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HISTOIRE DE LA TECHNOLOGIE, TECHNOLOGIE, OBJETS AUTOUR DE NOUS
Moulin. Histoire de l'invention et de la production
Annuaire / L'histoire de la technologie, de la technologie, des objets qui nous entourent Les premiers outils pour moudre le grain en farine étaient un mortier et un pilon en pierre. Un pas en avant par rapport à eux était la méthode de broyage du grain au lieu de l'écraser. Les gens ont très vite été convaincus que la mouture de la farine était bien meilleure.
Cependant, c'était aussi un travail extrêmement fastidieux. La grande amélioration a été la transition du déplacement de la râpe d'avant en arrière à la rotation. Le pilon a été remplacé par une pierre plate qui se déplaçait sur un plat en pierre plate. Il était déjà facile de passer d'une pierre qui moud le grain à une meule, c'est-à-dire de faire glisser une pierre en tournant sur une autre. Le grain était progressivement versé dans le trou au milieu de la pierre supérieure de la meule, tombait dans l'espace entre les pierres supérieure et inférieure et était moulu en farine.
Ce moulin à main était le plus largement utilisé dans la Grèce antique et à Rome. Sa conception est très simple. La base du moulin était une pierre, convexe au milieu. A son sommet se trouvait une épingle en fer. La deuxième pierre rotative avait deux cavités en forme de cloche reliées par un trou. Extérieurement, il ressemblait à un sablier et était vide à l'intérieur. Cette pierre a été plantée sur le socle. Une bande de fer a été insérée dans le trou. Lorsque le moulin tournait, le grain, tombant entre les pierres, était broyé. La farine était recueillie à la base de la pierre inférieure. Ces moulins étaient de différentes tailles : des plus petits, comme les moulins à café modernes, aux grands, qui étaient conduits par deux esclaves ou un âne. Avec l'invention du moulin à main, le processus de broyage du grain a été facilité, mais restait toujours une tâche laborieuse et difficile. Ce n'est pas un hasard si c'est dans l'industrie de la minoterie que la première machine de l'histoire est apparue qui fonctionnait sans l'utilisation de la force musculaire d'une personne ou d'un animal. Il s'agit d'un moulin à eau. Mais d'abord, les anciens maîtres ont dû inventer un moteur à eau. Les anciennes machines à eau se seraient développées à partir des abreuvoirs des Chadufons, à l'aide desquels ils remontaient l'eau du fleuve pour irriguer les berges. Chadufon était une série de pelles montées sur la jante d'une grande roue à axe horizontal. Lorsque la roue était tournée, les pelles inférieures s'enfonçaient dans l'eau de la rivière, puis montaient au sommet de la roue et se renversaient dans la goulotte. Au début, ces roues étaient tournées manuellement, mais là où il y a peu d'eau et qu'elle coule rapidement le long d'un canal escarpé, elles ont commencé à fournir à la roue des lames spéciales. Sous la pression du courant, la roue tournait et puisait elle-même de l'eau. Le résultat était une simple pompe automatique qui ne nécessite pas la présence d'une personne pour son fonctionnement.
L'invention de la roue hydraulique a été d'une grande importance pour l'histoire de la technologie. Pour la première fois, une personne a à sa disposition un moteur fiable, polyvalent et très facile à fabriquer. Il est vite devenu évident que le mouvement créé par la roue à aubes pouvait être utilisé non seulement pour pomper de l'eau, mais aussi pour d'autres besoins, comme le broyage du grain. Dans les zones plates, la vitesse d'écoulement des rivières est faible afin de faire tourner la roue avec la force de l'impact du jet. Pour créer la pression nécessaire, ils ont commencé à endiguer la rivière, à élever artificiellement le niveau de l'eau et à diriger le jet le long de la goulotte sur les pales des roues.
