Римляне построили мельницы для использования в сельском хозяйстве, горнодобывающей промышленности и строительстве. Примерно в 3 веке до нашей эры первые мельницы использовались для измельчения зерна. Более поздние разработки и прорывы в технологии измельчения расширили их применение для дробления руд в горнодобывающей промышленности и таких строительных работах, как резка древесины и мрамора. Мельницы стали важной частью римской экономики, уменьшив зависимость от человеческого труда и резко повысив производительность и эффективность во многих секторах римской экономики.
МЕЛЬНИЦЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ
Мельницы с ручным приводом
В сельскохозяйственном секторе мельницы позволяли производить большое количество муки, которая была необходима для производства хлеба. До того, как были изобретены мельницы, люди мололи злаки с помощью седельных квернов, которые состояли из округлого камня, прижатого вручную к плоскому каменному ложу. Первое значительное новшество в области фрезерования появилось в конце 5 века до н. э. в Греции с появлением первого фрезерного станка: мельницы Olynthus, также известной как бункерная мельница. Мельница Олинфа состояла из нижнего и верхнего камней прямоугольной формы. Верхний камень имел длинную ручку и перемещался взаимно из стороны в сторону. Мельница также имела полую полость (или бункер) с узкой прорезью в центре, через которую мельник подавал зерно.
Вращающиеся мельницы были улучшением по сравнению с мельницей Olynthus в том, что кривошипы могли быть прикреплены к животному для измельчения. Вращающаяся мельница с приводом от животных появилась примерно в 3 веке до н. э. в Италии, одним из лучших примеров является Помпейская мельница, которая часто ассоциируется с ростом коммерческих пекарен. Такие помпейские мельницы приводились в движение двумя ослами, запряженными в деревянную раму. Мельница состояла из двух частей: нижнего камня ( мета ) и верхний камень ( катиллус ), оба сделаны из прочной вулканической породы. Верхняя вогнутая и в форме песочных часов катиллус был обращен ослами. В центре его было отверстие, а вверху — бункер, через который мельник высыпал зерно. Этот камень вращался против нижнего мета камень, который был слегка выпуклым и неподвижным. Вращающаяся мельница с приводом от животных избавила людей от тяжелой работы по помолу и значительно увеличила выход и качество муки, поскольку ослы могли управлять мельницей часами.
Водяные мельницы
Водяная мельница была еще одним значительным изобретением, которое, по мнению большинства историков, появилось позже в прошлом веке до нашей эры или чуть раньше. В этой версии мельницы водяные ударные лопасти приводили в движение верхний камень катиллуса с гораздо большей силой, чем это было доступно животным. Таким образом, водяные мельницы могли бы производить еще большее количество муки.
Для их строительства пришлось решить множество инженерных задач. Например, требовалась постоянная подача проточной воды с возможностью ее отключения во время проверок и ремонта. Это решалось с помощью мельничных каналов, иногда длиной в несколько километров, с системой резервуаров и шлюзовых ворот, которые могли ограничить или перекрыть количество воды, поступающей на гребные колеса. В некоторых случаях акведуки, а не каналы обеспечивали постоянное водоснабжение.
Другой технической проблемой было преобразование кругового движения водяного колеса во вращение верхнего катиллус или «бегущий камень» за пределами водного потока. В версии мельницы с горизонтальным колесом это движение передавалось непосредственно на бегунковый камень с помощью вертикального вала. В водяной мельнице с вертикальным колесом вертикальное круговое движение водяного колеса было преобразовано в горизонтальное вращение с помощью прямоугольной шестерни. Прямоугольная передача, изобретенная около 270 года до н. э., представляла собой систему передачи, состоящую из двух зубчатых колес, которые увеличивали скорость бегуна, тем самым генерируя дополнительную мощность.
Существовало три варианта вертикально-колесной мельницы:
- мельница с недозарядкой (вода попадает в нижнюю часть колеса)
- промах (вода попадает на лопасти в верхней части колеса)
- водяное колесо с выстрелом в грудь (вода попадает в середину колеса)
Мельница undershot была самым простым, самым ранним и наиболее распространенным применением из трех.
Чтобы оправдать затраты на строительство водяной мельницы, должна была быть достаточно большая концентрация людей (от 200 до 400 жителей в окрестностях). Когда концентрация населения была еще больше, чем сейчас, были построены кластеры мельниц, таких как мельницы Яникул (начало 3-го века н. э.) в Риме или комплекс Барбегаль (начало 2-го века н. э.) на юге Франции. Например, в комплексе Барбегал акведук мог подавать воду на шестнадцать колес, в то время как на склоне холма Яникул в Риме большое количество мельниц также использовали воду из акведука для производства муки в промышленных масштабах с 3 по 6 век н. э.
МЕЛЬНИЦЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В ГОРНОДОБЫВАЮЩЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Штамповые мельницы использовались в горнодобывающей промышленности для дробления руды из глубоких месторождений на мелкие кусочки перед дальнейшей переработкой. Металлические руды необходимо было измельчить до размера горошины или грецкого ореха, прежде чем их можно было выплавлять. Иногда мельницы также использовались для обработки металла после завершения плавки, когда металл был раскален докрасна. Наличие каменных наковален с отметинами от отбойных молотков в Долаукоти и других древнеримских рудниках является доказательством того, что штамповочные мельницы широко использовались таким образом для измельчения добытой руды.
Эти штамповочные мельницы состояли из водяных колес, кулачков и отбойных молотков (mola). Впервые они появились в Греции примерно в 3 веке до нашей эры, а затем распространились по всей Италии в течение первого века нашей эры. До этого изобретения такое дробление руд производилось вручную, что требовало много людей и усилий. Как и в случае с зерновыми мельницами, эти штамповые мельницы значительно экономили рабочую силу, а также значительно увеличивали скорость переработки руды. Штамповочные мельницы в основном использовались в горнодобывающей промышленности, но иногда также использовались для измельчения и шелушения зерна.
Поскольку вода приводила в действие эти штамповочные машины, акведуки часто строились вблизи мест добычи полезных ископаемых. Например, на шахтах Долаукоти в Уэльсе или в Рио-Тинто в Испании были построены длинные акведуки для питания ряда таких штамповочных заводов. Там вода из акведука также использовалась в методах добычи руды, известных как «замалчивание» и «промывка грунта». Некоторые металлические руды, такие как золото, необходимо было тонко измельчить, чтобы высвободить крошечные частицы металла из окружающих пород, солей и песков. Для этой цели римляне построили водяные мельницы, похожие на упомянутые ранее сельскохозяйственные, но у них были еще более твердые шлифовальные камни.
МЕЛЬНИЦЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ в СТРОИТЕЛЬСТВЕ
Лесопилка была еще одним примером удивительно сложной машины, которая состояла из возвратно-поступательной пилы, приводимой в действие водяным колесом. Он мог резать большое количество дерева или камня, тем самым экономя огромное количество усилий и труда. Водяное колесо было соединено со стержнем, соединенным с одной или несколькими пилами, приводимыми в действие кривошипом. Самой ранней известной лесопилкой была мельница Иераполиса, построенная в 250-300 годах нашей эры. Это была самая ранняя известная машина, в которой использовался кривошип с шатунным механизмом. Рельеф на саркофаге Марка Аврелия Аммиана (датируемый 250-300 годами н. э.) в древнем городе Иераполис недалеко от современного Памуккале в Турции дает четкое представление о том, как он функционировал.
Лесопилки также широко использовались для резки мрамора. Римский поэт по имени Авзоний пишет в эпической поэме о реке Мозель в Германии в конце 4 века н. э. и описывает пронзительный звук водяной лесопилки, используемой для резки мрамора. Эти лесопилки также использовались для резки различных других видов камней. Лесопилки, датируемые 6 веком н. э., также были найдены в Герасе (в современной Иордании) и Эфесе (в современной Турции). Поэтому можно с уверенностью сказать, что они использовались по всей Римской империи для различных целей.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Изобретение технологии измельчения с механическим приводом, а затем водяных мельниц уменьшило зависимость от человеческого труда и значительно повысило производительность во многих секторах римской экономики, тем самым улучшив повседневную жизнь римлян. Водяные мельницы, такие как мельницы Яникул в Риме, позволяли производить муку и хлеб в промышленных масштабах. Штамповочные заводы ускоряли переработку руды на горнодобывающих предприятиях по всей империи, в то время как лесопильные заводы позволяли резать мрамор и другие камни точно и с рекордной скоростью. Римская технология фрезерования перешла от ручных к вращающимся мельницам с приводом от животных в 1 веке до н. э., а затем к более сложным лесопилкам с водяным приводом и кривошипно-шатунным приводом в 3 веке н. э. Многие принципы, использованные в конструкции этих ранних машин, до сих пор применяются в современных конструкциях мельниц. Такие мельницы являются дополнительными примерами изобретательности, впечатляющего дизайна и производственных навыков римлян.
https://www.worldhistory.org/article/907/roman-mills/
Загрузка...
