В данной статье речь пойдет об истории происхождения и эволюции гайки и винта, которая идет от Древнего Рима и до нашего времени.
Когда на Земле появился винт, собственно говоря, как и колеса, остается до сих пор неразгаданной тайной. Винты использовались еще много веков назад до Рождества Христова, археологи находят их до сих пор в Китае, в Азии, а также и в Америке. Даже если говорить о точности производства древних изделий порой они значительно лучше, чем поздние образцы. Но, скорее всего, самая удивительная находка была сделана примерно в 1865 году в шахте, которая находится в штате Невада. Кусок полевого шпата возрастом около 21 миллиона лет, скрывал от людских глаз ржавый винт из стали длиной в 2 дюйма, профиль его резьбы очень хорошо был отпечатан на минерале. Еще один - конусный - винт был найден в Китае в черном камне, размер данной находки составлял 8х7 сантиметров. После многочисленных дискуссий ни одно предположение, которое выдвигалось относительно его происхождения естественным путем, не было признано учеными удовлетворительным. Может быть, данная загадка досталась нам от предшествующей цивилизации или она появилась у нас из глубин Вселенной.
Но и на нашей планете очень много естественных винтообразных линий: раковина улитки, ствол лианы, который вьется, стебель плюща. Следовательно, неудивительно, что винт был открыт в многочисленных странах несколько раз. В Европе первым открывателем принято считать Архитаса Тарентийского, который являлся философом, математиком и механиком, проживающий в IV-V веках до РХ. Его современник Платон был очень возмущен относительно того, что Архитрас так опорочил геометрию при помощи прикладной механики. Ведь только благодаря Платону механика была отделена от геометрии и очень долго считалась военным искусством. Помимо этого, Архитас создал большое количество механизмов, среди которых и модель птицы с паровым двигателем, созданная из дерева, которая была очень популярна в античные времена.
От знаменитого Архимеда до самого Леонардо
Очень важным в истории принято считать архимедов винт (III в. до РХ), который почти не изменился. Плоская спираль (шнек), которая находится в трубке, оказывала возможность качать воду для полива полей. Для того чтобы высота подъема была больше необходимо установить сразу несколько винтов. Разновидностью данного винта стал голландский винт, который обладает загнутыми вверх краями лопастей, помимо этого, он лучше удерживает воду. И даже не смотря на то, что прошло уже 2000 лет, он все также пользуется большой популярностью среди человечества.
К I веку до РХ винт, созданный из дерева, стал очень популярен на берегах Средиземного моря. В большинстве случаев он использовался в прессах - для создания вина, масла из оливок и многого другого. Не так давно во время раскопок Помпеи были обнаружены очень изящные медицинские инструменты древних времен, где использовались стальные винты. Технология их производства до сих пор так и не ясна.
Ясно только одно: данный винт в те времена не использовался как основной крепеж, для этого их производство должно было быть дешевым и производиться они должны были в огромных количествах. Первоначально в данном направлении являлся копировальный станок да Винчи. Примерно в XV веке технология производства винтов была однотипна. Он насаживал на стержень полоску бумаги или проводил разметку резьбы на глаз, а после чего пропиливал все при помощи напильника. Точно также производили и гайку. Первый копир, который предложил да Винчи, воспроизводил профиль эталонного винта, скрепленный с заготовкой. Точного описания данного приспособления нет, но существует эскиз более современной машины - она похожа на товарно-винторезный станок, к сожалению, не очень востребованный у потомков. В ней было сразу большое количество идей:
- Шаг нарезанного винта можно было изменить при помощи подбора комплекта шестерен
- Резец не находился в руке у рабочего
- Постоянное направление вращения, что позволяло добиться превосходного качества обработки и наивысшей производительности.
Но станок, созданный Леонардо, вместе с ходовым винтом, как и многочисленные его изобретения, значительно опередили свое время. Прошло больше двухсот лет, как он снова был открыт механиком А. К. Нартовым из России.
Русский стандарт
Не сделав правильную оценку суппорта и автоматической подачи, мастера эпохи Возрождения решили использовать гребенки - пластины, имеющие расстояние между резцами, которые равны шагу винта. Их очень сильно прижимали к стержню, который вращается, постепенно начиная продвигать вдоль резьбы. Винты из металла создавались и так: на стержень навивали проволоку определенного сечения и начинали спаивать ее со стержнем, после чего в промежутки укладывалась такая же проволока, но не настолько плотно, свивали ее со стержнем и впаивали во втулку, что приводило к образованию гайки.
Нарезка резьбы происходила и при помощи примитивных метчиков, которые давили, нежели резали. Помимо этого, конкретных стандартов на резьбы не было, следовательно, новые винт и гайки были связаны бечевкой. Разность шага и диаметра резьбы создавали огромные трудности и во время ремонта: мастер был вынужден вручную выпиливать точно такой же винт, чтобы произвести замены старого или произвести новую гайку.
Первоначально попытку стабилизации и резьбы совершил еще да Винчи, предположив сделать шаг винта около четверти его малого диаметра. Но время кустарного производства ни какой речи о единообразии не могло и быть. Эра винторезных станков берет свое начало в XVIII веке, с конструкций соратника Петра I А. К. Нартова. В тот момент, когда Нартов отправился в путешествие по Европе, в 1718-1720 годах токарные станки с копирами из России просто поразили европейцев, не задумывающихся о таком высоком уровне развития технологий. В 1797 году несколько похожих станов, но с использованием привода от паровой машины были созданы англичанином Генри Модслей.
По истечению еще 50 лет, прежде чем Витворт предложил конкретный стандарт для резьбы: равнобедренный треугольник с углом более 55 градусов, закругленной на 1/6 его высоты. В начале XX века комиссия из Германии по нормам внесла некоторые изменения в стандарт: вершины были срезаны до самого начала закруглений. Следом за Витвортом свой стандарт в виде треугольной формы резьбы с углом в 60 градусов предложил американец Селлерс, и через 4 года его система стала использоваться на территории США. Обычная для нас метрическая резьба с углом равным 60 градусов и срезанным на 1/8 высоты вершины была принята только в 1898 году на конгрессе в Цюрихе.
Полплашки за коня
Около 100 лет назад слово плашка предполагало совершенно не тот инструмент, который мы покупаем на данный момент в магазине. Плашка представляет собой 2 сменных, раздвижных резца, которые вставляются в обойму или в клупп. Целиковые, круглой формы "плашки" носили название лерка. Также были очень популярны и резьбовые доски. В клуппах профиль резьбы можно было сделать несколько больше, вкрутив сильнее упорный винт, да и осуществлять резьбу значительно легче - с раздвижным инструментом, можно легко все сделать без использования заводного конуса. Также очень легко использовать клупп и в то время, если резьба сорвалась: ее можно поправить, начиная не от смятого края, а с другой стороны.