Cependant, l'invention du moteur a immédiatement soulevé un autre problème : comment transférer le mouvement de la roue à aubes à l'appareil qui doit effectuer un travail utile pour l'homme ? À ces fins, un mécanisme de transmission spécial était nécessaire, qui pouvait non seulement transmettre, mais aussi transformer le mouvement de rotation. Résolvant ce problème, les anciens mécaniciens se sont à nouveau tournés vers l'idée de la roue. L'entraînement de roue le plus simple fonctionne comme suit. Imaginez deux roues avec des axes de rotation parallèles, qui sont en contact étroit avec leurs jantes. Si maintenant l'une des roues commence à tourner (on l'appelle le conducteur), alors en raison du frottement entre les jantes, l'autre (esclave) commencera également à tourner. De plus, les chemins parcourus par les points reposant sur leurs jantes sont égaux. Ceci est vrai pour tous les diamètres de roue. Ainsi, une roue plus grande fera, par rapport à la plus petite qui lui est associée, autant de fois moins de tours que son diamètre sera supérieur au diamètre de celle-ci. Si nous divisons le diamètre d'une roue par le diamètre de l'autre, nous obtenons un nombre qui s'appelle le rapport de démultiplication de cette roue motrice. Imaginez une transmission à deux roues dans laquelle le diamètre d'une roue est le double du diamètre de l'autre. Si la plus grande roue est entraînée, nous pouvons utiliser ce rapport pour doubler la vitesse, mais en même temps, le couple diminuera de moitié. Cette combinaison de roues sera pratique lorsqu'il est important d'obtenir une vitesse plus élevée à la sortie qu'à l'entrée. Si, au contraire, la plus petite roue est entraînée, nous perdrons de la vitesse en sortie, mais le couple de cet engrenage doublera. Cet équipement est utile lorsque vous avez besoin de "renforcer le mouvement" (par exemple, lorsque vous soulevez des poids). Ainsi, en utilisant un système de deux roues de diamètres différents, il est possible non seulement de transmettre, mais aussi de transformer le mouvement. Dans la pratique réelle, les roues dentées à jante lisse ne sont presque jamais utilisées, car les accouplements entre elles ne sont pas assez rigides et les roues patinent. Cet inconvénient peut être éliminé si des roues dentées sont utilisées à la place des roues lisses. Les premiers engrenages à roues sont apparus il y a environ deux mille ans, mais ils se sont répandus bien plus tard. Le fait est que la coupe des dents demande une grande précision. Pour que la deuxième roue tourne uniformément, sans à-coups ni arrêts, avec une rotation uniforme d'une roue, les dents doivent avoir une forme spéciale, dans laquelle le mouvement mutuel des roues serait comme si elles se déplaçaient l'une sur l'autre sans glissant, alors les dents d'une roue tomberaient dans les creux de l'autre. Si l'écart entre les dents des roues est trop grand, elles se heurteront et se briseront rapidement. Si l'écart est trop petit, les dents se coupent et s'effritent. Le calcul et la fabrication des engrenages étaient une tâche difficile pour les anciens mécaniciens, mais ils appréciaient déjà leur commodité. Après tout, diverses combinaisons d'engrenages, ainsi que leur connexion avec d'autres engrenages, offraient d'énormes possibilités de transformation du mouvement.
Par exemple, après avoir relié une roue dentée à une vis, on a obtenu un engrenage à vis sans fin qui transmet la rotation d'un plan à l'autre. En utilisant des roues coniques, il est possible de transmettre la rotation à n'importe quel angle au plan de la roue motrice. En reliant la roue à la règle dentée, il est possible de convertir un mouvement de rotation en translation, et vice versa, et en fixant une bielle à la roue, un mouvement alternatif est obtenu. Pour calculer les engrenages, ils prennent généralement le rapport non pas des diamètres des roues, mais le rapport du nombre de dents des roues motrices et motrices. Souvent, plusieurs roues sont utilisées dans la transmission. Dans ce cas, le rapport de démultiplication de l'ensemble de la transmission sera égal au produit des rapports de démultiplication des paires individuelles.
Lorsque toutes les difficultés liées à l'obtention et à la transformation du mouvement ont été surmontées avec succès, un moulin à eau est apparu. Pour la première fois, sa structure détaillée a été décrite par l'ancien mécanicien et architecte romain Vitruve. Le moulin à l'époque antique avait trois composants principaux interconnectés en un seul appareil : 1) un mécanisme moteur sous la forme d'une roue verticale avec des pales entraînées par l'eau ; 2) un mécanisme de transmission ou transmission sous la forme d'un deuxième engrenage vertical ; le deuxième engrenage faisait tourner le troisième engrenage horizontal - le pignon; 3) un actionneur en forme de meules, supérieure et inférieure, et la meule supérieure était montée sur un arbre d'engrenage vertical, à l'aide duquel elle était mise en mouvement. Grain versé d'un seau en forme d'entonnoir sur la meule supérieure.
La création d'un moulin à eau est considérée comme une étape importante dans l'histoire de la technologie. Elle est devenue la première machine à être utilisée dans la production, une sorte de sommet atteint par la mécanique antique et le point de départ de la recherche technique de la mécanique de la Renaissance. Son invention a été la première étape provisoire vers la production de machines. Auteur : Ryzhov K.V.
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