نول الطاقة

النول الآلي هو نول ميكانيكي ، وكان أحد التطورات الرئيسية في تصنيع النسيج خلال الثورة الصناعية المبكرة . تم تصميم أول نول آلي وحصل على براءة اختراعه في عام 1785 بواسطة إدموند كارترايت . ^[1] تم تحسينه على مدار السنوات الـ 47 التالية حتى جعل تصميم شركة هوارد وبولو العملية آلية تمامًا. تم تصميم هذا الجهاز في عام 1834 بواسطة جيمس بولو وويليام كينورثي، وتم تسميته بنول لانكشاير.

بحلول عام 1850، كان هناك ما يقرب من 260 ألف عملية نول آلي في إنجلترا. وبعد عامين، جاء نول نورثروب الذي أعاد تعبئة المكوك عندما كان فارغًا. حل هذا النول محل نول لانكشاير .

المكونات الرئيسية للنول هي حزمة السدى، والسيقان، والأحزمة، والمكوك، والقصب، ولفافة الالتقاط. في النول، تتضمن معالجة الخيوط عمليات التساقط، والالتقاط، والتجهيز، والالتقاط.

• التساقط . التساقط هو رفع خيوط السدى لتشكيل حلقة يمكن من خلالها إدخال خيوط الحشو التي تحملها المكوكة. والتساقط هو المساحة الرأسية بين خيوط السدى المرفوعة وغير المرفوعة. في النول الحديث، يتم تنفيذ عمليات التساقط البسيطة والمعقدة تلقائيًا بواسطة إطار الهيدل أو هيلد، والمعروف أيضًا باسم الحزام. هذا إطار مستطيل الشكل يتم ربط سلسلة من الأسلاك به، تسمى الهيدل أو هيلد. يتم تمرير الخيوط من خلال فتحات عيون الهيدل، والتي تتدلى عموديًا من الحزام. يحدد نمط النسيج الحزام الذي يتحكم في خيوط السدى، ويعتمد عدد الحزام المستخدم على تعقيد النسيج. هناك طريقتان شائعتان للتحكم في الهيدل هما الدوبي ورأس الجاكار.
• الالتقاط . عندما ترفع الأحزمة السلاسل أو الأذرع، التي ترفع خيوط السدى، يتم إنشاء السقيفة. يتم إدخال خيط الحشو من خلال السقيفة بواسطة جهاز حامل صغير يسمى المكوك . عادة ما تكون المكوكة مدببة عند كل طرف للسماح بالمرور عبر السقيفة. في نول المكوك التقليدي، يتم لف خيط الحشو على ريشة، والتي بدورها مثبتة في المكوك. يخرج خيط الحشو من خلال ثقب في المكوك أثناء تحركه عبر النول. يُعرف عبور المكوك مرة واحدة من أحد جانبي النول إلى الجانب الآخر باسم الالتقاط. عندما يتحرك المكوك ذهابًا وإيابًا عبر السقيفة، فإنه ينسج حافة أو حاشية على كل جانب من القماش لمنع النسيج من التمزق.
• التجهيز . عندما تتحرك المكوكة عبر النول لتمديد خيوط الحشو، فإنها تمر أيضًا عبر فتحات في إطار آخر يسمى القصب (الذي يشبه المشط). مع كل عملية قطف، يضغط القصب أو يضغط على كل خيط حشو ضد جزء القماش الذي تم تشكيله بالفعل. تسمى النقطة التي يتم فيها تشكيل القماش بالفل. يمكن أن تعمل أنوال المكوك التقليدية بسرعات تتراوح بين 150 إلى 200 قطف في الدقيقة.

مع كل عملية نسج، يجب لف القماش المصنوع حديثًا على عارضة قماش. تسمى هذه العملية "الرفع". في نفس الوقت، يجب إزالة خيوط السدى أو تحريرها من عوارض السدى. لكي تصبح آلية بالكامل، تحتاج النول إلى حركة توقف التعبئة التي ستكسر النول إذا انكسر خيط اللحمة.

