Tko je izumio vjetrenjače u 16. stoljeću. U kojoj su zemlji i kada izumljene vjetrenjače? Pogledajte što je "vjetrenjača" u drugim rječnicima

Današnji post je posvećen povijest izuma mlina- uređaj koji ne koristi mišićnu energiju osobe ili životinje, već energiju sila prirode: vode i vjetra.

vodenice

Prvi su bili vodenice izumljene. U njima se energija toka vode pretvarala u energiju rotacije. Ova najjednostavnija naprava sastojala se od glavnog, dva lanterna kotača i radnog tijela - dva mlinska kamena: pokretnog i nepokretnog. Prve vodenice pojavile su se na planinskim rijekama i brzo su se proširile posvuda gdje se mogla stvoriti kap vode.
U 11.-12. stoljeću posvuda se ukida mljevenje u ručnim mlinovima. Mlinovi za vodu u to su vrijeme bili postavljeni ne samo na rijekama: na području današnjeg Iraka u Basri, mlinovi su građeni na ušćima kanala koji su se napajali vodom zbog plime i oseke. Pokretala ih je voda koja se povukla za vrijeme plime. U Mezopotamiji su ploveći mlinovi radili na Tigrisu. Mlinovi Mosula visjeli su na željeznim lancima usred rijeke.

U početku je glavna svrha mlinova bila mljevenje žitarica. Ali u XII stoljeću. mlinsko kamenje zamijenjeno je takozvanim šakama, namijenjenim potpuno drugom poslu. U najjednostavnijoj verziji, umjesto fenjera, na glavnoj osovini mlina bila je čvrsto pričvršćena šaka koja je upravljala radnim tijelom. U XII-XIII stoljeću pojavili su se mlinovi za punionicu, željezo i mlinovi.

Želja za povećanjem snage nametnula je izgradnju velikih hidrauličkih instalacija. U Francuskoj je majstor R. Salem pod vodstvom A. de Villea 1682. izgradio najveću hidrauličku elektranu od 13 kotača, čiji je promjer dosezao 8 m. Kotači postavljeni na rijeci Seine pokretali su 235 pumpi koje su podizale vode do visine od 163 m. Ovaj sustav, koji je vodom opskrbljivao fontane kraljevskih parkova u Versaillesu i Marlyju, suvremenici su nazvali "Čudo iz Marlyja".

Veliki uspjeh u izgradnji hidrotehničkih građevina postigao je ruski izumitelj K. D. Frolov u rudnicima Kolyvano-Voskresensky na Altaju. U 70-im godinama XVIII stoljeća. na Altaju su počeli razvijati rude srebra koje su ležale na dubljim horizontima. Ranije korišteni strojevi za dizanje jame, pokretani ručno ili konjskom vučom, nisu mogli osigurati crpljenje vode i podizanje rude na površinu. Kako bi povećao količinu iskopane rude, Frolov je razvio projekt za izgradnju kompleksa instalacija koje djeluju na vodu. Nakon duge borbe sa službenicima Rudarskog odjela, K. D. Frolov je uspio dobiti odobrenje svojih prijedloga. Tijekom 1783–1789 realizirao je svoj projekt. Bila je to najveća hidrotehnička građevina 18. stoljeća.

K. D. Frolov sagradio je branu visoku 17,5 m, široku na vrhu 14,5 m, u podnožju 92 m, dugu 128 m, čime je stvoren potreban pritisak vode.

vjetrenjače

U Afganistanu vjetrenjače prvi put se pojavio u devetom stoljeću. Lopatice vjetroleta bile su postavljene u vertikalnoj ravnini i bile su pričvršćene na osovinu, koja je pokretala gornji mlinski kamen. Gotovo istovremeno s vjetrenjačama izumljeni su i upravljački uređaji. Bili su neophodni jer su krila mlina bila gotovo izravno povezana s mlinski kamenom i stoga je brzina njegove rotacije bila vrlo ovisna o hirovima vjetra. U Afganistanu je sve mlinove i kotače za vodu pokretao prevladavajući sjeverni vjetar, pa su se samo njime rukovodili. Mlinovi su bili opremljeni otvorima koji su se otvarali i zatvarali kako bi se regulirala jačina vjetra.

