборудования, опираясь на достижения своих предшественников и современников из разных стран...

Строгальный фасонный станок.Фасонный не в смысле  нарезаемого профиля а в смысле движения каретки со строгальным резцом по  неизменному дуговому профилю. Очень редкая конструкция поскольку  профиль направляющих постоянен.И такой станок можно использовать только  для деталей определенного радиуса.На фото обрабатывают резцами камень.В  своей спецификации Брама утверждает, что главным образом в  усовершенствованиях деревообрабатывающего оборудования некоторые  механизмы, которые могут быть обработаны животным, элементарны , Или  ручное усилие, и которые должны создавать прямые, истинные, гладкие и  параллельные поверхности на дереве, камне и металлах. http://glavmex.ru
Строгальный фасонный станок.Фасонный не в смысле нарезаемого профиля а в смысле движения каретки со строгальным резцом по неизменному дуговому профилю. Очень редкая конструкция поскольку профиль направляющих постоянен.И такой станок можно использовать только для деталей определенного радиуса.На фото обрабатывают резцами камень.В своей спецификации Брама утверждает, что главным образом в усовершенствованиях деревообрабатывающего оборудования некоторые механизмы, которые могут быть обработаны животным, элементарны , Или ручное усилие, и которые должны создавать прямые, истинные, гладкие и параллельные поверхности на дереве, камне и металлах. http://glavmex.ru
Камнефрезерный продольный станок с фрезой со сменными зубьями 1871 г.
Камнефрезерный продольный станок с фрезой со сменными зубьями 1871 г.

Обработка каменных изделий с большими площадями проводилась вручную ударными инструментами зубилом-скарпелем и инструментом типа кайло с острым концом. но получить при таком методе ровной поверхности не представляется возможным.

И наибольшее развитие получили бурчарды. Сначала из очень твердой стали а позже , после изобретения твердого сплава и из него.

Из какой марки твердого сплава делают такой инструмент не знаю но все ударные инструменты для электроинструмента делают из вязкого сплава с большим содержанием кобальта ВК25. Но при менее напряженной работе вполне возможно можно применить ВК 6-ВК-15 Большая твердость из за меньшего содержания кобальта позволяет инструменту работать дольше без заточки. glavmex.ru

Головка ударная для бучардирования с зубъями из твердого сплава.
Головка ударная для бучардирования с зубъями из твердого сплава.

Знакомясь с опытом деятельности Бентама невозможно не заметить того, что в те времена - времена технической революции, - судьбы изобретений весьма переплетены друг с другом, и часто невозможно точно установить: кто именно был первым, придумавшим то или иное устройство. Часто можно проследить только примерное время начала его применения на практике. Из того, что огромное количество гранита было обработано для строительства доков, вполне закономерен вывод о том, что машинная обработка гранита была известна в России. Возможно, именно военные и флотские ведомства имели такие механизмы первыми. Однако, сами механизмы находились во времена строительства Казанского и Исаакиевского соборов в "детском" состоянии, потому говорить о вероятности механизированной обработки гранита колонн не приходится. Делались они - по старинке.

Дополнительное чтение:

1. vivovoco.astronet.ru

Статьи о камнерезном деле:

Реставраторы занимались и в курсе :о)

Откуда камень, Зин? Где брали? (книга Алопеуса 1787 г)

Старинные разработки мрамора и гранита. Где следы фрезы?

Каменоломни

Полые колонны, штукатурка, заплатки… что ещё придумаете?

Как изготавливалась Александровская колонна

Только видео. Могли и могут!

Вуаль на мраморной вуали (могли и могут...)

Как? Сакральные знания народу (каменные сети, вуали и пр…)

Гранитно-мраморная «лапша»

Обработка камня или макаронные изделия – 2

К сведению о каменотёсном деле (из книги XIXв.)

Несколько видеороликов по каменной теме

Станки, такие станки для гранита… (экскурсия на токарную мельницу в Лионе

Сложности со станками для гранитных колонн

Камень в объёмах, сопоставимых с пирамидными

Сверление камня в каменном веке