Portsmouth Block Mills - Portsmouth Block Mills

Portsmouth Dockyard Block Mills - mostrando o sistema de acionamento por correia suspenso usado para alimentar o maquinário de manufatura projetado e patenteado por Marc Isambard Brunel .

Os Portsmouth Block Mills fazem parte do Portsmouth Dockyard em Portsmouth , Hampshire , Inglaterra, e foram construídos durante as Guerras Napoleônicas para abastecer a Marinha Real Britânica com blocos de polia . Eles começaram a era da produção em massa usando máquinas-ferramentas totalmente metálicas e são considerados um dos edifícios seminais da Revolução Industrial Britânica . Eles também são o local das primeiras locomotivas a vapor estacionárias usadas pelo Almirantado .

Desde 2003, a English Heritage realiza um levantamento detalhado dos edifícios e dos registros relativos às máquinas.

Desenvolvimento do estaleiro de Portsmouth

A Royal Navy evoluiu com o desenvolvimento da Grã-Bretanha em meados do século XVIII, tornando-se o que foi descrito como a maior potência industrial do mundo ocidental. O Conselho do Almirantado e da Marinha deu início a um programa de modernização dos estaleiros de Portsmouth e Plymouth, de modo que, no início da guerra com a França Revolucionária, eles possuíam as instalações de frota mais modernas da Europa.

O sistema de docas em Portsmouth tem suas origens no trabalho de Edmund Dummer na década de 1690. Ele construiu uma série de bacias e docas úmidas e secas . Essas alterações foram feitas no decorrer do século XVIII. Uma das bacias tornou-se redundante em 1770 e foi proposto usá-la como um reservatório para o qual toda a água das outras instalações poderia ser drenada. A água era bombeada por uma série de bombas de corrente acionadas por cavalos .

Em 1795, o Brigadeiro-General Sir Samuel Bentham foi nomeado pelo Almirantado, o primeiro (e único) Inspetor Geral de Obras Navais com a tarefa de continuar esta modernização e, em particular, a introdução da energia a vapor e mecanização dos processos de produção no estaleiro . Seu escritório empregava vários especialistas como seus assistentes - mecanicistas ( engenheiros ), desenhistas , arquitetos , químicos , escriturários e outros. O Gabinete do Inspetor Geral foi responsável pela introdução em Portsmouth de uma planta de laminação de chapas de cobre para revestimento de cascos de navios e forjaria para a produção de peças metálicas utilizadas na construção de embarcações. Eles também introduziram uma modernização semelhante nos outros estaleiros navais em conjunto com MI Brunel e Maudslay.

Em 1797, o trabalho começou na construção de docas secas adicionais e no aprofundamento das bacias, e Bentham percebeu que o sistema de drenagem existente não daria conta do aumento da demanda. Ele instalou uma máquina a vapor projetada por um membro de sua equipe, James Sadler , em 1798 que, além de operar as bombas de corrente, acionava máquinas para marcenaria e uma bomba para tirar água de um poço ao redor do estaleiro para fins de combate a incêndios. Este poço estava a cerca de 400 pés (120 m) de distância e as bombas operadas por uma lança de madeira alternada horizontal alojada em um túnel que vai da casa de máquinas ao topo do poço. O motor Sadler era um motor de mesa construído em casa, instalado em uma casa de máquinas de um andar com caldeira integral; substituiu um dos motores de cavalo para as bombas de corrente. Este motor foi substituído em 1807 na mesma casa por outro, mais potente, motor de mesa feito por Fenton, Murray e Wood de Leeds e, por sua vez, em 1830 por um motor de viga Maudslay .

Em 1800, um motor de viga Boulton e Watt foi encomendado como reserva e instalado em uma casa de máquinas de três andares em linha com a casa de máquinas Sadler. Este motor foi substituído em 1837 por outro motor feito por James Watt and Co .

O espaço era muito apertado e a expansão das instalações de fabricação não era possível, então em 1802 a bacia de drenagem foi preenchida com duas camadas de abóbadas de tijolo - a camada inferior para atuar como o reservatório, a camada superior como armazenamento e o telhado deste último sendo ao nível do terreno envolvente, criando assim mais espaço. Isso permitiu a construção de duas séries paralelas de moinhos de madeira de três andares, sendo que a do sul incorporou as casas das máquinas e suas chaminés, as bombas de corrente e algumas máquinas para trabalhar madeira. A cordilheira ao norte ficava diretamente sobre as abóbadas e deveria abrigar mais máquinas de marcenaria. Os edifícios foram projetados por Samuel Bunce , o arquiteto da equipe de Bentham.