U Europi su se vjetrenjače pojavile u 12. stoljeću, uglavnom u onim mjestima gdje nije bilo dovoljno rijeka. Po svojoj konstrukciji razlikovali su se od vodenica samo po položaju pokretača i glavne osovine.

Postoje dvije vrste vjetrenjača. U prvom, kada se promijeni smjer vjetra, cijelo tijelo mlina rotira, u drugom samo glava.

Valja napomenuti da vjetrenjače, koje su sastavni dio nizozemskog krajolika, nisu dizajnirane za mljevenje žitarica, već za ispumpavanje vode. Stoga se može primijetiti da je izum napravljen u Afganistanu pomogao spasiti europsku zemlju.

Za desert predlažemo da pogledate video o neobičnim mehanizmima, čiji je rad zanimljiv za gledanje.

U kojoj su zemlji i kada izumljene vjetrenjače?

Povijest vjetrenjača također seže daleko u dubinu stoljeća. Povijest nije sačuvala točnu vijest o izradi prve vjetrenjače. No poznato je da se vjetrenjače u Kini koriste već nekoliko tisućljeća.. Vjetroturbina s lopaticama je najstarija iu isto vrijeme najbolji tip motor, koji uključuje vjetrenjaču.
U davna vremena Izraelci su, kao i drugi narodi, mljeli jestive žitarice “u mlinskim kamenovima” kako bi dobili brašno. Rad na ručnom mlinu nije bio lak. Postupno su u upotrebu ulazili i teži mlinovi koje je "okretao magarac" ili druge životinje. Ali mlinovi pokretani životinjama imali su i svojih nedostataka. Do tada je čovjek već naučio koristiti energiju vode za okretanje vodenog kotača, a energiju vjetra za upravljanje jedrilicom. Oko 7. stoljeća A.D. e. u sušnim stepama Azije ili Bliskog i Srednjeg istoka spojio ove dvije ideje natjeravši vjetar da okreće mlinski kamen. Prvi spomen vjetrenjača korištenih u Iranu za mljevenje žita također se odnosi na 7. stoljeće pr. OGLAS Tako je iz mlinskog kamena izlazila okomita osovina s jedrima koja su se okretala kad je vjetar puhao. Uz pomoć takvih jednostavnih vjetrenjača mljela se pšenica ili ječam, a crpila se i voda iz podzemlja.
Prva vjetroturbina vjerojatno je bila jednostavan uređaj s okomitom osi rotacije, kao što je, na primjer, naprava koja se u Perziji 200 godina prije naše ere koristila za mljevenje žita. Korištenje takvog mlina s okomitom osi rotacije kasnije je postalo rašireno u zemljama Bliskog istoka. Kasnije je razvijen mlin s vodoravnom osi rotacije koji se sastoji od deset drveni regali opremljen poprečnim jedrima. Sličan primitivni tip vjetrenjača koristi se do danas u mnogim zemljama sliva. Sredozemno more. U 11. stoljeću vjetrenjače su bile široko korištene na Bliskom istoku, au Europu su stigle u 10. stoljeću. po povratku križara. U srednjem vijeku u Europi, mnoga posjednička prava, uključujući i pravo odbijanja dozvole za izgradnju vjetrenjača, prisilila su zakupce da posjeduju zemlju za sjetvu žita u blizini mlinova feudalnih posjeda. Bilo je zabranjeno saditi drveće u blizini vjetrenjača kako bi se osigurao "slobodan vjetar". U XIV", Nizozemci su postali vodeći u poboljšanju dizajna vjetrenjača i naširoko ih koriste od tog vremena za isušivanje močvara i jezera u delti Rajne.
Rani mlinovi s jedrima na okomitoj osovini nisu bili vrlo produktivni. Ali znatno se povećao spoznajom da se više snage proizvodi kada su lopatice ili jedra pričvršćeni na vodoravnu osovinu koja izlazi iz tornja. Horizontalna osovina je preko zupčanika prenosila rotacijsko gibanje okomitoj osovini, koja je okretala mlinski kamen pričvršćen na njoj. Tada su se dosjetili mlinova na kozle, odnosno "stupova". Ovi mlinovi počivali su na stupu poduprtom gredama, što je omogućilo okretanje cijelog ambara mlina, postavljajući krila protiv vjetra. Iz očitih razloga, "stupovi" nisu mogli biti jako veliki, a onda su smislili drugi dizajn: fiksni toranj s rotirajućim krovom ("šatori" ili "nizozemski"). Kod mlinova ove vrste glavna osovina izlazi iz krova, tako da se gdje god vjetar puše može zajedno s krilcima-jedrima okrenuti protiv vjetra.
Vjeruje se da su se vjetrenjače prvi put pojavile u južnom dijelu Europe (pretpostavlja se u Grčkoj) i brzo su se proširile posvuda. Većina autora smatra da su se vjetrenjače u Rusiji pojavile tek u 17. stoljeću, iako neki istraživači njihovu pojavu u Rusiji pripisuju 15. stoljeću.
U početku su to bile građevine od opeke s krilima koja su izgledala poput ogromnih bačvi.
Godine 1772. škotski izumitelj zamijenio je jedra sjenilima koja se automatski otvaraju i zatvaraju.

