Энциклопедия Брокгауза и Ефрона - мельницы мукомольные

Этим словом обозначают и большое здание с установленными в нем машинами для получения муки, и нередко очень небольшую, ручную машинку, размалывающую зерна. В отдаленное от нас время размельчение зерен, весьма несовершенное, производилось в ступах при посредстве песта. Чтобы размельчать не совсем сухие зерна, их надо растирать или, так сказать, разрывать; средство для этого заключается в том, что зерна помещают между двумя поверхностями, движущимися одна по другой. Таково устройство общеизвестных М. с двумя жерновами. Подобными М. пользовались уже за 1600 лет до Р. Х. (упоминается в книгах Моисея). В римских М., судя по открытой в Помпее, основание состояло из цилиндрического камня A (фиг. 1) в 5 футов диаметром и в 1 фут толщиной, на котором установлен неподвижный конус высотой почти в 2 фута; в верхушке его укреплена железная цапфа. Фиг. 1.

Верхний, вращающийся камень B внутри пустой; в том месте, где сходятся конические его полости, вставлена железная полоса, в середине которой находится отверстие для наложения верхнего камня на цапфу нижнего, так что между внутренней поверхностью верхнего камня и наружной поверхностью нижнего оставалось небольшое свободное кольцевое пространство, достаточное для выхода из него размолотых частиц. Зерна всыпались в пространство C верхнего камня, спускаясь откуда, попадали в пространство между мелющими поверхностями камней или жерновов A и B. Мука, вышедшая из жерновов, собиралась по краям нижнего жернова. Для вращения верхнего камня в нем делались гнезда, куда вгонялись концы рычагов D; к другим концам рычагов прикладывалось усилие людей или к ним припрягались животные. Позднее стали пользоваться для движения М. силой воды; такие М. были известны также до Р. Х.; Витрувий и Страбон указывают, что они были в применении во времена Митридата и Юлия Цезаря; распространение их по Европе относят к началу V столетия. О применении силы ветра к движению мельниц не упоминают древние писатели; понятие о ветряных мельницах перешло в Европу, вероятно, с Востока, распространение же их относят к середине XI столетия. Так называемые голландские ветряные М., в которых поворачивается верхняя часть шатра, с крыльями и валом, стали известны в 1650 г. Первая паровая мукомольная М. была построена в Англии Смитоном в 1760 г.; она была снабжена атмосферической машиной Ньюкомена, которая накачивала воду в резервуар, откуда вода падала на верхненаливное колесо, приводившее в движение М. Первая мельница, приводимая в движение паровой машиной Ватта двойного действия, начала работать в 1786 г. в Лондоне, под названием "Albion Mills", но вскоре была разрушена фанатичной толпой. До XVI столетия М. занимались только размельчением зерен, сортирование же размолотого продукта или совсем не велось, или производилось самими потребителями, затем операцию эту начали вести на мельницах, которые вследствие этого получили более законченное устройство. Первые описания таких М. относятся к началу XVII столетия: движение им сообщалось или от водяного, или от ветряного двигателя. Подобные М., в виде более или менее усовершенствованном, работают и ныне в селах и деревнях у нас и за границей, а потому ниже рассмотрены водяная сельская М. и ветряные М., большие же промышленные М. будут рассмотрены в ст. Мукомольное производство. МЕЛЬНИЦЫ МУКОМОЛЬНЫЕ I.

Водяная сельская М. (фиг. 1 и 2, табл. I) получает движение от колеса W, на которое падает вода из ларя L. Размельчающий механизм состоит из двух цилиндрических камней или жерновов A и B. Нижний жернов A установлен неподвижно и называется нижняком или лежняком, верхний же B, движущийся, — бегуном или верхняком. Поверхности, которыми обращены один жернов к другому, называются мелющими поверхностями (см. о них в конце статьи). Оба жернова имеют в середине отверстия, назначение которых: в верхняке — для провода зерен в пространство между мелющими поверхностями, в нижняке же — для прохода оси или веретена g, которое служит для приведения во вращательное движение бегуна. В том месте, где проходит веретено через нижний жернов, вставляют втулку или так называемую кружловину (h), направляющую веретено (см. Кружловина). Для передачи движения от веретена к жернову B употребляется железная поперечина i; она носит название параплицы; концы ее заделываются в гнезда, выбранные в жернове B, а пирамидальным, квадратного сечения отверстием в ее середине она накладывается на имеющий соответственное очертание верхний конец веретена g. На фиг. 3 (табл. I) параплица показана в увеличенном виде. Нижний конец веретена упирается в пятник k, лежащий на бруске p, концы которого лежат на двух других брусках q. Эти последние могут быть поднимаемы или опускаемы, вследствие чего является возможность регулировать расстояние между мелющими поверхностями жерновов. На фиг. 9 (табл. I) показано приспособление для поднятия жернова с помощью рычагов, продетых сквозь железные серьги, на которых висят бруски q. Приподнимая длинные концы рычагов, приподнимают с этим вместе и бруски q, а чтобы удержать их в этом положении, закладывают клинья между рычагами и неподвижными брусьями, на которые они опираются. Бруски q могут быть поднимаемы посредством стержней с нарезками и гайками, но вообще приспособления этого рода хотя и просты, но неудобны, так как при них приходится действовать на четыре тяги, причем правильная установка поперечины p поглощает много времени. О более совершенных устройствах для изменения расстояния между жерновами см. Мукомольные поставы. На веретене g закреплена цевочная шестерня l; она сцепляется с зубчатым колесом m, сидящим на оси водяного колеса; цевки на шестерне l делаются удлиненными, чтобы при опускании и поднимании веретена не нарушить сцепления между ней и зубчатым колесом. Для правильной и прочной установки нижнего жернова делают прочную, из брусьев, настилку E, на которую и кладут его; затем, по ватерпасу, устанавливают горизонтально мелющую поверхность этого жернова, подбивая под него клинья. Чтобы жернов лежал более прочно, подливают под него известь; кроме того, чтобы он не сдвинулся с места установки, окружают его четырехбревенчатым хомутом или рамой, которую укрепляют к настилке E. Настилка E своими концами лежит на балках F, поддерживаемых стойками G, опирающимися на лежни H. Зерна, предназначенные к размельчению, засыпаются в ковш R, которого дно составляет корытце a; последнее, при вращении жернова, находится в постоянном сотрясательном движении; вследствие этого зерна постоянно ссыпаются с корытца в глаз верхнего жернова, количество же зерен, выходящих из ковша, может быть регулируемо через приближение или удаление корытца. Для достижения указанного ковш и корытце повешены на раме, образованной двумя продольными брусочками b и двумя поперечными n, причем ковш прочно вставлен в раму, а корытце подвешено к ней на шнурах o и o', концы которых обвиты вокруг валиков c и c' и к ним прикреплены. Оси этих валиков пропущены через бруски b рамы, и вращением их можно укоротить или удлинить шнуры o и o' к ним прикрепленные, а через это можно изменить наклонение корытца и его расстояние от ковша. Для того чтобы удержать валики c и c' в неподвижном состоянии, на них надеты храповые колесики, а к брусьям b рамы укреплены шпеньки и на них надеты собачки, которые можно завести за зубцы храповиков, как это видно на фиг. 1 (табл. I). Сотрясательное движение корытца достигается тем, что к нему приделывается палочка d, а в цилиндрическое отверстие верхнего жернова вставляется кольцо e, отдельно показанное на фиг. 4 (табл. I), где видно, что оно имеет выступы и впадины. Деревянная жердочка f, прикрепленная одним своим концом неподвижно к брусу b рамы, а другим — соединенная с помощью шнура с корытцем а, установлена так, что постоянно отводит корытце в одну какую-либо сторону, например в левую, причем палочка d корытца соприкасается с внутренней поверхностью кольца c, которое вращается с жерновом B. Выступы кольца c1 отводят палочку d, а, следовательно, и корытце, в правую сторону, и в то время, когда палочка d сходит с выступа кольца, корытце пружинностью жердочки f быстро переходит в прежнее положение, причем сотрясается, и из него высыпаются зерна. Таким образом, вследствие сотрясательного движения корытца, зерна постоянно притекают в отверстие верхнего жернова и вступают в пространство между мелющими поверхностями, откуда выходят в размельченном виде по окружности жерновов. Причина движения размалываемых зерен от центра к окружности жерновов состоит в центробежной силе их вращательного движения; тому же содействуют бороздки на жерновах, постоянный приток новых зерен к жерновам и ток воздуха между ними, проявляющийся также вследствие центробежной силы. Чтобы собирать муку, жернова накрываются кожухом z, которому иногда дают название обечья; мука из кожуха удаляется через отверстие s, к которому подводится по мере накопления ее в кожухе, при вращении верхнего жернова, увлекающего соприкасающиеся с ним частицы, эти же последние действуют на соседние и, вследствие сцепления, вся масса материала, залегающего в кожухе, имеет стремление следовать за верхним жерновом и подводится к выпускному отверстию S. Когда надо осмотреть жернова, ковш R отводят в сторону; с этой целью бруски b (фиг. 1, табл. I) соединены с вертикальной стойкой T, имеющей внизу пяту, а наверху цапфу, так что при повороте этой стойки ковш R отводится в сторону; в то же время, когда ковш R находится над жерновами и обременен засыпью зерна, бруски подпирают поперечиной, расположенной на стойках Q. По выходе из отверстия S размолотый продукт переходит в так называемый пеклевальный мешок K, сшитый из шерстяной или шелковой ткани, пропускающей муку, которая собирается в ящике L, окружающем мешок; отруби же и крупка выпадают при пониженном конце мешка на сито M. Мешок K и сито M приводятся в сотрясательное движение, без чего отверстия в тканях мешка и сита засорились бы. Концы мешка обыкновенно обшиваются кожей, и верхний из них прикрепляется к трубке s, очень часто имеющей прямоугольное сечение, высотой около 5 дюймов и шириной около 6 дюймов; нижний же конец мешка прикрепляется к железному обручу, которого диаметр около 6 дюймов. Обруч этот вставлен в отверстие подвижной доски t, поднимая или опуская которую возможно изменять наклонение мешка; кроме того, мешок находится в постоянном небольшом натяжении от действия пружины u, укрепленной в доске t и соединенной с обручем, к которому прикреплен мешок. В других подобных же М. натяжение мешка достигается через наматывание веревки, к нему привязанной, на барабан. Вблизи середины своей длины мешок обшивается кожаной полосой или, что лучше, полосы из кожи идут с боков по его длине; к коже с боков мешка, около середины его длины, прикрепляют два кольца, в них вставляются концы деревянной вилки v, передающей мешку сотрясательное движение от вала v1. К валу v укреплен рычаг v2; конец его, действием деревянной пружины, подобной той, которая описана при рассмотрении механизма, сотрясающего башмак, нажимает на кулачное колесо n, сидящее на веретене g. Таким образом от веретена g получает качательное движение вал v1, а от него мешок K. Вид кулачного колеса w, рычага v2 и вала v1 показан в плане на фиг. 5 (табл. I); стрелка около кулачного колеса показывает направление движения веретена, а стрелка, соединенная с рычагом v2, показывает направление натяжения пружины, действующей на этот рычаг. Во многих подобных М. для регулирования силы сотрясения мешка K устраивают приспособление, показанное на фиг. 6 (табл. I); к валику с храповым колесом v, на который, для удержания его в определенном положении, может действовать собачка, не показанная на фигуре, укрепляют и обматывают один конец ремня, другой конец которого соединяют с рычагом v2, передающим качательное движение валу v1; укорачивая ремень, можно удалить более или менее рычаг v2 от кулачного колеса w и таким образом сообщить валу v1 и мешку K соответственно измененные с этим расстоянием сотрясения. Сотрясательные движения ситу M передаются от того же вертикального вала v1; для этого с ним неизменно соединен рычаг v³, с которым шарнирным соединением связана тяга x; другой ее конец таким же соединением сочленен с рычагом x¹ (фиг. 2, табл. I), укрепленным к вертикальному валу y. К нижней части вала y прикреплен рычаг z со шпеньком, входящим в отверстие, сделанное в дне сита; качательное движение рычага z передается таким образом ситу M. Для регулирования сотрясательных движений сита пружина f1, отводящая его в сторону обратную той, в которую приводит его рычаг z, может быть регулируема в своем напряжении или положением штифта i относительно точки укрепления пружины, или натяжением веревки s фиг. 8 (табл. I), когда точка опоры пружины находится не на краю ее, а в середине. Вышедшая из пеклевального мешка смесь частиц, попадая на сито M (фиг. 2 и 7, табл. I), обтянутое тканями с различными отверстиями, разделяется на несколько сортов крупки, проходящей через эти ткани, и отруби, сваливающиеся с сита M при пониженном его конце в особый ящик, как видно на фиг. 2 (табл. I). Когда наберется достаточное количество крупки, ее перемалывают снова для обращения в муку.