Enquanto os cofres estavam em construção, Bentham encomendava maquinário de marcenaria de seu próprio projeto, principalmente serras para cima e para baixo e serras circulares. Estas foram instaladas em ambas as gamas, a força para os impulsionar sendo transmitida dos motores para a gama norte por underdrives através da camada superior das abóbadas e, em seguida, por poços verticais para os andares superiores dos edifícios. Os comandos finais das máquinas eram por meio de correias planas sobre polias.

Essa maquinaria foi planejada para cortar madeira para as inúmeras peças menores utilizadas na construção naval, especialmente marcenaria, que antes era cortada manualmente, como componentes para mesas e bancos, bem como pequenos produtos torneados como pinos de amarração . Há evidências de que ele desenvolveu uma máquina rotativa de aplainar madeira, mas os detalhes disso são obscuros. Também há evidências de que o complexo abrigava uma perfuradora de tubos, por meio da qual olmos retos eram perfurados para servir de valas de bombeamento. Eles podiam ter até 12 metros de comprimento e eram instalados no convés de uma embarcação para bombear água do mar para o convés. Havia uma máquina para fazer trenós - longos tarugos de madeira usados ​​para unir peças de madeira de um navio.

Blocos

Um bloco de madeira

A Marinha Real utilizou um grande número de blocos , todos feitos à mão por empreiteiros. Sua qualidade não era consistente, o fornecimento problemático e eles eram caros. Um navio típico da linha precisava de cerca de 1.000 blocos de tamanhos diferentes e, no decorrer do ano, a Marinha exigia mais de 100.000. Bentham inventou algumas máquinas para fazer blocos, mas não as desenvolveu e os detalhes de como funcionavam agora são obscuros. Em 1802, Marc Isambard Brunel propôs ao Almirantado um sistema de fabricação de blocos usando máquinas que ele havia patenteado . Bentham apreciou a superioridade do sistema de Brunel e, em agosto de 1802, foi autorizado pelo Almirantado a prosseguir.

Havia três séries de máquinas de fazer blocos, cada uma projetada para fazer uma variedade de tamanhos de bloco. Eles foram dispostos para permitir uma linha de produção, de forma que cada etapa do trabalho progredisse para a próxima em um fluxo natural. O pátio entre os dois edifícios da fábrica de madeira foi isolado e coberto para formar uma nova oficina para abrigar as máquinas de fazer blocos. O primeiro conjunto, para blocos médios, foi instalado em janeiro de 1803, o segundo conjunto para blocos menores em maio de 1803 e o terceiro conjunto para grandes blocos em março de 1805. Houve inúmeras mudanças de layout e algumas modificações na planta até setembro 1807 a fábrica foi considerada capaz de atender a todas as necessidades da Marinha: 130.000 blocos foram produzidos em 1808.

Os processos de fabricação de blocos usando as máquinas

As máquinas eram de 22 tipos e totalizavam 45. Elas eram movidas por dois motores a vapor de 30 hp (22,4 kW). As máquinas incluíam serras circulares, máquinas de torneamento de pinos e máquinas de entalhar. Com essas máquinas, 10 homens poderiam produzir até 110 artesãos qualificados.

Um bloco de polia tem quatro partes: a carcaça, a polia, o pino para posicionar esta última na carcaça e uma bucha de metal , ou coak, inserida na polia para evitar o desgaste entre ela e o pino. Os blocos podem variar em tamanho e número de polias.

O processo de fazer as conchas

  • Corte fatias do tronco de uma árvore e, a partir dessas fatias, por meio de serras circulares, corte blocos retangulares com os quais as cascas foram fabricadas.
  • Faça um furo no bloco para o pino e, em ângulo reto com este, um ou mais furos para receber os formões de encaixe (dependendo do número de encaixes). A braçadeira utilizada para segurar o bloco ao mesmo tempo recuou os pontos de localização pelos quais os blocos foram fixados nas máquinas posteriores, garantindo assim localização e medição consistentes nos processos subsequentes.
  • Mortice os blocos por uma máquina de ação automática. O cinzel de entalhe alternava verticalmente e, ao mesmo tempo, o torno que prendia o bloco era movido gradualmente a cada corte. Uma vez que o comprimento do encaixe foi cortado, a máquina parou automaticamente para permitir que o bloco fosse substituído por um novo.
  • Corte os cantos do bloco com uma serra circular com guias angulares.
  • Modele as quatro faces dos blocos em uma curva rasa. Isso era feito por uma máquina em que vários blocos eram fixados na periferia de uma roda giratória. O cortador foi varrido em uma curva nas faces dos blocos conforme eles giravam. O raio da curva foi controlado por um anterior. Após cada corte, os blocos foram girados 90 graus para mostrar uma nova face.
  • Cada bloco foi então colocado em uma máquina que marcou uma ranhura rasa, por meio de um cortador giratório, para dar um local para as cordas de segurança.