تتم عملية النسيج في مصنع النسيج بواسطة عامل مدرب بشكل خاص يُعرف باسم النساج. ومن المتوقع أن يلتزم النساجون بمعايير الصناعة العالية ويُكلفون بمراقبة ما بين عشرة إلى ثلاثين نولًا منفصلًا في أي وقت. أثناء نوبة عملهم، يستخدم النساجون أولاً قلمًا شمعيًا أو قلم تلوين لتوقيع الأحرف الأولى من أسمائهم على القماش لتحديد تغيير النوبة، ثم يمشون على طول جانب القماش (الأمامي) للنول الذي يعتنون به، ويلمسون القماش برفق عندما يخرج من القصب. يتم ذلك للشعور بأي "مخالب" مكسورة أو خيط حشو. في حالة اكتشاف أي مخالب مكسورة، يقوم النساج بتعطيل الماكينة ويتعهد بتصحيح الخطأ، عادةً عن طريق استبدال بكرة خيط الحشو في أقل وقت ممكن. يتم تدريبهم على أنه من الناحية المثالية، لا ينبغي لأي آلة أن تتوقف عن العمل لأكثر من دقيقة واحدة، مع تفضيل أوقات الدوران الأسرع.

تتطلب عملية تشغيل هذه الآلة أكثر من شخصين بسبب طريقة عملها.

تم تطوير الأفكار الأولى للنول الآلي في عام 1784 بواسطة السيد دي جين في باريس وفوكانسون في عام 1745، ولكن هذه التصاميم لم يتم تطويرها أبدًا ونُسيت. في عام 1785، حصل إدموند كارترايت على براءة اختراع نول آلي يستخدم طاقة الماء لتسريع عملية النسيج، وهو السلف للنول الآلي الحديث. تم ترخيص أفكاره أولاً من قبل جريمشو من مانشستر الذي بنى مصنعًا صغيرًا للنسيج يعمل بالبخار في مانشستر عام 1790، لكن المصنع احترق. لم تكن آلة كارترايت ناجحة تجاريًا؛ كان لا بد من إيقاف أنواله لتجهيز السدى. على مدى العقود التالية، تم تعديل أفكار كارترايت إلى نول آلي موثوق. اتبعت هذه التصاميم اختراع جون كاي للمكوك الطائر، ومرت المكوك عبر السقيفة باستخدام الرافعات. مع زيادة سرعة النسيج، أصبح النساجون قادرين على استخدام خيوط أكثر مما يمكن أن تنتجه المغازل. ^[2]

قام عدد من المخترعين بتحسين جميع جوانب العمليات الثلاث الرئيسية والعمليات المساعدة بشكل تدريجي.

• جريمشو من مانشستر (1790): تجهيز السدى
• أوستن (1789، 1790): تجهيز السدى، تم إنتاج 200 نول لمونتيث أوف بولوكشوز عام 1800
• توماس جونسون من بريدبيري (1803): إطار تجهيز، ومصنع لـ 200 نول بخاري في مانشستر في عام 1806، ومصنعين في ستوكبورت في عام 1809. أحدهما في ويستهوتون ، لانكشاير (1809).
• ويليام رادكليف من ستوكبورت (1802): آلية الالتقاط المحسنة
• جون تود من بيرنلي (1803): أسطوانة قص الشعر وترتيبات جديدة لقص الشعر، حيث تم ربط الشعر بدواسات يتم تشغيلها بواسطة كامات على العمود الثاني.
• ويليام هوروكس من ستوكبورت (1803): كان الإطار لا يزال خشبيًا ولكن المخرطة كانت معلقة من الإطار ويتم تشغيلها بواسطة كاميرات على العمود الأول، وتم تشغيل عملية التساقط بواسطة كاميرات على العمود الثاني، وتم نسخ حركة الالتقاط من رادكليف.
• بيتر مارسلاند (1806): تحسينات على حركة المخرطة لمقاومة ضعف الالتقاط
• ويليام كوتون (1810): تحسينات على حركة الانطلاق
• ويليام هوروكس (1813): نول هوروكس ، تعديلات على حركة المخرطة، تحسين على مارسلاند
• بيتر إيوارت (1813): استخدام النيوماتيكا
• جوزيف وبيتر تايلور (1815): مخرطة ذات قدمين للضرب للأقمشة الثقيلة
• بول مودي (1815): أنتج أول نول آلي في أمريكا الشمالية. كان تصدير نول آلي إلى المملكة المتحدة غير قانوني.
• جون كابرون وأبناؤه (1820): قاموا بتركيب أول أنوال كهربائية للصوف في أمريكا الشمالية في أكسبريدج، ماساتشوستس .
• ويليام هوروكس (1821): نظام لترطيب السدى واللحمة أثناء الاستخدام، مما يحسن فعالية التحجيم
• ريتشارد روبرتس (1830): نول روبرتس ، كانت هذه التحسينات عبارة عن عجلة رفع مسننة وأذرع تشغيل لتشغيل العديد من الأذرع ^[3]
• ستانفورد وبريتشارد وويلكينسون: حصلوا على براءة اختراع لطريقة لإيقاف قطع النسيج المنسوج أو السدى. لم يتم استخدامها.
• ويليام ديكينسون من بلاكبيرن: نول بلاكبيرن، آلة الخياطة الحديثة

