Без дуэта «гайка-болт», которому более 2000 лет, в современном мире ничего бы не двигалось и не работало. Как же возникли резьбовые соединения, и кто был их первым разработчиком? Найти об этом достоверную информацию — всё равно что искать иголку в стоге сена. Но, попытка — не пытка!

Похождения гайки и болта — невыдуманная история. 4/2020. Фото 1

 

Все дороги ведут в Рим

На интернет-ресурсах, связанных с античной историей, недавно прошла информация о том, что во время археологических раскопок в Германии, на землях, которыми некогда владел Древний Рим, нашли украшения с примитивными резьбовыми соединениями. То есть детали ювелирных изделий более 2000 лет назад уже крепились посредством гаек и болтов. Резьбовые соединения также были найдены в Помпеях, они соединяли сантехнические элементы и узлы.

В археологическом музее в Помпеях выставлены медные, бронзовые и свинцовые детали античной водопроводной системы: вентили, муфты, смесители и тройники. Многие элементы сантехники, разработанные древними римлянами более 2000 лет назад, по техническим параметрам и даже форме схожи с современными сантехническими изделиями.

Похождения гайки и болта — невыдуманная история. 4/2020. Фото 2

В Древнем Риме также применялись болты и шурупы для соединения деревянных конструкций — входных дверей и ставней на окнах, деталей колесниц и телег, подъёмных кранов, мебели, декоративных элементов и т. д. Не исключено, что именно римляне изобрели шурупы с винтовой резьбой. Археологи обнаружили множество римских шурупов, изготовленных из бронзы и серебра.

Технология производства римских шурупов, увы, была утрачена после распада империи, аналогичные детали больше никто не изготавливал и не применял вплоть до XV века. Хотя не только шурупов лишилась новая христианская цивилизация. Наследники древних римлян потеряли и рецепт универсального бетона, из которого зодчие «Вечного Города» возводили купола храмов, перекрытия и другие архитектурные конструкции в разных уголках огромной империи.

Пришедшая на смену Великому Риму христианская цивилизация на 1500 лет забыла о резьбовых соединениях. Лишь в XV веке в Германии произошёл технический прорыв с подачи Иоганна Гутенберга (Johannes Gutenberg), который создал печатный станок. В его устройстве мастер использовал новый для Средневековой Европы вид резьбовых соединений. Сначала он приспособил для печатного дела ручной пресс для выжимания виноградного сока. Впоследствии Гутенберг усовершенствовал его механизм, соединив деревянные детали с помощью винтов и гаек, которые самостоятельно выковал и вручную нарезал резьбу.

Похождения гайки и болта — невыдуманная история. 4/2020. Фото 3

Книгопечатный станок немецкого первопечатника произвёл фурор не только в Германии, но и в других европейских странах. Быстрый и недорогой способ изготовления книг привлекал европейцев. Технический прогресс совершенствовал типографское оборудование, а принцип крепления отдельных деталей начал применяться в других областях, например, в сборке часов.

В эволюции резьбовых соединений и винторезных механизмов имеется ещё один интересный момент. В самом начале XVI века Леонардо да Винчи оставил в своих записных книжках необычные наброски и расчёты, по ним можно легко узнать очертания нескольких видов винторезных станков. Но, увы, великий флорентинец не смог их изготовить. Буквально через 50 лет после смерти Леонардо да Винчи во Франции винторезный станок всё-таки появился в этой стране. Его автором считается Жак Бессон (Jacques Besson) — математик, изобретатель и протестантский пастор. Может быть, записные книжки да Винчи каким-то образом попали в руки французского священника, который хорошо разбирался в математике и смог заимствовать гениальную идею? Теперь это сложно выяснить.

Похождения гайки и болта — невыдуманная история. 4/2020. Фото 4

Винторезный станок Жака Бессона появился в 1568 году и вскоре стал активно использоваться, его типовые винты пригодились для сборки огнестрельного оружия и вооружения французской армии.