Ветряные мельницы простейшего устройства устанавливаются на козлах, почему и известны под названием М. на козлах; особенность подобной М. (фиг. 10, табл. I) состоит в том, что она может быть поворачиваема около вертикального неподвижного дубового столба E, длиной около 20 футов (фиг. 11, табл. I). Нижняя, квадратная часть столба E, толщиной около 2 футов, имеет в конце крестообразно расположенные гнезда, которыми насаживается на соединенные под прямым углом балки A,A длиной около 25 футов, шириной и высотой около 18 дюймов. Под балками АА, в направлении их расходящихся концов, помещаются каменные стенки или, иначе говоря, фундамент; прочное, неподвижное соединение этих балок со столбом E достигается подкосами C,C', которых шипы вставлены в гнезда столба E, сделанные почти на середине его длины, и в гнезда балок AA, вблизи их концов. Выше подкосов на заплечики столба E опирается седло B, составленное из четырех брусков, врубленных один в другой; над этим местом столб E делается круглым и на седло кладется круглая железная шайба a. На эту последнюю опираются две балки D,D, концы их связываются с передней стенкой M и задней стенкой N шатра; над этими балками располагаются, также с обеих сторон столба E, две других балки a,a, концы которых связываются с боковыми стенками R шатра; на балки a,a, так точно и на другие им параллельные балки a',a', накладывается пол b. Вверху столба E укрепляется цапфа (штырь), на который опирается подпятник; укрепленный в толстой поперечной балке F; последняя принимает на себя большую часть веса шатра и вес постава и передает это давление через штырь на столб E. Ввиду того что центр тяжести всей мельницы, принимая во внимание вес ее крыльев, лежит ближе к передней стенке M шатра, нежели к задней N, положение штыря определяют так, чтобы расстояние его от стенки M было ⁴/9 всего расстояния между стенками M и N. Сбоку задней стенки располагается обыкновенно лестница, для входа вовнутрь шатра, и через эту же стенку проходит рычаг L, длиной около 20—30 футов; один его конец укрепляется между балками DD, к другому же концу прилагается усилие, когда нужно повернуть шатер, чтоб крылья колеса были расположены против ветра. С той целью, чтоб М. во время ее работы стояла тверже, концы вертикальных столбов δ в углах, где стенка N соединяется с поперечными стенками R, делаются по возможности близко к земле и под них подбивают клинья. Сверх шатра, на его стойках, располагаются два продольных бруса H, поддерживающих крышу, и на них укрепляются два поперечных бруса G и G'; первый из них делается толще второго и подпирается в середине вертикальною стойкой. На брусе G укрепляется подушка, нередко из твердого камня, в которую укладывается шейка g деревянного, наклоненного к горизонту вала Н; квадратный передний конец вала H имеет толщину от 1,5 до 2 футов, с другого конца он делается тоньше и круглым; на этом конце укрепляется стальная закаленная цапфа, уложенная в упорную чугунную подушку на брусе G'. Вместо каменной подушки для шейки g употребляют также чугунную; шейка деревянного вала во всяком случае обделывается железом, например узкими железными полосами, число которых по окружности доходит до 30 и их удерживают в требуемом положении кольцами i, i. Передний квадратный конец вала H имеет два сквозных, взаимно перпендикулярных отверстия I,I'; в них закрепляют деревянные брусья, называемые махами и служащие для прикрепления крыльев, о которых речь ниже. На валу H укреплено деревянное колесо K диаметром около 12 футов, сцепляющееся с цевочной шестерней s, насаженной на вертикальный вал v, делающий около 8 оборотов при одном обороте вала H. Вал v (веретено) верхним концом помещен во втулке, укрепленной к бруску q, нижний же его конец оканчивается вилкой, обхватывающей параплицу (фиг. 12, табл. I), которая подпирается веретеном v' и сообщает ему вращательное движение. Для удержания веретена v' в правильном положении служит кружловина, заделанная в нижнем жернове, нижний же его конец опирается на подпятник, помещенный на рычаге w. Изменяя наклон этого рычага — для чего конец его справа (фиг. 10, табл. I) имеет тягу с резьбой на конце, на которую навертывается гайка, — можно поднимать и опускать веретено v', а, следовательно, и параплицу с верхним жерновом, чем достигается установка желаемого расстояния между мелющими поверхностями жерновов. Для прекращения вращательного движения вала H, устраивается тормозное приспособление; из деревянного хомута t (фиг. 10, табл. I), составленного из нескольких брусков, огибающих обод колеса K сверху; один конец хомута прикреплен на шарнире к неподвижной балке, другой же — соединяется посредством тяги p с рычагом f, представляющим длинный брус, поворачивающийся около оси β и прижимающий хомут к ободу колеса K, когда нужно затормозить вал H. Во время работы М. брус f, а с ним и хомут, бывают приподняты; с этой целью в конце рычага f, показанного пунктиром в той его части, которая расположена за ящиком с пеклевальным мешком, укреплен блок v; его огибает веревка, укрепленная в точке o и поднимающаяся затем к валу K, на котором насажен барабан l с обвитой вокруг него другой веревкой, конец которой направлен вниз. При натяжении конца этой веревки она свивается с барабана l и поворачивает вал K, на который тогда навивается веревка, обходящая около блока v; таким путем брус f удерживается в поднятом положении. Когда же надо затормозить вал H, ослабляют конец веревки, свившейся с барабана l, и брус f опускается. Если вес бруса f недостаточен, на конце его укрепляют груз, чтоб сильнее прижать тормозной хомут к ободу колеса K. На валу H, кроме колеса K, закреплено еще цилиндрическое колесо диаметром около 4 футов, которое сцепляется с колесом S меньшего диаметра, укрепленном на валу u; вал этот легко отодвигается при посредстве рычага, связанного с подвижной подушкой o', причем расцепляются зубчатые колеса. На валу u укреплены концами и обвиты вокруг него две веревки x и y, к другим концам которых прицепляются мешки с зерном или с остатками от первого помола, подлежащими дополнительному размельчению. Мешки поднимаются при навивании веревок x и y на вал u, для чего сцепляют зубчатые колеса; при расцепке их мешки спускаются. Чтобы те же работы можно было производить и в том случае, когда М. стоит, на вал u насаживается колесо T, на которое наматывается веревка и к концу ее прилагается усилие, подобно тому, как это имело место для веревки, намотанной на барабан l. Обыкновенно в таких М. помещается один мукомольный постав, пеклевальный мешок которого получает сотрясательные движения от кулачного колеса q' на веретене v', как это подробно разъяснено в предыдущей М.