O processo de fabricação das polias

  • Corte uma fatia em um tronco de Lignum Vitae . A máquina para isso permitia que a tora girasse ao mesmo tempo que a serra circular operava, garantindo que uma espessura igual fosse mantida. A posição da tora para cada novo corte era controlada por um parafuso de avanço garantindo grande precisão.
  • Faça um disco circular a partir desta fatia por meio de uma serra circular, que simultaneamente perfura o meio e molda a borda externa.
  • Fresagem de cada face um perfil para tirar a face externa do coak
  • O coak foi inserido na roldana e um anel de retenção rebitado para mantê-lo no lugar.
  • Abra o orifício na brasa até o tamanho do pino necessário.
  • A roldana acabada foi confrontada em ambos os lados em um torno especial, e a ranhura do cabo foi usinada na borda.

O processo de fabricação dos pinos

  • Os pinos em branco foram forjados um pouco acima do normal, com um quadrado deixado em uma das extremidades.
  • Eles foram ajustados para o tamanho na parte circular em um torno especial .
  • Eles receberam um acabamento polido entre as matrizes endurecidas
  • Uma fonte disse que eles foram enlatados para protegê-los da ferrugem.

O processo de fazer o metal coque

  • Estes foram fundidos em metal de sino e o molde deixou ranhuras de retenção de graxa no orifício interno. Uma extremidade do coak tinha um flange e um anel solto foi fornecido para a outra extremidade, juntas essas peças deram um assento para os rebites que fixaram o coak à roldana.

processo de montagem

  • As conchas foram alisadas à mão com um spokeshave e, em seguida, a roldana e o pino montados. Eles foram armazenados no Block Mills e emitidos conforme exigido.

Características significativas

Essas máquinas utilizaram vários recursos pela primeira vez, que desde então se tornaram comuns em projetos de máquinas.

  • A operação de perfuração recortou pontos de medição nos blocos de madeira que os grampos das máquinas posteriores usaram para localizar os blocos com precisão. Isso significa que o posicionamento do bloco em processos posteriores garantiu uma localização precisa em relação à ferramenta que trabalha nele.
  • Várias das máquinas tinham embreagens cônicas.
  • Brunel usou brocas de ferramenta destacáveis ​​mantidas em porta-ferramentas muito semelhantes às usadas agora em tornos de uso geral.
  • Mandris de pinça expansíveis foram usados ​​para localizar as polias segurando o furo interno, durante certas operações.
  • Mandris de aperto de duas mandíbulas foram usados ​​em algumas máquinas. Esses foram os precursores dos mandris de três mandíbulas usados ​​em tornos hoje.
  • As máquinas de entalhar podiam ser configuradas para parar automaticamente assim que a operação fosse concluída.
  • a intercambialidade das polias e pinos era possível, uma vez que eles não eram casados ​​com uma concha em particular.
  • O fluxo de trabalho talvez seja melhor descrito como produção em lote , devido à variedade de tamanhos de bloco exigidos. Mas era basicamente um sistema de linha de produção , no entanto. Esse método de trabalho não pegou na manufatura geral na Grã-Bretanha por muitas décadas e, quando o fez, foi importado da América.
  • Todo o sistema foi projetado para ser operado por trabalhadores e não por artesãos treinados por aprendizes. Cada homem foi treinado para operar duas ou mais máquinas e poderia ser movido ao redor da fábrica conforme necessário.

A fabricação das máquinas de fazer blocos

A especificação da patente de Brunel mostra máquinas com estrutura de madeira que, embora mostrem muitos dos princípios das máquinas realmente instaladas, têm pouca semelhança com os designs finais. As máquinas submetidas por Brunel ao Almirantado para avaliação estão agora no Museu Marítimo Nacional. Assim que o contrato com o Almirantado foi firmado, Bentham contratou Henry Maudslay para fazê-los, e está claro que os projetos finais tiveram uma contribuição considerável de Bentham, Maudslay, Simon Goodrich (mecânico do conselho da Marinha), bem como do próprio Brunel. Devido à ausência de Bentham na Rússia, foi Goodrich quem realmente colocou as fábricas de blocos em plena produção. O pagamento de Brunel foi baseado na economia que a Marinha fez com o novo sistema.

