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英国的机械技师们(5)艺术家与机械师——詹姆斯.纳思密斯

已有 7068 次阅读 2008-4-13 17:59 |个人分类:科研与教学|系统分类:人物纪事

艺术家与机械师——詹姆斯·纳思密斯
  英国的机械技师
  英国是世界上最早发展机械工业的国家。自古以来,钟表匠、锁匠独立地最初用手制作了小型工具,然后再用这些工具加工出各种小型机械零件,最后组装起来。不久,制作了小型车床之类的机床,以进行各种加工。由于制造出了这样的机床,不但更快地加工出机械的各种部件,同时也大幅度地提高了加工尺寸的精度。这样的机械技师一般都是开一个小店铺,为满足各种人的要求,则要生产各种产品。所说的机械技术都是按个人的爱好发展的,他们特别卖力气发展自己所爱好的产品,因为只有这样才能充分地发挥自己已经掌握了的技术。当一出现几个优秀的机械技师时,想学技术的人就蜂拥到这些人的门下,直接接受其训练,学习技术。这就是当时人们学习技术的方法。在英国有几位这样优秀的技师,敬仰这些人的人投到其门下,学到技术后分散到全国各地,又制造出了新的机械,使机械技术得到了普及。
  布拉马就是一个这样优秀的机械技师,作为一名技术高超的锁匠而得到了人们的极高的评价,布拉马的弟子之一就是有名的车床之父——莫兹利。莫兹利是英国的有代表性的机械技师,而在追随他投到其门下的为数众多的机械技师之中,后来作为优秀的机械技师而成名的有惠特沃斯、克莱梅特、罗伯茨等人,纳思密斯也是其中佼佼者。
  纳思密斯的少年时代
  詹姆斯· 纳思密斯(James Nasmyth,1808-1890)是一个英国苏格兰旧贵族的后裔,与其说他是一个技师,倒不如说他是一个艺术家。纳思密斯的父亲对艺术有较深的造诣,同时也是一个十分关心艺术的人。
  1808年8月19日,纳思密斯生于爱丁堡,从小就是在充满艺术气氛的家庭里长大的。少年时代的环境是决定一个人一生命运的关键。在这种环境下成长起来的纳思密斯后来从事了艺术工作,原因也在于此。
  纳思密斯从小对绘画感兴趣,同时对工业制图也深表关心。他没有受过专门学校的教育,但在十五、六岁时,开始对技术问题产生极大的兴趣,对多种技术进行了研究并掌握了画技术图纸的技能,很快就作为机械技师开始显露头角。
  纳思密斯的青年时代
  十几岁时,纳思密斯对机械技术产生了浓厚的兴趣,他到国内各地去旅行,考察了当时好不容易才运转起来的蒸汽机。同时还接近当时著名的机械技师,增长自己的知识。
  纳思密斯觉得要想成为一个真正的机械技师就必须上大学,如果不学机械基础知识的话,则将一事无成。他充分发挥了自己的技术专长制作各种机械零件并出售,积攒学费,准备上大学。
  纳思密斯十九岁时制作了蒸汽机模型,并以此为基础制造出了真正的蒸汽机在自己家附近开始实际运转。在进行这项工作时,他听说了优秀机械技师莫兹利的事迹。一年以后,他投到莫兹利门下当弟子,在那里他协助莫兹利进行各种实验。
  成为莫兹利的弟子是决定纳思密斯一生命运的关键。1797年,莫兹利发明了一种车床,是现代金属加工车床的开端。这种车床有带动刀具的纵横滑座和一条丝杠。加工件每转一次,丝杠使纵横座及刀具移动一段精确的距离,这样螺丝的螺距就车得很精确。纳思密斯从莫兹利那里学到了各种有关的机械技术,并将其消化变成了自己的技术。纳思密斯入门当了莫兹利的弟子以后,第三年莫兹利去世了。从那以后,纳思密斯开始独立经营自己的工厂。
  纳思密斯的事业发展
  纳思密斯用当弟子时积攒的一点钱建立了工厂。他在曼彻斯特建立的工厂开始自己制作机床,不久制作的机床种类也多了起来,又开始制造当时需要量较大的利用蒸汽的机械。当时,蒸汽机逐渐在各地得到了普及,所以锅炉等的订货也多了起来。另外,过去制作的各种木制机床开始被金属制机床取代,所以加工铸铁、钢的工具订货也较多,内史密斯也开始制作这些工具。
  1862年纳思密斯发明了锉床。最初这种锉床主要用来代替锉以加工出表面均匀光洁的产品,被称为“纳思密斯钢臂”。以后人们对锉床进行了多次改革,研制出锉刀快速回转装置。
  同年英国正在建造轮船《大不列颠号》,并决定在该船上安装大型的蒸汽机,纳思密斯接受了这一订货,并设计了加工这种大型蒸汽机用汽缸、活塞以及曲轴等的机床。为了制作这样的大型机床,如果采用过去锻造方法,是满足不了要求的。纳思密斯着手设计利用蒸汽力量可以产生较大重力的大型蒸汽锤。制作这种蒸汽锤具有划时代意义。当时有这样一个小插曲:有一个法国人了解了纳思密斯制作大型蒸汽锤的计划,在没有得到同意的情况下,打算抢在纳思密斯之前制作出这种蒸汽锤,但是失败了。而纳史密斯制造出了这种大型蒸汽锤,就可以制造过去不能制造的大型机床了。不仅可以锻造大型工件,同时也大幅度缩短了锻造时间。过去要用15分钟的锻造加工,现在用这种蒸汽锤5分钟就足够了。
  除此以外,纳思密斯还设计了使用链条的拖船,同时在软轴等方面也动了一番脑筋,采取了层层缠绕钢丝的方法制作这种软轴。普通的轴都是硬而笔直的,而纳思密斯的这种轴可以旋转到某一角度,从而可以运动或传递动力。这是今天挠性轴的开端。
  纳思密斯动了一番脑筋进一步改进了蒸汽锤。为了圆满地引导蒸汽,他设计了楔形滑阀,还装上了调节装置,可以调节安装在锤上部的活塞作各种动作。他设计制造了易于锻造加工的蒸汽锤。一八四三年,他制造出改进后的新型蒸汽锤,这种蒸汽锤被称之为“纳思密斯蒸汽锤”,很多工厂都使用。
  晚年的纳思密斯
  纳思密斯因出色地经营机床制造事业而获得了巨额财富。四十八岁时,他结束了自己的事业,开始隐退,过起悠闲的生活,开始埋头于自己天生就喜欢的艺术事业,还研究了与此有关的天文学等。
  纳思密斯有关月亮的研究十分有名。1874年,纳思密斯和J·卡本达共同发表了题为《作为行星看到的月亮》的论文,并被翻译成外文,是一篇十分出色的论文。纳思密斯制作了日月图等,此外还制作了观测天体用的大望远镜。
  1890年5月7日,纳思密斯在伦敦去世,终年八十一岁。就在他去世的前几天,他还在撰写自传,写自己是怎样走上成功道路的。
 
 


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