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STORIA DELLA TECNOLOGIA, DELLA TECNOLOGIA, DEGLI OGGETTI INTORNO A NOI
Mulino. Storia dell'invenzione e della produzione
Elenco / La storia della tecnologia, della tecnologia, degli oggetti che ci circondano I primi strumenti per macinare il grano in farina furono un mortaio di pietra e un pestello. Un passo avanti rispetto a loro è stato il metodo di macinare il grano invece di schiacciarlo. La gente si convinse molto presto che macinare la farina risulta molto meglio.
Tuttavia, era anche un lavoro estremamente noioso. Il grande miglioramento è stato il passaggio dallo spostamento della grattugia avanti e indietro alla rotazione. Il pestello è stato sostituito da una pietra piatta che si muoveva su un piatto piatto di pietra. Era già facile passare da una pietra che macina il grano a una macina, cioè far scivolare una pietra mentre ruotava su un'altra. Il grano veniva versato gradualmente nel foro al centro della pietra superiore della macina, cadeva nello spazio tra la pietra superiore e quella inferiore e veniva macinato in farina.
Questo mulino a mano era ampiamente utilizzato nell'antica Grecia e a Roma. Il suo design è molto semplice. La base del mulino era una pietra, convessa al centro. In cima c'era un perno di ferro. La seconda pietra rotante aveva due rientranze a forma di campana collegate da un foro. Esternamente, somigliava a una clessidra ed era vuota all'interno. Questa pietra è stata piantata sulla base. Nel foro è stata inserita una striscia di ferro. Quando il mulino girava, il grano, cadendo tra le pietre, veniva macinato. La farina veniva raccolta alla base della pietra inferiore. Tali mulini erano di varie dimensioni: da quelli piccoli, come i moderni macinacaffè, a quelli grandi, che erano guidati da due schiavi o da un asino. Con l'invenzione del mulino a mano, il processo di macinazione del grano fu facilitato, ma rimase comunque un compito laborioso e difficile. Non a caso è proprio nel settore della molitura delle farine che è nata la prima macchina della storia che funzionava senza l'utilizzo della forza muscolare di una persona o di un animale. Questo è un mulino ad acqua. Ma prima gli antichi maestri dovettero inventare un motore ad acqua. Le antiche macchine idrauliche si sarebbero sviluppate dalle macchine per l'irrigazione dei Chadufon, con l'aiuto delle quali sollevavano l'acqua dal fiume per irrigare le sponde. Chadufon era una serie di palette montate sul bordo di una grande ruota ad asse orizzontale. Quando la ruota è stata girata, le palette inferiori sono affondate nell'acqua del fiume, quindi sono salite in cima alla ruota e si sono ribaltate nello scivolo. Inizialmente, tali ruote venivano ruotate manualmente, ma dove c'è poca acqua e scorre rapidamente lungo un ripido canale, la ruota iniziò ad essere dotata di lame speciali. Sotto la pressione della corrente, la ruota ruotava e a sua volta attizzava l'acqua. Il risultato è stato una semplice pompa automatica che non necessita della presenza di una persona per il suo funzionamento.
L'invenzione della ruota idraulica è stata di grande importanza per la storia della tecnologia. Per la prima volta una persona ha a disposizione un motore affidabile, versatile e molto facile da realizzare. Divenne presto evidente che il movimento creato dalla ruota idraulica poteva essere utilizzato non solo per pompare l'acqua, ma anche per altre esigenze, come la macinazione del grano. Nelle zone pianeggianti, la velocità del flusso dei fiumi è ridotta per far girare la ruota con la forza dell'impatto del getto. Per creare la pressione necessaria, iniziarono a sbarrare il fiume, alzare artificialmente il livello dell'acqua e dirigere il getto lungo lo scivolo sulle pale delle ruote.