Essas máquinas eram quase inteiramente feitas à mão, as únicas máquinas-ferramentas usadas eram tornos para usinar peças circulares e máquinas de perfuração para fazer pequenos orifícios. Naquela época não havia máquinas de fresagem, aplainamento ou modelagem, e todas as superfícies planas eram feitas à mão, lascando, lixando e raspando. Há evidências de que a retificação de planos também foi feita para obter acabamentos quase de precisão. Cada porca foi feita para caber em seu parafuso correspondente e foram numeradas para garantir que foram recolocadas corretamente. Isso foi antes dos dias de intercambialidade , é claro. Os materiais utilizados foram ferro fundido e forjado, latão e metal para armas. O uso de metal em toda a sua construção melhorou muito sua rigidez e precisão, que se tornou o padrão para a fabricação posterior de máquinas-ferramenta.

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Essas máquinas e os moinhos de blocos atraíram um enorme interesse desde o momento de sua construção, desde o Almirante Lord Nelson na manhã do dia em que ele embarcou de Portsmouth para a Batalha de Trafalgar em 1805, até a Princesa Victoria com a idade de 12, como parte de sua educação. Mesmo durante a época das Guerras Napoleônicas , até 1815 havia um fluxo de dignitários e militares estrangeiros desejando aprender. As máquinas foram totalmente descritas e ilustradas na Encyclopædia de Edimburgo (1811), na Cyclopædia de Rees (1812), no suplemento da 4ª edição da Encyclopædia Britannica (1817) e na Encyclopædia Metropolitana . Enciclopédias posteriores, como a Enciclopédia de Tomlinson e a Ciclopédia de Penny, derivaram seus relatos dessas publicações anteriores.

Esses relatos se concentraram quase inteiramente na máquina de fazer blocos e ignoraram o lado da serração das fábricas e, em conseqüência, os comentaristas modernos não discutiram esse aspecto das fábricas de blocos. As serrarias foram importantes, pois Brunel pôde desenvolver suas idéias, que empregou posteriormente em sua serraria particular em Battersea, e nas serrarias da Marinha Real em Woolwich Dockyard e Chatham Dockyard , bem como fábricas que ele projetou para interesses particulares, como a de Borthwick's em Leith, na Escócia.

História posterior

As Block Mills permaneceram em constante ocupação da Marinha desde então e, em conseqüência, não estão abertas ao público. A fabricação de blocos usando essas máquinas declinou naturalmente com o passar dos anos, a produção finalmente parando na década de 1960, mas algumas das máquinas originais, parte dos acionamentos de transmissão e as carcaças da casa de máquinas ainda sobrevivem nos edifícios. O Museu Nacional de Ciência e Indústria de Londres tem uma seleção de máquinas, doadas pelo Almirantado entre 1933 e 1951, e outras estão em exibição no Dockyard Apprentice Museum em Portsmouth. Vários sites afirmam que o Smithsonian Institution em Washington, DC também possui máquinas de Portsmouth: isso é um mito, segundo a Instituição.

As Block Mills não são usadas há muitos anos, embora muitos dos sistemas de polias originais permaneçam in situ, embora em mau estado de conservação. O edifício também está em mau estado de conservação e é uma alta prioridade tanto para o English Heritage quanto para o Ministério da Defesa. Em 2006, um projeto está em andamento para garantir que o edifício e seu conteúdo sejam preservados, se não restaurados.

Notas

Referências

  • Os relatórios do patrimônio inglês e outras documentações podem ser consultados assim que estiverem disponíveis no National Monuments Record em Swindon, Wiltshire. [1]
  • Gilbert, KR The Portsmouth Block-making Machinery , Londres, 1965
  • Cooper, CC 'The Production Line at Portsmouth Block Mill', em Industrial Archaeology Review VI, 1982, 28-44
  • Cooper, CC 'The Portsmouth System of Manufacture', Technology and Culture , 25, 1984, 182-225
  • Coad, Jonathan, The Royal Dockyards 1690-1850 , Aldershot, 1989
  • Coad, Jonathan, The Portsmouth Block Mills: Bentham, Brunel e o início da Revolução Industrial da Marinha Real , 2005, ISBN   1-873592-87-6
  • Wilkin, Susan, A aplicação de novas tecnologias emergentes por Portsmouth Dockyard, 1790–1815 , The Open University PhD Thesis, 1999. (Cópias disponíveis no serviço de teses britânicas da Biblioteca Britânica)
  • Cantrell, J. e Cookson, G. eds. Henry Maudslay e os Pioneiros da Era das Máquinas , Stroud, 2002

links externos

Coordenadas : 50,8035 ° N 1,1093 ° W 50 ° 48′13 ″ N 1 ° 06′33 ″ W  /   / 50,8035; -1,1093