А что в это время происходило с гайками? Им ещё предстояло сыграть свою роль!

Похождения гайки и болта — невыдуманная история. 4/2020. Фото 5

 

Восхождение гайки

Широкое распространение в Европе гайка получила с момента производства паровых машин и начала промышленной революции. Инженеры и конструкторы отдали своё предпочтение именно болтам и гайкам, их судьба оказалась предрешена. Теперь без них не обходился ни один механизм, все паровые установки и двигатели работали посредством резьбовых соединений.

На пике промышленной революции болты и гайки уже не выдерживали нагрузок и возрастающего давления пара, они срывались и разлетались. Для изготовления более прочных деталей требовались новые сплавы и станки.

Похождения гайки и болта — невыдуманная история. 4/2020. Фото 6

В 1770 году английский механик-изобретатель и оптик Джесси Рамсден (Jesse Ramsden) собрал токарный винторезный станок, на котором изделия вырезались нужной длины и диаметра в любом количестве. Они отличались высокой надёжностью и выдерживали любые нагрузки. С усовершенствованной продукцией Рамсдена паровым машинам и двигателям удалось буквально рвануть вперёд.

В скором времени значительно ускорился грузовой и пассажирский транспорт, паруса начали сдавать позиции паровым машинам, пароходы захватывали речные и морские пути, а по суше уже мчали паровозы и первые самоходные транспортные средства на пару. В XIX веке именно пар приводил в движение автомобили, тогда их ласкательно называли «паровичками». Какие же крепежи использовались для сборки паровичков, состоящих из сотен крупных и мелких деталей? Конечно, гайки и болты!

На первых же этапах автомобилестроения гайки и болты стали играть главную связующую роль, им до сих пор не нашли замену для сборки роскошных штучных элитных моделей и в конвейерном производстве.

А началось всё с паровичков! В 1800-х годах они уже носились по узким мощёным улицам и пыльным дорогам в городах Старой Европы, Великобритании, США, несколько моделей были привезены в Санкт-Петербург. Причём слово «носились» не является преувеличением. Паровые двигатели могли развивать приличную скорость, некоторые модели разгонялись до 100 км/ч и более, а рекордная скорость на паровичке была достигнута в самом начале ХХ века.

26 января 1906 года титулованный американский гонщик Фред Мэрриотт (Fred Marriott) разогнал свой паровой автомобиль Stanley Rocket до предела — более 200 км/ч! Официально зафиксированный фантастический рекорд составил 127,66 миль в час (205,44 км/ч). Это историческое в автомобильном мире событие произошло на гоночной трассе Daytona Beach Road Course в штате Флорида (США) на пляже курортного города Дейтона-Бич.

Похождения гайки и болта — невыдуманная история. 4/2020. Фото 7

Много лет Фред Марриотт удерживал титул самого быстрого человека в мире, установившего рекорд скорости на автомобиле с паровой тягой. На уникальной модели Stanley Rocket была установлена горизонтальная паровая машина с двумя цилиндрами мощностью 150 л.с. Этот автомобиль был быстрее любого паровоза, он без труда мог обогнать аэроплан. Все его крепления выдерживали чудовищные нагрузки, и Фред Марриотт, придавливая гашетку, абсолютно не беспокоился о том, что на ходу из автомобиля может вылететь болт или раскрутиться гайка.

В конце XIX века в транспортном мире одновременно применялись три способа двигать автомобили — их разгоняли пар, бензин и электричество. Причём в каждой модели гаек и болтов было практически равное количество.

До 1930-х годов лидерами на автомобильном рынке в Соединённых Штатах Америки и Европе были именно паровички, а не пыхтящие и часто ломающиеся конкуренты с двигателями внутреннего сгорания. Тогда мало кто верил в будущее бензиновых и дизельных двигателей. Рычащие, текущие машинным маслом и изрыгающие едкий дым машины считались монстрами, их нельзя было сравнивать с безвредными паровичками, потребляющими чистую воду и выдыхающими безвредный пар.