Tuttavia, l'invenzione del motore ha posto subito un altro problema: come trasferire il movimento dalla ruota idraulica al dispositivo che dovrebbe svolgere un lavoro utile per l'uomo? Per questi scopi era necessario uno speciale meccanismo di trasmissione, che potesse non solo trasmettere, ma anche trasformare il movimento rotatorio. Risolvendo questo problema, gli antichi meccanici si sono rivolti nuovamente all'idea della ruota. La trazione integrale più semplice funziona come segue. Immagina due ruote con assi di rotazione paralleli, che sono a stretto contatto con i loro cerchioni. Se ora una delle ruote inizia a ruotare (si chiama conducente), a causa dell'attrito tra i cerchioni, anche l'altra (slave) inizierà a ruotare. Inoltre, i percorsi percorsi dai punti giacenti sui loro bordi sono uguali. Questo vale per tutti i diametri delle ruote. Pertanto, una ruota più grande farà, rispetto a quella più piccola ad essa associata, tante volte meno giri quanto il suo diametro eccede il diametro di quest'ultima. Se dividiamo il diametro di una ruota per il diametro dell'altra, otteniamo un numero chiamato rapporto di trasmissione di questa ruota motrice. Immagina una trasmissione a due ruote in cui il diametro di una ruota è il doppio del diametro dell'altra. Se viene azionata la ruota più grande, possiamo utilizzare questa marcia per raddoppiare la velocità, ma allo stesso tempo la coppia diminuirà della metà. Questa combinazione di ruote sarà conveniente quando è importante ottenere una velocità maggiore in uscita rispetto all'ingresso. Se, al contrario, viene azionata la ruota più piccola, perderemo potenza in velocità, ma la coppia di questa marcia raddoppierà. Questo ingranaggio è utile dove vuoi "rafforzare il movimento" (ad esempio, quando si sollevano pesi). Così, utilizzando un sistema di due ruote di diverso diametro, è possibile non solo trasmettere, ma anche trasformare il movimento. In pratica, le ruote dentate con cerchio liscio non vengono quasi mai utilizzate, poiché gli accoppiamenti tra di loro non sono sufficientemente rigidi e le ruote slittano. Questo inconveniente può essere eliminato se si utilizzano ruote dentate invece di ruote lisce. I primi ingranaggi delle ruote sono apparsi circa duemila anni fa, ma si sono diffusi molto più tardi. Il fatto è che tagliare i denti richiede una grande precisione. Affinché la seconda ruota ruoti in modo uniforme, senza strappi e arresti, con rotazione uniforme di una ruota, è necessario dare ai denti una forma speciale, in cui il movimento reciproco delle ruote sarebbe come se si muovessero l'una sull'altra senza scivolando, i denti di una ruota cadrebbero nelle cavità dell'altra. Se lo spazio tra i denti delle ruote è troppo grande, si colpiranno l'un l'altro e si romperanno rapidamente. Se lo spazio è troppo piccolo, i denti si tagliano l'uno nell'altro e si sbriciolano. Il calcolo e la fabbricazione degli ingranaggi era un compito difficile per i meccanici antichi, ma ne apprezzavano già la praticità. Dopotutto, varie combinazioni di ingranaggi, così come la loro connessione con alcuni altri ingranaggi, hanno fornito enormi opportunità per trasformare il movimento.
Ad esempio, dopo aver collegato una ruota dentata ad una vite, si è ottenuto un ingranaggio a vite senza fine che trasmette la rotazione da un piano all'altro. Utilizzando le ruote coniche, è possibile trasmettere la rotazione a qualsiasi angolo rispetto al piano della ruota motrice. Collegando la ruota con un righello per ingranaggi, è possibile convertire il moto rotatorio in traslatorio, e viceversa, e fissando una biella alla ruota, si ottiene un moto alternativo. Per calcolare gli ingranaggi, di solito prendono il rapporto non tra i diametri delle ruote, ma il rapporto tra il numero di denti delle ruote motrici e motrici. Spesso nella trasmissione vengono utilizzate più ruote. In questo caso, il rapporto di trasmissione dell'intera trasmissione sarà uguale al prodotto dei rapporti di trasmissione delle singole coppie.
Quando tutte le difficoltà associate all'ottenimento e alla trasformazione del movimento furono superate con successo, apparve un mulino ad acqua. Per la prima volta, la sua struttura dettagliata fu descritta dall'antico meccanico e architetto romano Vitruvio. Il mulino in epoca antica aveva tre componenti principali interconnessi in un unico dispositivo: 1) un meccanismo a motore a forma di ruota verticale con pale mosse dall'acqua; 2) un meccanismo di trasmissione o trasmissione sotto forma di una seconda marcia verticale; la seconda marcia ruotava la terza marcia orizzontale: il pignone; 3) un attuatore a forma di macine, superiore e inferiore, e la macina superiore è stato montato su un albero di trasmissione verticale, con l'aiuto del quale è stato messo in moto. Grano versato da un secchio a forma di imbuto sopra la macina superiore.
La creazione di un mulino ad acqua è considerata una pietra miliare importante nella storia della tecnologia. Divenne la prima macchina ad essere utilizzata in produzione, una sorta di culmine raggiunto dalla meccanica antica, e punto di partenza per la ricerca tecnica della meccanica rinascimentale. La sua invenzione fu il primo timido passo verso la produzione di macchine. Autore: Ryzhov KV
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