تظهر الآن سلسلة من التحسينات المفيدة التي تتضمنها براءات الاختراع للأجهزة عديمة الفائدة

• هورني، كينورثي وبولو من بلاكبيرن (1834): القصب المهتز أو الذبابة
• جون رامسبوتوم وريتشارد هولت من تودموردن (1834): حركة إيقاف النسيج التلقائية الجديدة
• جيمس بولو من بلاكبيرن (1835): تحسين حركة إيقاف النسيج التلقائي ورفعه وإنزاله
• أندرو باركنسون (1836): تحسين النقالة ( المعبد ).
• ويليام كينورثي وجيمس بولوغ (1841): معبد الحوض والأسطوانة (أصبح المعيار)، حركة إيقاف بسيطة. ^[4]

في هذه المرحلة، أصبح النول آليًا باستثناء إعادة تعبئة بكرات النسيج. يمكن لنساج نول كارتوايت تشغيل نول واحد بسرعة 120-130 خيطًا في الدقيقة - باستخدام نول لانكشاير من إنتاج كينورثي وبولو ، يمكن للنساج تشغيل أربعة أنوال أو أكثر تعمل بسرعة 220-260 خيطًا في الدقيقة - وبالتالي زيادة الإنتاجية ثماني مرات (أو أكثر).

• اخترع جيمس هنري نورثروب (1894) مكوكًا ذاتي الخيط وفكين زنبركيين للمكوك لتثبيت البكرة بواسطة حلقات على المؤخرة. مهد هذا الطريق لبطارية التعبئة والتغيير الأوتوماتيكية الخاصة به عام 1891، وهي السمة الأساسية لنول نورثروب . كانت الميزة الرئيسية لنول نورثروب هي أنه كان أوتوماتيكيًا بالكامل؛ فعندما ينقطع خيط السدى، يتوقف النول حتى يتم إصلاحه. وعندما ينفد خيط المكوك، تطرد آلية نورثروب الخيط المستنفد وتحمل خيطًا جديدًا ممتلئًا دون توقف. يمكن لعامل النول تشغيل 16 نولًا أو أكثر بينما كان بإمكانه في السابق تشغيل ثمانية نول فقط. وبالتالي، انخفضت تكلفة العمالة إلى النصف. كان على أصحاب المطاحن أن يقرروا ما إذا كان توفير العمالة يستحق الاستثمار الرأسمالي في نول جديد. تم بيع 700000 نول في المجموع. بحلول عام 1914، شكلت أنوال نورثروب 40٪ من الأنوال الأمريكية. كانت شركة نورثروب مسؤولة عن عدة مئات من براءات الاختراع المتعلقة بالنسيج.