pogled na more s vjetrenjacom na plaži

Vjetrenjača - aerodinamički mehanizam koji obavlja mehanički rad zahvaljujući energiji vjetra zahvaćenoj krilima mlina. Najpoznatija namjena vjetrenjača je njihovo korištenje za mljevenje brašna Dugo vremena vjetrenjače su uz vodenice bile jedini strojevi koje je čovječanstvo koristilo. Stoga je upotreba ovih mehanizama bila različita: kao mlin za brašno, za preradu materijala (pilana) i kao crpna ili vodocrpna stanica.Razvitkom u XIX.st. parnih strojeva, uporaba mlinova postupno je počela opadati.»Klasična« vjetrenjača s horizontalnim rotorom i izduženim četverokutnim krilima raširen je krajobrazni element u Europi, u vjetrovitim ravničarskim sjevernim krajevima, kao i na obali Sredozemnog mora. Aziju karakteriziraju drugi dizajni s okomitim postavljanjem rotora. Vjerojatno su najstariji mlinovi bili uobičajeni u Babilonu, o čemu svjedoči zakonik kralja Hammurabija (oko 1750. pr. Kr.). Opis orgulja koje pokreće vjetrenjača prvi je dokumentirani dokaz korištenja vjetra za pokretanje mehanizma. Pripada grčkom izumitelju Heronu iz Aleksandrije, 1. stoljeće nove ere. e. Perzijske vjetrenjače opisane su u izvještajima muslimanskih geografa iz 9. stoljeća, razlikuju se od zapadnih mlinova po svom dizajnu s okomitom osi rotacije i okomito postavljenim krilima, lopaticama ili jedrima. Perzijski mlin ima lopatice na rotoru, slične onima kotača s lopaticama na parobrodu, i mora biti zatvoren u omotač koji pokriva dio lopatica, inače će pritisak vjetra na lopatice biti isti sa svih strana i, budući da jedra su kruto povezana s osovinom, mlin se neće okretati.Druga vrsta mlina s okomitom osi rotacije poznata je kao kineska vjetrenjača ili kineska vjetrenjača.

Kineska vjetrenjača.

Dizajn kineske vjetrenjače značajno se razlikuje od perzijske u upotrebi slobodno okretnog, neovisnog jedra. Vjetrenjače s vodoravnom orijentacijom rotora poznate su od 1180. godine u Flandriji, jugoistočnoj Engleskoj i Normandiji.U 13. stoljeću u Svetom Rimskom Carstvu pojavljuju se izvedbe mlinova u kojima je cijela zgrada okrenuta prema vjetru.

Brueghel stariji. Jan (baršun) Krajolik s vjetrenjačom

Takvo je stanje bilo u Europi sve do pojave motora unutarnje izgaranje i elektromotora u 19.st. Vodenice su bile rasprostranjene uglavnom u planinskim područjima s brzim rijekama, te vjetar - u ravnim vjetrovitim područjima. Mlinovi su pripadali feudalcima, na čijem su se zemljištu nalazili. Stanovništvo je bilo prisiljeno tražiti tzv. prisilne mlinove za mljevenje žitarica uzgojenih na ovoj zemlji. Uz lošu cestovnu mrežu, to je dovelo do lokalnih gospodarskih ciklusa u koje su bili uključeni mlinovi. Ukidanjem zabrane, stanovništvo je moglo birati mlin po vlastitom izboru, čime se potaknuo tehnološki napredak i konkurencija. U krajem XVI u Nizozemskoj su se pojavili mlinovi u kojima je samo toranj bio okrenut prema vjetru. Sve do kraja 18. stoljeća vjetrenjače su bile raširene diljem Europe, gdje god je vjetar bio dovoljno jak. Srednjovjekovna ikonografija jasno pokazuje njihovu rasprostranjenost.