Ветряные мельницы голландского типа более совершенны. В них поворачивается не вся М., а только верхняя ее часть, где располагается вал с крыльями. Здания таких М. устраиваются из кирпича, или из камня, в виде усеченного конуса, или их делают из дерева, в виде усеченной восьмигранной пирамиды, иногда же нижняя часть строения бывает каменная, а верхняя деревянная, как это имеет место для М. на фиг. 13 (табл. I). В этой М. наклоненный к горизонту вал с крыльями поворачивается вместе с крышей по направлению ветра, так что крылья располагаются против ветра и получают вращательное движение, которое через конические колеса a и b передается вертикальному валу c, сообщающему движение мельничным машинам. На валу c закреплено цилиндрическое колесо d, которое сцепляется с колесами e на веретенах четырех жерновов. От того же вала c получает движение вертикальный вал f, а от этого последнего, через коническое колесо g, приводится в движение горизонтальный вал, сообщающий движение другим валам, приводящим в движение винты l и призматические сита m. Размолотый продукт по выходе из жерновов поступает сперва в желоба винтов и затем уже винтами отводится в сита m; просеянный продукт собирается в мешках, прикрепляемых к трубам n,п. Для подъема зерен и остатков, подлежащих перемалыванию, служит подъемная платформа, движущаяся вдоль направляющих столбов p; платформа соединяется с веревкой, навивающейся на вал v, когда к нижнему ребру обода колеса b нажимается плоский обод колеса q, приподнимаемого вместе с валом v при посредстве особого рычага. Вместо того чтобы поднимать мешки на платформе, их можно поднимать прямо веревкой, наматывающейся на вал v. Верхняя часть более ясно представлена на фиг. 14 и 15 (табл. I), хотя и в несколько измененном виде. Здесь угловые стойки ZZ башни связаны вверху частью W, на которой помещена кольцевая часть a, с окружающей ее частью V; на части a расположен зубчатый венец a', с зубцами которого сцепляется колесо b, ось которого поворачивается вместе с крышей и поддерживается в ней брусьями EE при посредстве поперечных брусков. К внутренней поверхности колеса a' прилегают ролики nn..., прикрепленные к брусьям EE и к среднему пересекающему их брусу, в котором помещена цапфа вертикального вала; ролики эти облегчают поворот крыши и устраняют ее передвижение. На фиг. 15 (табл. I) видно шесть катков nn..., но их полезно делать в большем числе, кроме этого, следует для облегчения поворота крыши ставить ее на катки с горизонтальными осями; в М. на фиг. 13 имеются подобные катки между кольцами α и β, но по малости масштаба они не показаны на фиг. Вал колеса b (фиг. 14, табл. I), сцепляющегося с зубцами венца a', получает вращательное движение от небольшого ветряного колеса l,l, которое можно назвать направляющим или рулевым колесом, поворачивающим крышу в положение, при котором ветер действует нормально на плоскость колеса BB, насаженного на валу AA. Плоскость вращения колеса l,l расположена перпендикулярно к плоскости вращения колеса BB; если ветер направлен нормально к этой последней плоскости, колесо l,l стоит, в противном случае оно вращается, пока не встанет своей плоскостью по направлению ветра. Вращательное движение от вала k колеса l,l передается через зубчатые колеса i и h (фиг. 15, табл. I) валу g, отсюда через конические колеса e и f получает вращение винт d, поворачивающий колесо c на валу d (фиг. 14, табл. I), на котором насажена шестерня b, сцепленная с зубчатым венцом a'. Крыша называется иногда чепцом, ввиду своеобразной ее формы. Рассмотренные перед сим части поддерживаются брусьями m,m, прочно связанными с основными брусьями крыши. В М. на фиг. 13 (табл. I) поворот крыши достигается также через вращение ветряного направляющего или рулевого колеса, отсюда, через конические колеса и валы 1, 2 и 3, получает движение шестерня 4, сцепляющаяся с колесом, укрепленным вверху вокруг неподвижной части здания. Независимо от ветра, поворот крыши достигается вручную, при приложении усилия к рукоятке 5. Прочие детали фиг. 14 и 15 (табл. I) относятся до приспособлений для уравнивания вращательного движения колеса BB. Если вся поверхность крыльев ветряного колеса покрыта парусом или другой обшивкой, то при данной силе ветра работа его будет наибольшей. Увеличение или уменьшение величины поверхности крыльев, прикрытых парусами, достигается через свертывание и развертывание парусов; если обшивка крыльев сделана ставнями из драни, то для регулирования хода колеса приходится их снимать или снова накладывать на крылья. В рассматриваемой М. изменение величины поверхности крыльев производится автоматически. С этой целью каждое крыло прикрыто узкими щитиками, которые могут быть одновременно поворачиваемы около длинных своих сторон, имеющих направление, перпендикулярное к длине маха; при этом щитики прикрывают крылья вполне или только частью. Для поворота щитиков ось каждого из них соединена с небольшим рычагом, а эти последние связываются для каждого крыла общей тягой, находящейся в соединении с рычагами w, которых поворот сопровождается перемещениями стержня vv внутри вала AA, на котором укреплено ветряное колесо. Стержень vv соединен на конце с зубчатой рейкой p, которая сцеплена с зубчатым сектором q, ось последнего поворачивается вместе с рычагом r, соединенным тягой с другим рычагом, на конце которого висит тяга t с грузом. Всегда можно выбрать этот груз таким, чтобы давление на стержень v соответствовало желаемому открытию или повороту щитиков, сообразному с силой ветра и работой мельницы; если давление ветра уменьшится, груз на тяге t будет иметь перевес и повернет щитики в сторону крыльев, отчего увеличится их поверхность, в противном случае щитики повернутся и приподнимут груз на тяге t. Подобное же устройство для уравнивания хода сделано и в мельнице на фиг. 13 (табл. I), с той разницей, что с зубчатым сектором 6 поворачивается рычаг 7, соединенный с рычагом 8, подвешенным на оси 10; к рычагу 8 привешивается груз 11, который или висит над осью 10, или стремится принять это положение, причем поворачивает рычаг 8, с чем связано передвижение стержня v внутри вала; от этого стержня, как и в предыдущем случае, поворачиваются щитики на крыльях. Для торможения вала с ветряным колесом служит тормоз α (фиг. 14, табл. I), огибающий обод зубчатого колеса D; один конец такого хомута или тормозной дуги, соединенной из нескольких кривых брусьев, укрепляется неподвижно, другой же — соединяется с рычагом γ, который можно поднять или опустить, действуя на привязанный к нему шнур η, обходящий около направляющих блоков δ и z. Подобным же образом устроена и действует на фиг. 13 (табл. I) тормозная дуга 12, огибающая обод колеса α. Крылья ветряных мельниц состоят из махов, укрепленных к валу, из перьев или иглиц, соединяемых с махами, и из парусов или щитов, укладываемых на иглицах. Для вращения крыльев поверхность их, на которую давит воздух, располагается наклонно к направлению движения этого последнего. Если mn (фиг. 19, табл. I) представляет ширину крыла, и воздух двигается по направлению стрелки со скоростью v, то колесо получает движение в направлении перпендикулярном к ветру со скоростью c. Наибольшая работа крыла определяется наивыгоднейшим наклоном его к направлению ветра; удовлетворяя этому условию, угол α (фиг. 19, табл. I) должно определять по формуле: Так как входящая в эту формулу величина c скорости вращения крыла увеличивается по мере удаления рассматриваемых площадок крыла от оси его вращения, то отсюда следует, что и угол α наклонения должен быть больше для площадок, дальше удаленных от центра колеса. При таком построении крыла оно будет представлять не плоскую, а косую поверхность, элементы которой отклоняются от плоскости вращения под углом β (фиг. 19, табл. I) тем меньшим, чем дальше лежат они от центра колеса. На практике можно встретить крылья с плоскими и косыми поверхностями; махи первых бывают длиной от центра вала от 14 до 20 футов, а вторых — от 30 до 40 футов; их делают обыкновенно деревянными, с квадратным сечением, от 8 до 12 дюймов около вала и от 5 до 6 дюймов на концах, или с сечением прямоугольным, с разрезами 12х9 дюймов около вала и 6х4,5 дюйма на концах, причем большие их размеры располагаются перпендикулярно к плоскости колеса. Перья или иглицы приготовляются также из дерева и пропускаются в сквозные гнезда, выдолбленные в махах; в плоских крыльях все иглицы наклонены одинаково и составляют с плоскостью вращения угол β (фиг. 19, табл. I) от 12° до 18° или, другими словами, ветер ударяет в них под углом α от 78° до 72°. В таких крыльях прямоугольной формы (фиг. 16, табл. I) первая иглица или перо ставится на расстоянии от центра вала около ¹/6 длины маха, ширина крыла делается от ¹/7 до ¹/8 его длины, и мах пересекает крыло так, что ширина крыла с одной стороны маха равна ¹/3 полной ширины крыла. В плоских крыльях трапецеидального очертания (фиг. 17, табл. I) ширина крыла на конце, более удаленном от вала, бывает от ¹/4 до ¹/3 длины крыла, а на краю, ближе лежащем к валу, от ¹/6 до ¹/5 той же длины; мах в таких крыльях проходит параллельно длинной грани крыла на расстоянии ³/8 ширины крыла, на конце, более удаленном от вала. Обыкновенно узкая часть крыла обшивается наглухо досками или дранками, а широкая покрывается съемными щитами или парусами; с боков крылья окружают продольными брусками, в которых делаются гнезда для иглиц; если крылья покрываются полотняными парусами, то посередине помещаются еще продольные бруски, так что вся поверхность крыла состоит из квадратиков, имеющих в стороне около 2 футов. Косые крылья представлены в двух перпендикулярных направлениях, на фиг. 18 (табл. I); при трапецеидальном очертании (фиг. 17, табл. I), форма их часто такова: ab=¹/6ac, bc=⁵/8ac, bd=ce=¹/5ac и cf=²/3ce. По Смитону, перо, на расстоянии от вала равном ¹/6 длины маха, должно быть наклонено под углом α=72°, а последнее, на внешнем краю маха, под углом α=83°; при этом, если расстояние между первым и последним перьями разделить на пять частей, то перья в точках деления, считая от вала, должны бы быть наклонены под углами α равными 71°, 72°, 74° и 77,5°. Обыкновенно принимают, что скорость вращения крыла на конце его, более удаленном от вала, должна быть в 2,5 до 2,7 более скорости ветра и задают наиболее пригодные для работы М. скорости ветра; при этих условиях можно найти скорость крыла c на каждом расстоянии от вала и, по приведенной выше формуле (1), определить в каждом месте угол α наклонения крыла. Если, имея эти сведения, часть длины маха, занятую крылом, разбить на несколько равных частей и через точки деления провести прямые, перпендикулярные к маху, то крыло разобьется на отдельные площадки, для каждой из которых будет известна также и величина f ее площади, при этом количество работы, извлекаемой из ветра такой площадкой, определится выражением:

4δ/2g[f∙(v∙sinα c∙cosα)²∙c∙cosα]

где δ — площадь воздуха и g — ускорение силы тяжести. Слагая подобные площадки, получим полезную работу всего крыла, а умножая эту последнюю на число m крыльев, определим полную полезную работу ветряного двигателя в таком виде:

L = 4mδ/2g ∑[f∙(v∙sinα c∙cosα)²∙c∙cosα] (2).

Приняв для рассмотренных выше M. v=6,28 м, с=2,5v, из формулы (1) получим, для конца крыльев, tangα=7,75 и, следовательно, α=82°40'; при длине же махов в 9,42 м (почти 27 футов), при расстоянии первой иглицы от центра в ¹/6 длины маха или в 1,57 м, скорость с крыла в этом месте будет 2,61 м, причем по формуле (1) tangα=2,16 и, следовательно, α=65°15'; при этих определениях полезная работа крыльев, принимая δ=1,25 кг и g=9,81 м, выраженная в килограммометрах, оказывается довольно близкой к выражению L=0,0338Fv³, где F — площадь крыльев в кв. м, на которую действует ветер, имеющий скорость v^m. Ta же работа, выраженная в лошадиных силах, определится выражением:

N = 0,00045Fv³ (3).

Значительная часть этой работы тратится на преодоление работы трения на валу, к которому укреплены махи, особенно при деревянных валах (фиг. 10, табл. I), шейки которых бывают от 1,5 до 2 футов; поэтому-то для уменьшения пути трения желательно таким валам не придавать большого числа оборотов; а именно — скорость на конце крыльев, при наибольшей их работе, должна быть около 2,5 раз больше скорости ветра; при этом, если М. ходит порожней, скорость на конце крыльев бывает около 4 раз более скорости ветра. Значительное трение на шейках валов, деревянных и чугунных, приводит к тому, что вышерассмотренные М. не могут развивать при слабом ветре требуемой работы; скорости ветра в 6—8 м в секунду считают для них наиболее пригодными. При скорости ветра около 6,28 м в секунду для передачи работы в одну лошадиную силу требуется, по формуле (3), около 9 кв. м площади F крыльев; на практике же, ввиду вредных сопротивлений на шейках вала и в передачах, следует иметь 14 кв. м в площади крыльев при валах деревянных и 12 кв. м — при валах чугунных. Валы, к которым укрепляются крылья, устанавливаются часто под углом от 8° до 12° к горизонту, ибо ветер часто бывает направлен наклонно к земле и для более устойчивого положения валов, а также, чтобы и концы крыльев вращались на некотором удалении от стен строения.

Ветряные М. американские существенно отличаются от ранее рассмотренных: вместо 4—6 отдельных крыльев предыдущих устройств в них употребляются крылья в форме узких планок, расположенных в виде кольца, внутренний диаметр которого около ¹/3 наружного его диаметра. Такое кольцо, закрепленное на оси, горизонтальной или слегка наклоненной к горизонту, сообщает ей вращательное движение и, в отличие от вала с крыльями, может быть названо ветряным колесом. Подобно М. голландским, американские ветряные колеса устраиваются с приспособлениями для автоматической установки их против ветра и для автоматического регулирования их при изменяющейся силе ветра, но механизмы для этой цели отличаются особой оригинальностью и простотой, облегчающей их исполнение, а также, что очень важно, конструкции эти не требуют пустотелых валов (фиг. 13 и 14, табл. I), вследствие чего уменьшается диаметр шеек и сберегается работа, расходуемая на преодоление трения на их поверхностях. Ниже рассмотрены наиболее типичные устройства американских ветряных колес.

Колеса Галладая в общем виде представлены в ст. Колеса, где на фиг. 9 и 10 буквой f, обозначен руль, соединенный с поворотной частью, на которой помещен вал колеса; действием ветра на руль плоскость колеса поворачивается в направлении, перпендикулярном к направлению ветра. Колесо состоит из розетки, закрепленной на валу, в которой помещены концы махов в числе 6, 8 или более, смотря по размеру колеса; между каждыми двумя махами расположены секторы, покрытые узкими, наклоненными к плоскости колеса, планками, играющими роль крыльев; каждый из секторов может поворачиваться около своей оси, цапфы которой уложены в гнезда частей, укрепленных к махам. При сильном ветре, когда колесо получает большее, чем нужно, число оборотов, секторы поворачиваются на осях cc по направлению стрелок и могут принять крайнее положение d'd', при котором ветер не может уже приводить колесо во вращательное движение. Смотря по силе ветра и сопротивлению, преодолеваемому колесом, наклон секторов изменяется автоматически, что достигается грузами Q (фиг. 2), закрепленными на стержнях i. Фиг. 2.