لم يكن تطوير نول الطاقة في مانشستر وما حولها مصادفة. كانت مانشستر مركزًا للفوستيانيين بحلول عام 1620 وعملت كمركز لمدن لانكشاير الأخرى ، وبالتالي طورت شبكة اتصال معهم. كانت نقطة تصدير ثابتة باستخدام نهر ميرسي المتعرج ، وبحلول عام 1800 كان لديها شبكة قنوات مزدهرة، مع روابط بقناة أشتون وقناة روشدايل وقناة بيك فورست وقناة مانشستر بولتون وبوري . منحت تجارة الفوستيان المدن قوة عاملة ماهرة كانت معتادة على الأنوال الهولندية المعقدة، وربما كانت معتادة على الانضباط الصناعي. بينما أصبحت مانشستر مدينة غزل، كانت المدن المحيطة بها مدن نسج تنتج القماش بنظام الإخراج . كان العمل يهيمن عليه عدد قليل من العائلات، الذين كان لديهم رأس المال اللازم للاستثمار في المطاحن الجديدة وشراء مئات الأنوال. تم بناء المطاحن على طول القنوات الجديدة، لذلك كان لديهم على الفور إمكانية الوصول إلى أسواقهم. تطور الغزل أولاً، وحتى عام 1830، كان النول اليدوي لا يزال أكثر أهمية اقتصاديًا من النول الآلي عندما انعكست الأدوار. ^[5] وبسبب النمو الاقتصادي في مانشستر، ولدت صناعة جديدة لهندسة أدوات الآلات الدقيقة ، وكانت هناك المهارات اللازمة لبناء الآليات الدقيقة للنول.

عدد الأنوال في المملكة المتحدة ^[6]

سنة	1803	1820	1829	1833	1857
أنوال	2400	14,650	55,500	100000	250,000

كانت استراتيجية درابر هي توحيد معايير عدد من نماذج نورثروب لوم التي أنتجتها بكميات كبيرة. وانضم إلى نموذج E الأخف وزنًا لعام 1909 في عام 1930 نموذج X الأثقل وزنًا. كانت آلات الألياف المستمرة، مثل الرايون، والتي كانت أكثر عرضة للكسر، بحاجة إلى نول متخصص. وقد تم توفير ذلك من خلال شراء شركة ستافورد لوم في عام 1932، واستخدام براءات اختراعها في إضافة نول ثالث XD إلى المجموعة. وبسبب تقنيات الإنتاج الضخم الخاصة بهم، كانوا مترددين وبطيئين في إعادة تجهيزهم لتقنيات جديدة مثل أنوال بدون مكوك. ^[7]

في الأصل، كانت أنوال الطاقة تستخدم مكوكًا لرمي النسيج عبرها، ولكن في عام 1927، بدأ استخدام أنوال بدون مكوك أسرع وأكثر كفاءة. كانت لشركة Sulzer Brothers ، وهي شركة سويسرية، الحقوق الحصرية لأنوال بدون مكوك في عام 1942، ورخصت الإنتاج الأمريكي لشركة Warner & Swasey. رخصت شركة Draper أنوال rapier الأبطأ. اليوم، أنتجت التطورات في التكنولوجيا مجموعة متنوعة من الأنوال المصممة لزيادة الإنتاج لأنواع معينة من المواد. وأكثرها شيوعًا هي آلات النسيج بدون مكوك من Sulzer ، وأنوال rapier ، وأنوال نفث الهواء وأنوال نفث الماء. ^[8]

لقد أدت النول الآلي إلى خفض الطلب على النساجين المهرة، مما تسبب في البداية في انخفاض الأجور والبطالة. وقد تلت ذلك الاحتجاجات. على سبيل المثال، في عام 1816، حاول ألفان من النساجين في كالتون تدمير مصانع النول الآلي ورشق العمال بالحجارة. ^[9] وعلى المدى الأبعد، من خلال جعل القماش أكثر بأسعار معقولة، زاد النول الآلي من الطلب وحفز الصادرات، مما تسبب في نمو العمالة الصناعية، وإن كانت منخفضة الأجر. ^[10] كما فتح النول الآلي فرصًا لعمال المصانع من النساء. ^[11] وكان الجانب الأكثر قتامة لتأثير النول الآلي هو نمو توظيف الأطفال في مصانع النول الآلي. ^[12]