Jan Brueghel Stariji, Jos de Momper. Život na terenu.Muzej Prado(desno u gornjem dijelu slike iza polja je vjetrenjača).

Uglavnom su bile rasprostranjene u vjetrovitim sjevernim predjelima Europe, u velikom dijelu Francuske, Niskim zemljama, gdje je nekoć bilo 10.000 vjetrenjača u obalnim područjima, Velikoj Britaniji, Poljskoj, baltičkim državama, sjevernoj Rusiji i Skandinaviji. U drugim europskim regijama bilo je samo nekoliko vjetrenjača. U zemljama južne Europe (Španjolska, Portugal, Francuska, Italija, Balkan, Grčka) građeni su tipični tornjasti mlinovi, ravnog stožastog krova i u pravilu fiksne orijentacije.Kada se u 19. stoljeću dogodio paneuropski gospodarski skok, došlo je i do ozbiljnog rasta mlinske industrije. Pojavom brojnih samostalnih obrtnika dolazi do jednokratnog povećanja broja mlinova.

U prvom tipu, štala mlina se okretala na stupu ukopanom u zemlju. Nosač su bili ili dodatni stupovi, ili piramidalni sanduk od balvana, sječen "u rezu", ili okvir.
Princip mlinova-pipaka bio je drugačiji

Mlinovi šatrovke:
a - na skraćenom osmokutu; b - na ravnoj osmici; c - osmerokut na staji.
- njihov donji dio u obliku krnjeg osmerokutnog okvira bio je nepomičan, a manji gornji dio se okretao na vjetru. I ovaj tip u različitim područjima imao je mnogo opcija, uključujući mlinske kule - četverostruke, šest i osam.

Sve vrste i varijante mlinova zadivljuju preciznim proračunima dizajna i logikom rezanja, koji su izdržali jake vjetrove. Narodni su graditelji pazili i na vanjski izgled ovih jedinih okomitih gospodarskih objekata, čija je silueta igrala značajnu ulogu u cjelini sela. To se izražavalo iu savršenstvu proporcija, iu eleganciji stolarije, iu rezbarijama na stupovima i balkonima.

Opis konstrukcija i principa djelovanja mlinova.

Stupovi Mlinovi su dobili ime po tome što im je štala oslonjena na stup ukopan u zemlju i obložen balvanom. Sadrži grede koje drže stup od vertikalnog pomaka. Naravno, štala se ne oslanja samo na stup, već i na okvir trupca (od riječi rez, trupci izrezani ne čvrsto, već s prazninama).

kružni dijagram stupni mlinovi.

Na vrhu takvog reda, ravnomjeran okrugli prsten napravljen je od ploča ili dasaka. Na njega se oslanja donji okvir samog mlina.

Redovi na stupovima mogu biti različite oblike i visine, ali ne više od 4 metra. Mogu se izdignuti iz zemlje odmah u obliku tetraedarske piramide ili najprije okomito, a s određene visine prijeći u krnju piramidu. Bilo je, iako vrlo rijetko, mlinova na niskom okviru.

Jan van Goyen. Vjetrenjača uz rijeku(ovdje je tipičan post ili koza).

Jan van Goyen Ledena scena u bliziniDordrecht(još jedan post-stup je kućica za koze u daljini na brežuljku u blizini kanala).

Baza odijela također mogu biti različiti u obliku i dizajnu. Na primjer, piramida može počinjati od razine tla, a struktura ne mora biti drveni okvir, već okvir. Piramida se može temeljiti na četverokutu od balvana, a na nju se mogu pričvrstiti pomoćne prostorije, predvorje, mlinarska soba i sl.

Salomon van Ruysdael Pogled na Deventer sa sjeverozapada.(ovdje možete vidjeti i pušenje i objavljivanje).