С увеличением числа оборотов колеса центробежная сила грузов Q, вращающихся вместе с колесом, возрастает, и они, перемещаясь в направлении стрелок, поворачивают секторы dd на их осях cc через посредство укрепленных к ним рычагов e. Вместе с этим поворачиваются рычаги prq, около шарниров r, прикрепленных к розетке b концы p этих рычагов связаны с тягами i, а концы q — с тягами n, которые соединены с розеткой k. Эта последняя надета на вал и вращается вместе с колесом и всеми вышеприведенными частями, но, независимо от сего, она может перемещаться вдоль вала и с ней соединен рычаг lm, имеющий ось качания в неподвижной стойке и; на конце l рычага укреплен груз P, конец же m рычага сделан вилкообразным и обхватывает гнездо, заточенное на розетке k. Очевидно, что когда при увеличенном числе оборотов возрастает центробежная сила грузов Q, тогда должны произойти перемещения частей в направлении стрелок, нанесенных на фигуре; при этом повернутся секторы dd и приподнимется груз P. Когда же, при уменьшившемся числе оборотов колеса, ослабнет напряжение центробежных сил грузов Q, тогда груз P опустится и повернет всю систему рычагов и тяг в обратную сторону и секторы dd примут такое положение, что сила ветра будет действовать на большую их площадь. Грузы Q можно закрепить в желаемом месте стержней ii, и чем дальше они будут расположены от центра вала, тем при меньшем числе оборотов будет работать колесо. Регулирующее действие грузов Q будет одинаково, от какой бы причины ни произошло увеличение скорости колеса: вследствие ли увеличившейся скорости ветра, или вследствие уменьшения сопротивления, которое преодолевало колесо во время работы. Большие колеса рассматриваемой системы устраиваются с двумя рядами концентрически расположенных секторов; отдельные секторы укрепляются, как и раньше, к махам, на поворачивающихся осях, и регулирующий механизм, подобный показанному на фиг. 2, имеет только ту особенность, что каждая тяга i сочленяется с двумя рычагами e, укрепленными к двум секторам, помещенным между двумя смежными махами a. При сильном ветре двойные секторы поворачиваются также в положение, перпендикулярное к плоскости колеса, и дают ему вид двух барабанов, вставленных один в другой. То же положение принимают секторы при натяжении особой тяги, которая прикрепляется к рычагу l (фиг. 2), на которой тогда укрепляется груз P; действуя на подобную тягу, можно во всякое время остановить колесо. Поворотная часть, к которой укрепляется руль и на которой располагается ось с колесом, поддерживается на катках для уменьшения сопротивления ее движению. Вместо руля применяется рулевое колесо, подобно тому как и в голландских мельницах (фиг. 13, 14 и 15, табл. I). Для приведения в движение насосов, колеса Галладая строятся на передачу работы от 0,5 до 18 лошадиных сил; ниже приведены несколько номеров колес для приведения в движение сельскохозяйственных машин, поставов и других механизмов по прейскуранту U. S. Wind Engine & Pump С°, Batavia, Illinois.

--------------------------------------------------------------------------------------------------------

| Номер | Диаметр | Число  | Вес, в кг  | Цена, в |

| | | лошадиных сил | | долларах |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| 6 | 4,88 | 2 | 981 | 350 |

| 9 | 7,62 | 6 | 2084 | 700 |

| 10  | 9,14 | 8 | 2337 | 800 |

| 11  | 10,97 | 12 | 3150 | 1200  |

| 12  | 12,91 | 18 | 4306 | 1500  |

--------------------------------------------------------------------------------------------------------

В цену включен вертикальный передаточный вал и получающий от него движение горизонтальный вал длиной 3 м со шкивом; число лошадиных сил ветряных колес в большинстве случаев соответствует скоростям ветра в 7—8 м в секунду. МЕЛЬНИЦЫ МУКОМОЛЬНЫЕ II.

Колеса Eclipse в общем виде представлены в ст. Колеса, где на фиг. 11 обозначена часть колеса с неподвижно укрепленными на нем планками, играющими роль крыльев, затем видны два руля d и c, первый ставит колесо против ветра, а второй регулирует работу колеса при содействии груза d. Принцип устройства и действия колес этой системы уясняется из фиг. 3 и 4, где dd — ветряное колесо с неподвижно укрепленными на нем планками или лопастями; в них ударяет ветер, направление которого обозначено стрелкой w; при нормальной работе колесо dd ставится против ветра посредством руля h; если же сопротивление, преодолеваемое колесом, остается то же, а ветер усиливается, тогда действием руля f, укрепленного к части o, колесо dd поворачивается около оси e и, если ветер очень силен, принимает положение на фиг. 4, при котором совершенно прекращается его работа; по ослаблении ветра, колесо dd, посредством особого груза, стремится принять положение на фиг. 3. Фиг. 3. Фиг. 4.

Для лучшего уяснения ниже рассмотрена конструкция механизма колес этого типа, на которую взял привилегию г-н Давыдов. На фиг. 25 (табл. II) видна в разрезе верхняя часть двигателя; ось a ветряного колеса помещена в колпаке d; от нее, через зубчатые колеса b и c, сообщается вращательное движение вертикальному валу, пропущенному в здание через трубчатую часть i, скрепленную с верхними концами деревянных стоек s, образующих башню. Вверху части i к ней укреплено кольцо g, в кольцевую выемку которого уложены шары e, а на них опирается колпак d; под частью g находятся подобные же шары f, поддерживаемые снизу кольцом d', привернутым к колпаку. Этим путем при повороте колпака скользящее трение преобразовано в катящееся; кроме того, для ослабления трения от горизонтальных сил, служат катки z. Под колпаком d, соединенным с кольцом d' на трубку i надето кольцо h с двумя отростками, в которых укреплены концы труб w,w (фиг. 26 и 27, табл. II), соединенных с рулем для поворота колпака d так, чтобы колесо с валом a располагалось против ветра; упомянутый руль, кроме того, поддерживается тягами kk (фиг. 25, 26 и 27, табл. II), верхние концы которых пропущены в отверстия кольца, поворачивающегося на штыре колпака. Так как этот руль соединен с кольцом h, надетым на трубку i независимо от колпака, то поворот сего последнего достигается через промежуточные части и таковыми служат: рычаг M (фиг. 26 и 27, табл. II), подвешенный к колпаку d, и цепь x, укрепленная в o' к кольцу h; натяжение этой цепи обеспечивается грузом, укрепленным на длинном плече рычага M. Для регулирования работы колеса служит руль; на фиг. 25, 26 и 27 (табл. II) он укреплен в конце трубы F, которая вложена в гнездо колпака d, и, независимо от сего, тот же руль соединен с колпаком тягами l,l. Если ветер силен, он производит усиленное давление на руль, укрепленный на трубе F, и колпак с осью a и ветряным колесом поворачивается тогда вправо по стрелке (фиг. 27, табл. II), а так как руль, соединенный с кольцом h, удерживается ветром в прежнем положении, то поворот колпака d возможен при условии поворота рычага M, причем короткое его плечо, к которому укреплен конец цепи x, опустится, а длинное плечо, с грузом на нем, поднимется. По миновании усиленного давления ветра на руль, укрепленный на трубе F груз на длинном плече рычага M станет опускаться, а короткое плечо этого рычага, поднимаясь, будет тянуть цепь x, вследствие чего колпак d будет поворачиваться в сторону, обратную стрелке на фиг. 27 (табл. II), ветряное же колесо будет стремиться принять положение против ветра. Для прекращения работы ветряного колеса служит цепь y, укрепленная к кольцу h в o2 (фиг. 27, табл. II) и навивающаяся на барабан, ось которого расположена на колпаке; барабан соединен с колесом H (фиг. 25 и 28, табл. II), сцепленным с винтом, который получает движение от вала t, приводимого в движение от руки, что производится до тех пор, пока оба руля не сблизятся. Ролики pp... служат для направления цепей x и y. Колеса рассматриваемой системы строят U. S. Eclipse WindMill C° Beloit, Wisconsin и многие другие; прейскурантные сведения об их размерах, передаваемой работе и цене не отличаются существенно от таковых для колес системы Галладая.