Собирать и разбирать паровые автомобили было совсем несложно, они отличались исключительно простой конструкцией. Мастера с лёгкостью и совсем недорого могли заменить любую деталь паровичка, раскрутив несколько гаек и болтов, чтобы снять изношенный элемент и поставить на его место новый.

Паровички приводились в движение любым сырьём — уголь, дрова, солома. Они были очень экономны, заправиться водой можно было где угодно. Некоторым моделям, работающим по замкнутому циклу с конденсацией пара, хватало всего 70 л воды, чтобы проехать расстояние более 500 км.

Однако всех этих преимуществ оказалось недостаточно, век паровичков заканчивался, наступала эра бензиновых и дизельных монстров. Но болтам и гайкам повезло, они не ушли в прошлое вместе с паровичками. Резьбовые соединения оставались незаменимыми элементами и продолжали играть главную роль в транспортных средствах с двигателями внутреннего сгорания.

Похождения гайки и болта — невыдуманная история. 4/2020. Фото 8

 

Бойцы невидимого фронта

Царская Россия, а затем и Советский Союз пытались дотянутся до технологий и технических успехов Европы и США. К 1940-м годам отрасль машиностроения в СССР вышла на передовые позиции, ей предшествовала техническая революция и подъём советской арматуростроительной отрасли. В молодой стране большевиков быстро научились изготавливать собственные гайки и болты, соединять детали и узлы, налаживать отечественные станки и машины.

Эксперт в области арматуростроения, к.т.н. О. Н. Шпаков в своей книге «Азбука трубопроводной арматуры» приводит интересные исторические сведения. Так, например, в 1923 году в Москве был создан арматурный трест из двух заводов — «Манометр» (бывший «Гакенталь и К°»), им. Е. Маленкова (бывший «Вартце и Мак Гиль») и «Арматура» (бывший «Дергачёв и Гаврилов»). Одновременно в Петрограде образуется большой трест «Знамя труда», объединивший механический завод на Петроградской стороне, чугунно-меднолитейный завод за Нарвской заставой, завод «Красный строитель» им. И. И. Лепсе и завод «Пелла».

Похождения гайки и болта — невыдуманная история. 4/2020. Фото 9

К 1933 году Московский и Ленинградский арматурные тресты расформировали, а их предприятия вошли в новую государственную структуру — Республиканский арматурный трест «РОСАТ» с центральным управлением в Ленинграде. В этой организации разрабатывались планы развития арматуростроения в СССР, все стандарты резьбовых соединений, их кодирование и классификация. Здесь были созданы первые советские арматурные каталоги, включающие разделы о гайках и болтах разного диаметра и предназначения. В тресте «РОСАТ» действовало Центральное конструкторское бюро арматуростроения, в состав которого входили лучшие специалисты, талантливые инженеры и технологи, возродившие отрасль за несколько лет.

В 1940 году по общему объёму производства трубопроводной арматуры СССР вышел на первое место в Европе и второе место в мире. В стране были созданы станкостроительная, авиационная, автомобильная, тракторная, химическая отрасли промышленности. Перед началом Великой Отечественной войны в Советском Союзе было введено в строй 9000 производственных предприятий.

Шпаков О. Н. отмечает, что по сравнению с 1913 годом производство арматуры к 1940 году в СССР выросло в шесть раз. Коренным образом изменилась и номенклатура продукции. Советские арматурные предприятия круглосуточно работали и перевыполняли план и в годы Великой Отечественной войны. Гайки и болты, эти маленькие резьбовые соединения, можно по праву называть бойцами невидимого фронта. На них в 1941–1945 годы незримо держалась и работала вся боевая техника — от танков и истребителей до бронепоездов и подводных лодок.

Спустя 75 лет после Великой Победы роль гаек и болтов не уменьшилась, они по-прежнему актуальны и востребованы во всех отраслях производства, в транспорте, бытовых и электрических приборах и, конечно, в столь необходимой инженерной сантехнике.