هناك عدد من المخاطر المتأصلة في الآلات، والتي يمكن أن يقع ضحاياها النساجون غير المنتبهين أو غير المدربين بشكل جيد. وأكثرها وضوحًا هو القصب المتحرك، والأطر التي تحمل الريش، ولفافة "الضغط" أو "الرمل" المستخدمة لإبقاء القماش محكمًا أثناء مروره فوق مقدمة الآلة وعلى لفافة الإزالة. الإصابة الأكثر شيوعًا في النسيج هي الأصابع المضغوطة من العمال المشتتين أو الملل، على الرغم من أن هذه ليست الإصابة الوحيدة من هذا القبيل. هناك العديد من الروايات عن النساجين ذوي الشعر الطويل الذين تشابكوا في السدى نفسه وتم سحب فروة رأسهم بعيدًا عن الجمجمة، أو تم سحب قطع كبيرة من الشعر. ^[13] ونتيجة لهذا، أصبح من المعتاد في الصناعة أن تطلب الشركات من النساجين إما إبقاء الشعر مرفوعًا ومربوطًا، أو إبقاء شعرهم قصيرًا حتى لا يسمحوا له بالتشابك. أيضًا، نظرًا لنقاط الضغط المحتملة في مقدمة الآلات، يُحظر ارتداء الملابس الفضفاضة والفضفاضة. بالإضافة إلى ذلك، هناك خطر طيران المكوك خارج النول بسرعة عالية (200+ ميل في الساعة/322 كم/ساعة) وضرب العامل إذا واجه القصب المتحرك خيطًا/غزلًا أو تشويشًا ميكانيكيًا آخر/خطأً. أحد المضاعفات التي تواجه النساجين، من حيث السلامة، هو الطبيعة الصاخبة التي تعمل بها مصانع النسيج (115 ديسيبل +). وبسبب هذا، يكاد يكون من المستحيل سماع شخص يستغيث طلبًا للمساعدة عندما يتشابك. وقد دفع هذا إدارة السلامة والصحة المهنية إلى تحديد إرشادات محددة ^[14] للشركات للتخفيف من فرص وقوع مثل هذه الحوادث. ومع ذلك، حتى مع وجود مثل هذه الإرشادات، لا تزال الإصابات في إنتاج المنسوجات بسبب الآلات نفسها شائعة.

• نول دوبي
• نول الجاكار
• بول مودي
• جيمس هنري نورثروب
• نورثروب لوم
• صناعة المنسوجات - الثورة الصناعية
• القطن - الغزل واللف والتشويه والنسيج

• كولير، آن إم (1970)، دليل المنسوجات ، دار بيرغامون للنشر، ص 258، رقم ISBN 0-08-018057-4
• هيلز، ريتشارد ليزلي (1993)، الطاقة من البخار: تاريخ المحرك البخاري الثابت، مطبعة جامعة كامبريدج، ص 244، ISBN 9780521458344
• جينكينز، جيرانت (1972)، جيرانت جينكينز (المحرر)، صناعة النسيج الصوفي في بريطانيا العظمى ، لندن وبوسطن: روتليدج كيغان بول، ISBN 0-7100-69790
• مارسدن، ريتشارد (1895)، نسج القطن: تطوره ومبادئه وممارساته، جورج بيل وأولاده، ص 584، تم أرشفته من الأصل في 2018-06-29 ، تم استرجاعه في 2009-02-28
• ماس، ويليام (1990)، "انحدار قائد التكنولوجيا: القدرة والاستراتيجية والنسيج بدون مكوك" (PDF) ، تاريخ الأعمال والاقتصاد ، ISSN  0894-6825
• ميلر، آي؛ وايلد، سي (2007)، راشيل نيومان (محررة)، إيه آند جي موراي ومصانع القطن في أنكوتس ، لانكستر: أكسفورد للآثار الشمالية، رقم ISBN 978-0-904220-46-9

الوسائط المتعلقة بـ Power looms في ويكيميديا ​​كومنز