Колеса с поворотными лопастями или крыльями (фиг. 20, табл. I) регулируются приспособлением, подобным применяемым в колесах Галладая; в них грузы Q под влиянием развивающейся центробежной силы поворачивают дугообразные частя mn, от которых зависит поворот крыльев k; при сильном ветре последние становятся против ветра ребром. Тяги i соединяются с подвижной розеткой на валу, как и в колесах Галладая. Система эта, известная под именем Ultra-Standart, вообще менее распространена, так как при большом числе крыльев, каждое с двумя цапфами, в ней больше, чем в других системах вращающихся соединений. Для определения наклона их крыльев или лопастей, в Америке, вместо вышеприведенной формулы (1), пользуются часто упрощенной формулой Вольфа. Определение работы колеса производится или по вышеприведенной формуле (2), или по упрощенной формуле (3), вместо которой, ввиду более совершенного устройства американских колес, принимают:

N = 0,0005Fv³... (5)

где, как и ранее, N — число лошадиных сил, передаваемых колесом, F — площадь крыльев, на которую давит воздух, в кв. м, и v — скорость ветра, в м. Для американских колес, внутренний диаметр которых большей частью составляет ¹/3 наружного их диаметра, имеем: F=0,7854d²(1-¹/9)=0,6981d², а потому:

N = 0,0005∙0,6981d²∙v³ = 0,00033d²∙v³ ...(6)

т. е. число лошадиных сил, передаваемых колесом, возрастает пропорционально квадрату его диаметра и кубу скорости ветра; поэтому при расчетах с немного преувеличенной скоростью ветра против действительной может оказаться грубая ошибка в отношении работы, ожидаемой от колеса. Следует задаваться скоростями ветра, меньшими преобладающих в данной местности, дабы увеличить время работы ветряных колес. Исследования Керсновского (прил. к LXV т. "Записок Императорской Академии Наук") и Клоссовского ("Труды метеорологической сети юго-западной России") устанавливают общее заключение о силе действующих у нас ветров; для России число суток, в которых средняя скорость ветра около 4 м в секунду, едва ли более трети года. Местные условия для пользования силой ветра должны быть приняты в особое внимание, и при подходящих обстоятельствах следует стараться о более высоком положении осей ветряных колес над поверхностью земли, так как скорость ветра возрастает с высотой; и одна-другая лишняя сажень в высоте установки колеса может иногда благоприятно прирастить его рабочую способность. Наши М., по-видимому, часто страдают от низкой установки крыльев и колес.

Мельницы штифтные, в которых размельчение зерен производится ударами вращающихся штифтов, пальцев или билл, известные также под названиями дезинтеграторов (desintegrateur), раздробителей и т. п., введены в мукомольное производство в 1874 году Карром, который первоначально предложил этот прибор для размельчения руд минералов и вообще твердых тел в кусках. Дезинтегратор Карра заметного распространения не получил. В настоящее время штифтовые М. применяют иногда для более легкой работы, заставляя разрыхлять зерна, выходящие из валковых поставов, в которых их сдавливают. При таком применении подобные приборы следовало бы называть разрыхлителями. На фиг. 21 и 22 (табл. I) представлен разрыхлитель (désagregateur, désmémbrateur) Нагеля и Кэмпа, в воронку которого J поступают частицы из вышерасположенного постава с валками, где они сдавливаются. Через отверстие, прикрываемое задвижкой p, частицы падают на валик H, причем выход их регулируется задвижной o, которую можно приближать к валику посредством маховичка o'; части эти служат также с целью затруднить движение воздуха в воронку C, через кольцевое отверстие в которой частицы поступают в пространство между двумя дисками A и A' со штифтами aa... и bb... Диски помещены внутри чугунного кожуха B и один из них A установлен неподвижно, тогда как другой закреплен на валу E и получает от 1000 до 3000 оборотов в минуту; меньшее число относится к случаю разрыхления зерен, а большее — к производству той же операции над спрессованной крупкой. Пройдя между дисками, разрыхленный продукт удаляется из кожуха B через отверстие B2. Для натяжения ремня, перекидываемого на шкив F, служит натяжной ролик J; ось его помещена в скобообразной части K, соединенной частью d с кольцом L, поворачивая которое на выступе стенки кожуха B, можно дать надлежащее положение ролику J и задержать его в этом положении винтами f. Каннелированный валик H получает вращение от вала E посредством винта n' и винтового колеса n. Каморы D и D' служат для собирания масла, которым обильно смазываются удлиненные цапфы вала E, помещенные во втулки g со сферическими утолщениями, обеспечивающими правильное положение в них вала F. Прочие части имеют назначение: винты hh — для устранения передвижения вала E вдоль втулок g; винты g'g² — для прикрытия отверстий, через которые вливается масло; j — масленки; ii — краны для спуска масла, вытекающего из втулок g и собираемого в каморах D и D'. При расходе около 6 лошадиных сил прибор разрыхляет в час около 2 тонн зерен или около тонны спрессованной крупки. Многие другие раздробители и разрыхлители, имея свои конструктивные особенности, не отличаются существенно от рассмотренных по способу действия и по результатам их работы.

М. фермерские представляют разнообразные устройства для размельчения зерна вручную, при посредстве конного привода или локомобиля. Обыкновенные с вертикальной осью вращения мукомольные поставы, применяемые в таких случаях, надо признать наилучшими машинами, но они требуют большого расхода движущей силы, высоки по стоимости и не могут погашать этих затрат при периодической работе с целью размола небольшого количества зерна. В этих видах выгоднее поставы с горизонтальными осями вращения и за границей на небольших фермах применяют их весьма часто, притом с металлическими жерновами, замена которых на новые не встречает там никаких затруднений. На фиг. 23 (табл. I) изображена ручная М. конструкции Шмейа с жерновами из закаленного чугуна завода Грузона (Buckau-Magdeburg), известного высокими качествами изделий этого рода. Отдельные части этой М. видны на фиг. 29 (табл. II), которая изображает ту же М., приспособленную к ременному приводу. Из воронки e зерна через отверстие, регулируемое задвижкой f, поступают в пространство между жерновами a и b и в размельченном виде выбрасываются в кольцевой канал их окружающий, а отсюда поступают в трубу g. Жернова (фиг. 30, табл. II) имеют вид колец, снабженных концентрически расположенными треугольными желобками, прорезанными в радиальном направлении, так что образуются треугольные зубцы, в промежутках между которыми помещаются зубцы другого кольца, составляющего другой жернов. Через радиально направленные промежутки между зубцами перерезанные ими частицы удаляются в направлении от центра к окружности и, чтоб облегчить движение их в этом направлении, кольца около внутренней окружности имеют меньшую толщину, вследствие чего зубцы в этих местах получаются выше и делаются толще, чтобы увеличить их сопротивляемость. Неподвижное кольцо b привинчивается к основной части постава, которая вместе с подушками для оси составляет одно целое; вращающееся кольцо a привинчивается к тарели, закрепленной на оси вращения, на другом конце которой насажен шкив t (фиг. 30, табл. II) или маховик с рукояткой m (фиг. 23, табл. I). Для изменения расстояния между кольцами на ось надета муфта d, ее обхватывает вилкообразный рычаг, поворачивающийся на оси i, с которым составляет одно целое часть с принадлежащими к ней винтом с маховичком c и цилиндром h, с помещенным в нем стержнем и пружиной. При вращении маховичка c поворачивается на оси i весь вышеуказанный рычаг и муфта d передвигает вал с кольцом a в ту или другую сторону; чтобы эти части сохранили данное им положение, стержень в цилиндре h придавливается пружиной к неподвижной скобе, где помещена ось i. Когда затупятся кромки зубцов на кольцах, расположенные нормально к их поверхностям, тогда изменяют направление вращательного движения кольца a, для чего ремень, перекинутый на шкив t, изменяют на перекрестный. Когда зубцы на кольцах с одной их стороны сносятся, тогда кольца отвертывают и подставляют для работы другие их стороны, на которых также сделаны зубцы. Такие ручные М., при диаметре колец в 200 мм, перемалывают в час от 0,75 до 2,5 пудов, смотря по крупности помола; приводные делаются разных размеров и, при диаметре дисков в 400 мм, при числе оборотов в минуту около 300, при расходе работы от 3 до 4 лошадиных сил, смалывают от 15 до 45 пудов в час. Как фермерские М. с металлическими жерновами могут служить многие другие — см. Мельницы для круп (фиг. 4, 5 и 6). На фиг. 24, табл. I, представлено несложное устройство М. с каменными жерновами, где a — воронка, куда засыпается зерно, выбрасываемое отсюда валиком b с лопастями, причем оно принимается винтом e и передвигается им в пространство между жерновами l и l'; последний получает вращательное движение от поддона i', приводимого во вращательное движение от вала со шкивом n. Другой жернов l во время работы остается неподвижным, но, смотря по крупности помола, можно изменять расстояние его от вращающегося жернова; для этой цели поддон i этого жернова соединен с трубой, имеющей снаружи винтовую нарезку и пропущенной через стойку g, в вырезе которой помещен маховичок h, с нарезкой в ступице; вращением этого маховичка поддон с жерновом l можно передвигать, причем передвигается и ковш a, закрепленный на конце трубки, удерживаемой от поворота. Винт e получает вращение от поддона i, а питающий валик можно привести во вращение от винта e; кожух J устраняет распыление. Подобные М. при диаметре жерновов от 0,50 до 0,70 м получают от 380 до 320 оборотов в минуту, требуют от 1,00 до 1,50 лошадиных сил и при крупных помолах могут проявлять значительную производительность; уменьшая диаметр жерновов, подобные устройства можно применить для ручной работы.

