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(二)英国的工业革命

以蒸汽机的广泛使用为主要标志的第一次技术革命使社会生产力空前提高,带动人类从农业和手工业时代进入以大机器生产为特征的工业化时代。

1)煤炭、纺织、冶金工业和交通运输业的发展采矿业,纺织业和冶金业是当时的工业革命的主要行业。在采矿业中,1783年,英国著名的康沃尔采矿中心的所有纽可门蒸汽机几乎全部为瓦特蒸汽机的取代。随后,在其他金属矿区、在煤矿,原有的纽可门蒸汽机也相继被瓦特蒸汽机所取代。在纺织业中,1785年,诺定昂郡建立了英国的第一座蒸汽纺织厂。由于采用瓦特蒸汽机作为原动机,使纺织厂打破了必须建在河谷地区的地理条件的限制,使纺织业的发展进入了一个新的时期。在冶金业中,从1790年开始,许多炼铁厂相继采用蒸汽机来开动更大的鼓风机,来为更大的高炉提供更大的风力。在此之前,炼铁工人达比已在1780年发明焦炭炼铁法。新的燃料加上新的动力,使高炉越建越大,产量越来越高。1788年,英国的生铁产量为61300吨,而在各炼铁厂相继采用蒸汽机后,到了1796年,英国的生铁产量即猛增到125000吨。工程师贝塞麦发明了大炮炮筒的来复线结构,为了炼出合格的钢铁作炮筒,他在1856年发明了转炉炼钢。1864年德国西门子(W.Siemens,18231885)和法国人马丁发明了平炉炼钢。1807年美国富尔顿制造了木制蒸汽轮船。1814年英国的发明家史蒂芬森设计成功第一台蒸汽机车这台能牵动30多吨货物的机车用来运煤。1790年首次采用了蒸汽动力鼓气炼钢。

 (2)机器制造业的发展

由于社会生产对瓦特蒸汽机制需求量越来越大,这也使以蒸汽机的制造为主体的机器制造业也随之发展起来。自此之后,车床、刨床、钻床、磨床等各种机床制造工业。以农业机械为例,在十八世纪末和十九世纪初,在英国的许多大农场就相继出现了播种机、收割机、打谷机、割草机等多种农业机械。尽管这些最农业机械都是以人力或畜力为动力的,但它们却是瓦特蒸汽机在推动第一次工业革命的深入发展中结出的技术果实。这说明,第一次工业革命的风暴不但在工业领域迅速发展,而且迅速地波及到工业以外的其他领域。

从十八世纪中叶到十九世纪中叶,英国机械工业得到了突飞猛进的发展。怀特·鲍尔发明的滚筒使纺织实现了从手动向机械运动的转变,以此为开端,在机械加工中取代了手工而使用了各种机床。

斯密顿是十八世纪最优秀的机械技师。斯密顿设计的水车、风车设备达43件之多。在制作蒸汽机时,斯密顿最感棘手的是加工汽缸。要想将一个大型的汽缸内圆加工成圆形,是相当困难的。为此,斯密顿在卡伦铁工厂制作了一台切削汽缸内圆用的特殊机床。用水车作动力驱动的这种镗床,在其长轴的前端安装上刀具,这种刀具可以在汽缸内转动,以此就可以加工其内圆。由于刀具安装在长轴的前端,就会出现轴的挠度等问题,所以,要想加工出真正圆形的汽缸是十分困难的。为此,斯密顿不得不多次改变汽缸的位置进行加工。
后来,维尔金森改进了这种镗床,可以准确地加工内圆了,帮助瓦特制造出了高效率的蒸汽机,这是有名的佳话。

车床是机器之母 1797年,亨利·莫兹利发明了成功的车床。其实最先发明车床的人也不是莫兹利,但在他对车床进行了创造性的改进。莫兹利的高明之处在于,他发明了刀架。刀架是机床的核心,后来相继出现的刨床、钻床、镗床等各种机床,都离不开刀架。所以,人们称莫兹利为车床之父

在莫兹利的工厂里,理查德·罗伯茨被公认为是一名真正的车工。主要业绩是改进了刨床和车床,奠定了今天机床的基础。1817年,罗伯茨制作了一台刨床,这台刨床上配有进给箱。该进给箱是手动的,可以水平、垂直进给,同时也可以某种角度倾斜进给。

十九世纪最优秀的机械技师数惠特沃斯。于1834年制成了测长机,该测长机可以测量出长度误差万分之一英寸左右。这种测长机的原理和千分尺相同,通过转动分度板可以进出的螺纹夹持住工件,使用滑尺读出分度板上的分度。1835年,惠特沃斯在他32岁时发明滚齿机。除此以外,惠特沃斯还设计了测量圆筒的内圆和外圆的塞规和环规。建议全部的机床生产业者都采用同一尺寸的标准螺纹。后来,英国的制定工业标准协会接受了这一建议,从那以后直到今日,这种螺纹作为标准螺纹被各国所使用。

无论在科学技术上,还是在生产关系上,瓦特蒸汽机的发明也起到了重要作用。瓦特蒸汽机的发明,第一次大规模地把热能转变为机械能,这就直接推动了科学、热力学和能量转化方面的基础理论的研究,同时了直接推动了纺织、采矿、冶金、机械等各类技术科学的发展。