Glavna stvar u mlinovima su njihovi mehanizmi.U odijela Unutrašnji prostor podijeljen je stropovima u nekoliko slojeva. Komunikacija s njima ide strmim stepenicama tipa potkrovlja kroz otvore ostavljene u stropovima. Dijelovi mehanizma mogu se nalaziti na svim razinama. A mogu biti od četiri do pet. Jezgra šatrovke je moćna okomita osovina koja prodire kroz mlin do "kape". Oslanja se na metalni potisni ležaj pričvršćen na gredu koja se oslanja na okvir za popločavanje. Greda se može pomicati u različitim smjerovima uz pomoć klinova. To vam omogućuje da vratilo strogo okomiti položaj. Isto se može učiniti uz pomoć gornje grede, gdje je igla osovine ugrađena u metalnu petlju.U donjem sloju, veliki zupčanik je postavljen na osovinu s ekscentrima-zubima fiksiranim duž vanjske konture okrugle baze zupčanika. Tijekom rada, kretanje velikog zupčanika, pomnoženo nekoliko puta, prenosi se na mali zupčanik ili zupčanik druge okomite, obično metalne osovine. Ova osovina probija fiksni donji mlinski kamen i naliježe na metalnu šipku, na koju je gornji pomični (rotirajući) mlinski kamen obješen kroz osovinu. Oba mlinska kamena su sa strane i odozgo obučena drvenom oblogom. Mlinsko kamenje je postavljeno na drugi nivo mlina. Greda u prvom sloju, na koju se naslanja mala okomita osovina s malim zupčanikom, obješena je na metalni navojni klin i uz pomoć navojne podloške s ručkama može se lagano podizati ili spuštati. Njime se diže ili spušta gornji mlinski kamen. Time se regulira finoća mljevenja zrna.Od kućišta mlinskih kamenova koso je provučen gluhi drveni žlijeb s daskom s ventilom na kraju i dvije metalne kuke na koje je obješena vreća napunjena brašnom.Uz blok mlinskih kamenova postavljena je kranska dizalica s metalnim lukovima-zahvatima.

Claude-Joseph Vernet Izgradnja velike ceste.

Njime se mlinsko kamenje može skinuti s mjesta za kovanje.Iznad kućišta mlinskog kamena, iz trećeg sloja, spušta se spremnik za zalihu žitarica čvrsto pričvršćen na strop. Ima ventil s kojim možete zatvoriti dovod zrna. Ima oblik obrnute krnje piramide. Odozdo je na njega obješen pladanj za ljuljanje. Za elastičnost ima šipku od smreke i klin spušten u rupu gornjeg mlinskog kamena. U rupu je ekscentrično ugrađen metalni prsten. Prsten može biti s dva ili tri kosa pera. Zatim se instalira simetrično. Pribadača s prstenom naziva se školjka. Prolazeći unutarnjom površinom prstena, igla cijelo vrijeme mijenja položaj i njiše koso obješenu ladicu. Ovaj pokret baca žito u mlinski kamen. Odatle ulazi u procjep između kamenja, melje se u brašno, koje ulazi u omotač, iz njega u zatvorenu ladicu i vrećicu.

Willem van Drielenburgh pejzaž s pogledomDordrecht(šatori...)

Zrno se sipa u bunker urezan u pod trećeg sloja. Vreće sa žitom se ovdje dopremaju uz pomoć kapije i užeta s kukom. Vrata se mogu spajati i odvajati od remenice postavljene na okomitu osovinu. To se radi odozdo pomoću konopa i poluge. , prolazeći kroz otvor, otvoriti kapke, koji se zatim samovoljno zalupe. Mlinar isključuje vrata, a torba je na poklopcima otvora. Operacija se ponavlja.U posljednjem sloju, smještenom u "kapu", ugrađen je još jedan mali zupčanik sa zakošenim zupcima i pričvršćen na okomitu osovinu. Okreće okomitu osovinu i pokreće cijeli mehanizam. Ali na rad ga tjera veliki zupčanik na "horizontalnoj" osovini. Riječ je pod navodnicima jer, zapravo, okno leži s određenim nagibom unutarnjeg kraja prema dolje.