Мелющие поверхности (Mahlflächen) жерновов и валков могут быть ровные или же снабжаются бороздками. Мелющие поверхности ровные, т. е. без бороздок, должны быть тверды, шероховаты и не должны полироваться. Твердость нужна, чтобы поверхности не сминались под испытываемыми ими значительными давлениями и чтобы вообще не снашивались очень скоро. Шероховатость нужна, чтобы возбудить между мелющими поверхностями и размалываемыми частицами необходимые для разрушения их силы трения; если какая-либо частица зажата с давлением p между двумя поверхностями, из коих одна неподвижна, а другая движется, или же обе движутся в противоположные стороны, или даже в одну сторону, но с разными скоростями, то частица эта, под влиянием силы трения fp, увлекается одной из поверхностей и с той же силой задерживается другой поверхностью, результатом чего и является ее разрушение; если бы поверхности не были достаточно шероховаты, т. е. если бы коэффициент трения был мал, то пришлось бы употреблять весьма большие давления между жерновами, что отразилось бы неблагоприятно на качествах продукта и причинило бы излишний расход работы на движение постава. Наиболее пригодны для изготовления мелющих поверхностей обыкновенных жерновов некоторые породы камней, получившие название жерновых камней (см.). Наибольшей известностью пользуются жерновые камни, добываемые во Франции, в La Ferté-sous-Jouarre; камни эти кварцевой породы, весьма тверды и пористы; при стирании камня поверхность его остается постоянно шероховатой с острыми краями или с кромками около пор, которыми удобно снимается мучнистое вещество с оболочек зерен без заметно сильного размельчения последних. Жернова из этого камня применяются обыкновенно на мельницах, выделывающих высокие сорта пшеничной муки, но они не менее пригодны для размола ржи и других хлебных зерен. Для жерновов употребляют и песчаниковые камни, особенно те, которые обладают достаточной вязкостью, устраняющей крошение частиц камня, и обладающие острыми кристаллами, которыми характеризуется их шероховатость; они часто применяются для размола ржи, а менее добротные из них находят применение в лущильных поставах, жернова которых сдирают с зерен внешние их оболочки. Жернова из порфира, гранита, базальта (лавы) пользуются также заметным распространением в районах их добычи. Так как в природе редко можно встретить большие камни вполне однородные в отношении твердости, шероховатости и прочих условий, то хорошие жернова часто состоят из кусков, подобранных один к другому для получения мелющих поверхностей желаемых качеств. На фиг. 5 и 6 показаны подобные жернова, составленные из кусков правильной формы, но форма кусков может быть и неправильной, как на фиг. 7, за что нет основания браковать жернова. Фиг. 5, Фиг. 6 и Фиг. 7.

Чтобы не удорожать без особой надобности жерновов, вследствие изготовления всей их мелющей поверхности из кусков материала высокого качества, представляют эту последнюю разделенной на три кольца или пояса A, B и C (фиг. 7), причем рассматривают, как это в самом деле и есть, что пояса A и B служат для подведения частиц к поясу C, на котором производится требуемое их размельчение и который поэтому называют мелющим поясом (Mahlbahn, feuillure); при этом в пояс A допускают камни посредственного качества, в пояс B — камни более высокого качества, а пояс C составляют из наилучшего камня. В обыкновенных жерновах мелющие пояса C делаются плоскими и при установке совместно работающих жерновов особенно заботятся о строгой их параллельности, необходимой для получения равномерного помола; пояса же A и B углубляют, так что они представляют вогнутую вовнутрь жернова сферу, образующую так называемый глоток, содействующий лучшему вступлению размалываемых частиц из глаза жернова, т. е. из центрального в нем отверстия, в пространство между мелющими поверхностями и облегчающий подведение частиц к мелющему поясу C. При диаметрах жерновов от 1,00 до 1,50 м ширина пояса C делается от 14 до 18 стм, редко более 20 стм; при тех же диаметрах высота глотка около глаза бывает от 2 до 3 мм в верхнем и от 0,5 до 1,0 мм в нижнем жернове; часто нижний жернов не имеет глотка, тогда соответственно увеличивается вогнутость в верхнем жернове, во всяком случай постепенно спадающая к мелющему поясу C. Жернова в том виде, как они выше рассмотрены, могли бы служить для помола, и иногда их так и применяют; при этом если вращается верхний жернов, то он увлекает за собой частицы, и при вращении в них развивается центробежная сила, подвигающая их в направлении к окружности, в результате чего частицы перемещаются между мелющими поверхностями по спиралям, но движение происходит медленно и размолотый продукт выходит очень нагретым, что понижает его качества. Для устранения этого на мелющих поверхностях делаются бороздки, которые направляются от глаза к окружности жерновов по кривым или по прямым линиям и в поперечном сечении имеют очертание, показанное на фиг. 8, причем стрелкой обозначено направление движения бегуна или верхнего жернова. Фиг. 8.

Из фиг. 8 видно, что глубокий край бороздки de бегуна идет впереди, такой же край у бороздок нижняка располагается обратно; стенка de направляется несколько наклонно к мелющей поверхности, чтобы кромка e не обламывалась; дно бороздок dc делается слегка вогнутым и переходящим в мелющую поверхность под тупым углом c, чтобы облегчить выход частиц из бороздок на мелющую поверхность. Размеры бороздок бывают: высота от 9 до 13 мм, ширина от 30 до 35 мм; меньшие размеры — в жерновах диаметром около 1 м, а большие — около 1,5 м; некоторые мельники глубину бороздок у глаза делают в 6 мм, а на окружности — 3 мм. Расстояние между бороздками делается редко более 50 мм, и при простом помоле, т. е. при размельчении зерен сразу мелко или в муку, площадь мелющей поверхности, занятая бороздками, обыкновенно равна площади промежутков между ними; при последовательном же размельчении зерен, или при так называемом повторительном помоле, площадь, занятая бороздками, достигает до ²/3 всей площади жернова. По бороздкам проходит воздух, охлаждающий жернова, и размалываемый продукт; бороздки, пересекаясь наподобие половинок ножниц, разрезают частицы в них находящиеся и производят первоначальное грубое размельчение, а более полное размельчение производится на площадках мелющей поверхности между бороздками. Всякая движущаяся бороздка, встречая на пути частичку, производит на нее давление, нормальное к своей поверхности, которое дает составляющую, идущую по радиусу в направлении от центра к окружности и ускоряющую передвижение частицы между жерновами. Передвижение частиц от центра к окружности зависит от очертания бороздки или от угла, который составляет касательная к бороздке с радиусом в том месте жернова, где находится передвигаемая частица. На разных расстояниях от центра этот угол, вообще говоря, может быть различен и с увеличением этого расстояния может или увеличиваться, или оставаться постоянным, или уменьшаться. При бороздках, очерченных дугами круга, или при так называемых круговых бороздках, когда окружность, на которой лежат центры бороздок, описывается радиусом ρ2=⁴/5R, где R — радиус жернова, а радиус бороздки ρ1 принимается равным ρ2, углы наклонения бороздок к радиусу увеличиваются от центра к окружности; подобный же результат получается при ρ1=ρ2=⁷/8R. Старые системы круговых бороздок принципиально не совсем верны, так как желательно, чтобы передвижение от действия бороздок происходило ускореннее около глаза, а не при внешней окружности, где оно обеспечено действием центробежных сил, развивающихся в частичках, увлекаемых во вращение верхним жерновом; таким образом, выгоднее были бы бороздки с углом наклонения к радиусу большим при глазе, нежели при внешней окружности жернова. Последнему условию отвечают новые круговые бороздки, в них ρ2 часто берется около ⁵/3R, а ρ1 еще больше на 75 стм; на фиг. 9 вычерчены бороздки при ρ2=2R=4 фута и при ρ1=2R+3 дюйма; разделив радиус на 5 частей, на окружностях от I до V получаются углы 41°30', 24°, 20°30', 20° и 21°; бороздки эти часто применяются ныне в лущильных поставах, причем делают от 12 до 15 бороздок, доходящих до глаза, и столько же промежуточных между ними, которые не доводят до глаза. Фиг. 9.