Abraham van Beveren (1620.-1690.) morski prizor

Zatik ovog kraja je zatvoren u metalnu cipelicu drveni okvir, bazne kape. Izdignuti kraj osovine, koji izlazi van, mirno leži na "nosivom" kamenu, blago zaobljenom na vrhu. Na ovom mjestu na osovini su ugrađene metalne ploče koje štite osovinu od brzog habanja.U vanjsku glavu osovine usječene su dvije međusobno okomite grede-konzole, na koje su stezaljkama i vijcima pričvršćene ostale grede - osnova rešetkastih krila. Krila mogu primati vjetar i okretati osovinu samo kada je na njima rašireno platno, obično složeno u snopove u mirovanju, a ne u radnom vremenu. Površina krila ovisit će o jačini i brzini vjetra.

Schweikhardt, Heinrich Wilhelm (1746. Hamm, Westphalia - 1797. London) Zabava na zaleđenom kanalu

Zupčanik "horizontalne" osovine opremljen je zupcima ugrađenim u bočna strana krug. Odozgo ga grli drveni blok kočnice, koji se može otpustiti ili snažno zategnuti polugom. Naglo kočenje pri jakom i olujnom vjetru uzrokovat će visoka temperatura kod trljanja drva o drvo, pa čak i tinjanja. Ovo je najbolje izbjegavati.

Corot, Jean-Baptiste Camille Vjetrenjača.

Prije rada, krila mlina trebaju biti okrenuta prema vjetru. Za to postoji poluga s podupiračima - "nosač".

Oko mlina ukopani su stupići od najmanje 8 komada. Bili su "voženi" i pričvršćeni lancem ili debelim konopom. Kod snage od 4-5 ljudi, čak i ako su gornji prsten šatora i dijelovi okvira dobro namazani mašću ili nečim sličnim (prethodno namazani svinjskom mašću), vrlo je teško, gotovo nemoguće, okrenuti "kapu" "od mlina. Ni ovdje ne ide "konjska snaga". Stoga su koristili mala prijenosna vrata, koja su naizmjenično stavljana na stupove sa svojim trapezoidnim okvirom, koji je služio kao osnova cijele konstrukcije.

Brueghel stariji. Jan (Baršun). Četiri vjetrenjače

Blok mlinskog kamena s kućištem sa svim dijelovima i detaljima smještenim iznad i ispod njega nazivao se jednom riječju - postava. Obično su se male i srednje vjetrenjače izrađivale "otprilike jedan set". Velike vjetrenjače mogle su se graditi s dva postolja. Postojale su i vjetrenjače s „drobljenicama“ u kojima se prešalo sjeme lana ili konoplje da bi se dobilo odgovarajuće ulje. Otpad - kolač - također se koristi u domaćinstvo. "Saw" vjetrenjače kao da se nisu susrele.

Bout, Pieter seoski trg

Sunce se zarumenilo navečer.
Magla se već širi nad rijekom.
Ružni vjetar je utihnuo,
Samo vjetrenjača krilima maše.

Drveni, crni, stari -
Nije dobro ni za koga
Umoran od briga, umoran od nevolja,
I, kao vjetar u polju, slobodan.

Raspršuje oblake tinte
Zabavlja lutalicu vjetra -
Nije našla ništa bolje.
Kako dočekati zoru i zore.

Što stojiš crni mlin
Vrtuljak tuđinskih vjetrova?
Ti si nesretan, ti si skitnica,
Ti si čuvar želja i snova.

Širiš ruke u očaju -
- Drvene, dugačke motke,
I slučajno sam čuo,
Kako si molio nebo za smrt.

Ja sam stari, crni mlin -
- Vrtuljak i prebivalište đavola,
Umoran sam i lijen
- Udari me uskoro grom.

Grom posluša - grmi i trešti,
I obasjan vrelom vatrom.
Nisam imao vremena da vrisnem, ili dahnem, -
- Danas je sve izgorjelo.