В логарифмических бороздках Вибе, представляющих логарифмическую спираль, угол наклонения остается постоянным на всяком расстоянии от центра жернова. С целью получить и в этом случае больший угол наклонения бороздки к радиусу у глаза жернова и тем ускорить здесь передвижение размалываемых частиц, часть бороздки, ближайшая к глазу, делается прямолинейной (см. ниже). При жерновах диаметром 4—5 футов бороздки на них расчерчиваются так: делят окружность жернова на 18 частей и через точки деления, по особо изготовленному шаблону, поворачивающемуся в глазе, очерчивают бороздки, идущие от глаза до окружности; после этого расстояния между проведенными бороздками делят на четыре части и через точки деления проводят также бороздки, из них средняя доводится до окружности с радиусом = ²/5R, а крайние до окружности с радиусом = ³/5R. Принято называть бороздки, идущие от окружности жернова до глаза, главными, а прочие, не доходящие до глаза — промежуточными. В прямолинейных бороздках, для построения их, в глаз жернова вставляется дощечка, на которой очерчивается окружность Z (фиг. 10) принятым радиусом, в сем случае называем. эксцентриситетом бороздки, и затем из точек деления на внешней окружности жернова проводят касательные в окружности Z, которыми и определяется направление главных бороздок; эксцентриситет бороздок бывает от ¹/8 до ¹/6 радиуса жернова, считая его отнесенным к кромкам бороздок, более удаленным от центра; он выбирается больше при жерновах большого диаметра; при эксцентриситете в ¹/8 радиуса R жернова углы между бороздками n радиусами в точках I, II, III, IV и V (фиг. 10) последовательно будут 38°30', 18°10', 12°, 9° и 7°10', а такие же углы при эксцентриситете в ¹/6R оказываются 56°30', 24°40', 16°10', 12° и 9°40'. Фиг. 10.

Из этих примеров видно, что в прямолинейных бороздках углы наклонения их к радиусам уменьшаются от глаза к окружности; подвигающее действие бороздок поэтому больше у глаза, где в этом и встречается надобность. На фиг. 10, между бороздками, идущими от глаза к окружности, расположены промежуточные бороздки, не доходящие до глаза; они проведены касательными к тому же кругу Z и потому действуют одинаково с прочими. Число главных бороздок примерно бывает: при диаметрах жерновов в 3 фута — 8, в 4 фута — 12, в 5 футов — 18, число промежуточных между ними бывает 3—4; вообще число бороздок надо избирать, применяясь к вышеуказанному расстоянию между ними. Рассмотренная конструкция прямолинейных бороздок чаще заменяется показанной на фиг. 11, где промежуточные прямолинейные бороздки проведены параллельно главным, причем для них эксцентриситеты получаются отличными от главных и углы наклонения к радиусам, на одинаковых расстояниях от центра жернова, оказываются большими для промежуточных бороздок, более удаленных от главных, им параллельных. Фиг. 11.

Промежуточные бороздки с таким расположением усиливают подвигающее действие главных бороздок, и общая совокупность тех и других бороздок содействует более правильному передвижению размалываемого продукта. Исходя из этих соображений и принимая во внимание удобство изготовления прямолинейных бороздок, конструкция бороздок, показанная на фиг. 11, признана наилучшей и потому наиболее распространена на практике. Способ построения ее прост: проводят глазные бороздки касательными к окружности Z во всем согласно с указаниями, сделанными для фиг. 10; после этого опускают перпендикуляр EF из конца одной бороздки на смежную и делят его на n+1 частей, где n — число промежуточных бороздок; через намеченные точки деления проводят промежуточные бороздки параллельно главной, на которую был опущен перпендикуляр. По отношению ко всем приведенным устройствам бороздок для лучшего уяснения их работы необходимо присовокупить, что если верхний и нижний жернова положить рядом, мелющими поверхностями вверх, то направление бороздок на них будет одинаково; в этом предположении фигуры с 9 по 11 одинаково относятся как к верхнему, так и к нижнему жернову; если же верхний жернов, лежащий так, как сказано, повернуть и положить на нижний, считая фиг. с 9 по 11 изображающими нижние жернова, то наложенный на каждую из них соответственный верхний жернов должен вращаться по направлению стрелки, показанной на фигуре 11. Надлежит еще упомянуть, что на фиг. 11 концентрично с наружной окружностью показано кольцо со штриховкой между бороздками, представляющее плоский вышеуказанный мелющий пояс, а штрихи — так называемую наковку жерновов, состоящую в проведении частых мелких бороздочек, доходящих иногда до 20 на дюйм; бороздочками этими увеличивается острая шероховатость мелющих поверхностей. Изготовление бороздок и бороздочек обыкновенно производится ручными инструментами наподобие кирок, употребляемых каменотесами; для той же цели предложено много машин, из коих особого внимания заслуживают машины с вращающимися алмазами конструкции Golay, Puhlmann'a, Fossey, Millot и др.; машины Millot, в Цюрихе, введены на многих заграничных мельницах.

Переходя засим к рассмотрению мелющих поверхностей валков, и сперва именно гладких валков, заметим, что размол ими частиц достигается с помощью различных скоростей размалывающих поверхностей. Если между поверхностями двух цилиндрических валков, из которых одна вращается скорее другой, имеем частицу, зажатую с давлением p, то частица эта увлекается вследствие трения fp одной поверхностью и с той же силой задерживается другой поверхностью, вследствие чего и происходит разрушение или размол частицы. Поэтому, как и в жерновах, поверхности валков должны быть возможно более тверды, чтобы под приходящимися на них давлениями они не портились и не сминались, и возможно более шероховаты, чтобы коэффициент трения f между ними и размалываемыми частицами был возможно больше, так как при том же значении сил fp и при большем значении f может быть уменьшено давление p между валками, с ослаблением которого уменьшается расход работы на преодоление трения на шейках валков. Гладкие валки обыкновенно делают или из закаленного чугуна, или из бисквитного, т. е. непокрытого глазурью, фарфора. Такие валки гораздо проще изготовить, чем валки из камня; притом фарфоровые валки по твердости не уступают чугунным, а по шероховатости и равномерности ее распределения по всей мелющей поверхности должны быть поставлены выше каменных, а тем более чугунных, способных полироваться. Фарфоровые валки обыкновенно представляют полый цилиндр диаметром редко более 300 мм, длиной до 400 мм и с толщиной стенки около 50 мм; такие цилиндры закрепляются на осях вращения подобно тому, как показано на фиг. 12, где цилиндр C зажимается между шайбами dd посредством болтов c,с... Фиг. 12.

Что касается до бороздчатых валков, цель которых разрезать зерна и более крупные их частицы с возможно меньшим образованием муки, то бороздки здесь следует рассматривать как ножи, которые режут тем лучше, чем они острее и чем глаже грани, образующие их лезвия. После изложенного очевидно, что в рассматриваемом случае закаленный чугун должен быть предпочтен фарфору. Рабочие поверхности чугунных бороздчатых валков показаны на фиг. 13; бороздки имеют форму треугольников, и хотя угол, образующий лезвие, желательно иметь более острый, но на практике он делается около 90°, так как иначе он скоро затупляется; как видно, бороздки на поверхностях A и B направлены лезвиями в противоположные стороны и при таком их расположении поверхность B должна вращаться со скоростью, по крайней мере вдвое меньшей, чем поверхность A; при этом бороздки на поверхности B принимают и поддерживают падающие сверху частицы, подводя их к линии, соединяющей центры валков, где их настигают и разрезают бороздки с направленными вниз лезвиями на скорее вращающейся поверхности A. Фиг. 13.

Чем меньше разрезаемые частицы, тем меньше должны быть и размеры бороздок; при перерезании зерен шаг или расстояние между бороздками делается около 5 мм, при перерезании круп и крупок число бороздок на сантиметр доходит до 15, а в некоторых случаях бывает и более; глубина бороздок делается обыкновенно немного более половины толщины перерезаемых частиц. Бороздки направляются или по производящим цилиндров (фиг. 15), или составляют с ними угол (фиг. 14); в первом случае они сразу работают всей их длиной, причем появляется значительное сопротивление, исчезающее и снова проявляющееся при последовательном сближении вращающихся бороздок; во втором случае валки работают более плавно, с незаметными сотрясениями, причем угол наклонения пересекающихся бороздок должен быть меньше угла трения между перерезаемой частицей и бороздками (менее 10°), так как иначе частичка получит движение вдоль бороздок, в чем нет надобности. Фиг. 14 Фиг. 15.

Вышеизложенное о бороздчатых поверхностях валков указывает на различие их от рассмотренных бороздчатых поверхностей каменных жерновов, но это различие не распространяется на металлические жернова с бороздками, назначаемыми также для перерезания зерен, и потому к этим бороздкам приложимы те же суждения, которые только что были высказаны относительно бороздок валков.

П. А. Афанасьев. Δ.

Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона. — С.-Пб.: Брокгауз-Ефрон

1890—1907