Čulo se samo jecanje mlina
Pred zalazak sunca, pospane zrake - http://www.vika-nn.ru/texts/verces/65

17. MLIN

Prvi alati za mljevenje žitarica u brašno bili su kameni mužar i tučak. Neki korak naprijed u usporedbi s njima bila je metoda mljevenja žitarica umjesto drobljenja. Ljudi su se vrlo brzo uvjerili da mljevenje brašna ispada puno bolje. Međutim, to je također bio izuzetno naporan posao. Veliko poboljšanje bio je prijelaz s pomicanja ribeža naprijed-natrag na rotaciju. Tučak je zamijenjen plosnatim kamenom koji se kretao po plosnatoj kamenoj posudi. Već je bilo lako prijeći s kamena koji melje žito na žrvanj, odnosno učiniti da jedan kamen klizi dok se okreće na drugom. Žito se postupno sipalo u otvor u sredini gornjeg kamena mlinskog kamena, padalo u prostor između gornjeg i donjeg kamena i mljelo se u brašno. Ovaj ručni mlin je najčešće korišten u Drevna grčka i Rim. Njegov dizajn je vrlo jednostavan. Osnova mlina bio je kamen, ispupčen u sredini. Na njegovom vrhu bila je željezna igla. Drugi, rotirajući kamen imao je dva zvonolika udubljenja povezana rupom. Izvana je podsjećao na pješčani sat, a iznutra je bio prazan. Ovaj kamen je usađen na podlogu. U rupu je umetnuta željezna traka. Kad se mlin okretao, zrno, padajući između kamenja, mljelo se. Brašno se sakupljalo u podnožju donjeg kamena. Takvi su mlinovi bili raznih veličina: od malih, poput modernih mlinova za kavu, do velikih, koje su pokretala dva roba ili magarac. Izumom ručnog mlina proces mljevenja žitarica bio je olakšan, ali je i dalje ostao mukotrpan i težak posao. Nije slučajno da je upravo u mljevenju brašna nastao prvi stroj u povijesti koji je radio bez upotrebe mišićne snage čovjeka ili životinje. Ovo je vodenica. Ali prvo su stari majstori morali izumiti vodeni motor.

Drevni vodeni motori očito su se razvili iz strojeva za zalijevanje Chadufona, uz pomoć kojih su dizali vodu iz rijeke za navodnjavanje obala. Chadufon je bio niz lopatica koje su bile postavljene na rub velikog kotača s vodoravnom osi. Kad se kotač okrenuo, donje lopatice potonule su u vodu rijeke, zatim se podigle na vrh kotača i prevrnule u žlijeb. U početku su se takvi kotači okretali ručno, ali tamo gdje je malo vode, a ona brzo teče duž strmog kanala, kotač je počeo biti opremljen posebnim lopaticama. Pod pritiskom struje kotač se okretao i sam vukao vodu. Rezultat je bila jednostavna automatska pumpa koja ne zahtijeva prisutnost osobe za rad. Izum vodenog kotača bio je od velike važnosti za povijest tehnike. Po prvi put, čovjek ima na raspolaganju pouzdan, svestran i vrlo jednostavan za proizvodnju motor. Ubrzo je postalo očito da se kretanje koje stvara vodeno kolo može koristiti ne samo za pumpanje vode, već i za druge potrebe, poput mljevenja žita. U ravničarskim predjelima brzina toka rijeka je mala da bi se kotač okretao snagom udara mlaza. Kako bi stvorili potreban pritisak, počeli su pregrađivati ​​rijeku, umjetno podizati razinu vode i usmjeravati mlaz duž žlijeba na lopatice kotača.

Međutim, izumom motora odmah se pojavio još jedan problem: kako prenijeti kretanje s vodenog kotača na uređaj koji bi trebao obavljati koristan rad za čovjeka? U te svrhe bio je potreban poseban prijenosni mehanizam koji je mogao ne samo prenijeti, već i transformirati rotacijsko gibanje. Rješavajući ovaj problem, drevna mehanika ponovno se okrenula ideji kotača. Najjednostavniji pogon kotača radi na sljedeći način. Zamislite dva kotača s paralelnim osima rotacije, koji su u bliskom dodiru sa svojim rubovima. Ako se sada jedan od kotača počne okretati (naziva se pogonski), tada će se zbog trenja između naplataka početi okretati i drugi (podređeni). Štoviše, putovi koje prolaze točke koje leže na svojim rubovima su jednaki. Ovo vrijedi za sve promjere kotača.

To je, veći kotač učinit će, u usporedbi s manjim koji je s njim povezan, onoliko puta manje okretaja, koliko puta njegov promjer premašuje promjer potonjeg. Ako promjer jednog kotača podijelimo s promjerom drugog, dobit ćemo broj koji se naziva prijenosni omjer ovog pogona kotača. Zamislite prijenos na dva kotača u kojem je promjer jednog kotača dvostruko veći od promjera drugog. Ako se pogoni veći kotač, možemo upotrijebiti ovaj zupčanik za udvostručenje brzine, ali u isto vrijeme, moment će se smanjiti za pola. Ova kombinacija kotača bit će zgodna kada je važno postići veću brzinu na izlazu nego na ulazu. Ako se, naprotiv, pogoni manji kotač, izgubit ćemo snagu u brzini, ali će se okretni moment ovog zupčanika udvostručiti. Ova oprema je korisna tamo gdje trebate "pojačati pokret" (na primjer, kod dizanja utega). Dakle, korištenjem sustava s dva kotača različitog promjera, možete ne samo prenijeti, već i transformirati pokret. U stvarnoj praksi gotovo se ne koriste zupčanici s glatkim rubom, jer spojnice između njih nisu dovoljno krute, pa kotači klize. Ovaj se nedostatak može ukloniti ako se umjesto glatkih kotača koriste zupčanici. Prvi zupčanici kotača pojavili su se prije otprilike dvije tisuće godina, ali su postali rašireni mnogo kasnije. Činjenica je da rezanje zuba zahtijeva veliku preciznost. Da bi se drugi kotač vrtio ravnomjerno, bez trzaja i zaustavljanja, uz ravnomjerno okretanje jednog kotača, potrebno je zupcima dati poseban oblik, u kojem bi međusobno kretanje kotača bilo kao da se kreću jedan preko drugog bez proklizavanje, tada bi zupci jednog kotača upali u udubine drugog. Ako je razmak između zubaca kotača prevelik, oni će se međusobno udariti i brzo se slomiti. Ako je razmak premali, zupci se urežu jedan u drugog i raspadaju se. Proračun i izrada zupčanika bili su težak zadatak za drevnu mehaniku, ali već su cijenili njihovu pogodnost. Uostalom, razne kombinacije zupčanika, kao i njihovo spajanje s nekim drugim zupčanicima, pružale su goleme mogućnosti transformacije kretanja. Na primjer, nakon spajanja zupčanika na vijak, dobiven je pužni zupčanik koji prenosi rotaciju iz jedne ravnine u drugu. Korištenjem kosih kotača moguće je prenijeti rotaciju pod bilo kojim kutom u odnosu na ravninu pogonskog kotača. Spajanjem kotača sa zupčastim ravnalom moguće je rotacijsko gibanje pretvoriti u translatorno i obrnuto, a pričvršćivanjem klipnjače na kotač dobiva se povratno gibanje. Za izračunavanje zupčanika obično se uzima omjer ne promjera kotača, već omjer broja zuba pogonskih i gonjenih kotača. Često se u prijenosu koristi nekoliko kotača. U tom će slučaju prijenosni omjer cijelog prijenosa biti jednak umnošku prijenosnih omjera pojedinih parova.

Kada su sve poteškoće vezane uz dobivanje i transformaciju pokreta uspješno prevladane, pojavio se vodeni mlin. Po prvi put njegovu detaljnu strukturu opisao je starorimski mehaničar i arhitekt Vitruvije. Mlin je u staro doba imao tri glavne komponente međusobno povezane u jednu napravu: 1) motorni mehanizam u obliku okomitog kotača s lopaticama koje okreće voda; 2) prijenosni mehanizam ili prijenos u obliku drugog vertikalnog zupčanika; drugi zupčanik je zakretao treći vodoravni zupčanik - zupčanik; 3) pokretač u obliku mlinskog kamena, gornjeg i donjeg, a gornji mlinski kamen bio je postavljen na vertikalnu osovinu zupčanika, pomoću koje se pokretao. Žito sipano iz lijevkaste kante preko gornjeg mlinskog kamena.

Stvaranje vodenice smatra se važnom prekretnicom u povijesti tehnologije. Postao je prvi proizvodni stroj, svojevrsni vrhunac antičke mehanike i polazište tehničkih traganja za renesansnom mehanikom. Njezin izum bio je prvi stidljivi korak prema strojnoj proizvodnji.