تدوير الحلقات

• كانت عجلة ساكسونيا عبارة عن عجلة غزل ذات شريطين تعمل بالدواسة . كان المغزل يدور أسرع من المتحرك بنسبة 8:6، وكان السحب يتم بواسطة أصابع الغازل.
• طُوِّرَت آلة الغزل المائي وحصلت على براءة اختراعها من قِبَل أركرايت في سبعينيات القرن الثامن عشر. كان يتم شدّ خيوط الغزل بواسطة بكرات السحب، ثم تُلفّ على مغزل. كانت آلة ضخمة وثقيلة، تعمل بالطاقة، والتي كانت في أواخر القرن الثامن عشر تعني استخدام عجلة مائية. ^{[ 2 ]} صُمِّمت مصانع القطن لهذا الغرض من قِبَل أركرايت وجيديديا ستروت وآخرين على طول نهر ديروينت في ديربيشاير . كانت آلات الغزل المائي قادرة فقط على غزل خيوط اللحمة. ^{[ 2 ]}
• كانت آلة الغزل ذات المغزل اليدوي امتدادًا لآلة الغزل المائية. استخدمت نفس المبادئ، ولكنها كانت أكثر تطورًا هندسيًا وتعمل بالبخار. في عام 1828، تم اختراع آلة دانفورث ذات المغزل اليدوي في الولايات المتحدة. تسبب وزن المغزل الثقيل في اهتزاز المغزل، وتشابك الخيوط في كل مرة تتوقف فيها الآلة؛ لم تكن ناجحة. ^{[ 3 ]}
• يُنسب تصميم الإطار الحلقي إلى جون ثورب في رود آيلاند في عامي 1828/9، وقد طوره السيد جينكس من باوتكيت، رود آيلاند . ^{[ 3 ]}

أجرت ورش الآلات تجارب على إطارات الحلقات ومكوناتها في ثلاثينيات القرن التاسع عشر. إلا أن نجاح إطار الحلقة كان يعتمد على السوق الذي يخدمه، ولم تبدأ هذه التقنية بالانتشار إلا عندما بدأت شركات رائدة في الصناعة مثل شركة ويتين للآلات في أربعينيات القرن التاسع عشر وورشة لويل للآلات في خمسينيات القرن التاسع عشر بتصنيع إطارات الحلقات. ^{[ 4 ]}

خلال الحرب الأهلية الأمريكية، امتلكت صناعة القطن الأمريكية 1091 مصنعًا تضم ​​5,200,000 مغزلًا، تعالج 800,000 بالة من القطن. وكان أكبر هذه المصانع، شركة ناومكيج ستيم كوتون في سالم، ماساتشوستس، يضم 65,584 مغزلًا. أما المصانع المتوسطة، فكانت تضم ما بين 5000 و12000 مغزل فقط، حيث فاق عدد المغازل اليدوية عدد المغازل الحلقية بنسبة اثنين إلى واحد. ^{[ 5 ]}

بعد الحرب، بدأ بناء المطاحن في الجنوب، حيث كان يُنظر إليه كوسيلة لتوفير فرص العمل. استخدمت هذه المطاحن بشكل حصري تقريبًا تقنية الحلقات لإنتاج الأقمشة الخشنة، بينما اتجهت مطاحن نيو إنجلاند إلى إنتاج الأقمشة الناعمة.

قام جاكوب سوير بتحسين المغزل الخاص بآلة الغزل الحلقي بشكل كبير عام 1871، حيث رفع سرعته من 5000  دورة في الدقيقة إلى 7500  دورة في الدقيقة، وقلل من الطاقة اللازمة لتشغيله؛ فبعد أن كان 100 مغزل يحتاج إلى  حصان واحد، أصبح بالإمكان الآن تشغيل 125 مغزلًا. وقد أدى هذا التحسين أيضًا إلى إنتاج خيوط دقيقة. ^{[ 6 ]} خلال السنوات العشر التالية، دافعت شركة دريبر عن براءة اختراعها عبر المحاكم. وكان من بين المخالفين شركة جينكس، التي كانت تسوّق مغزلًا يحمل اسم مصممه، رابيث. وعندما خسرت القضية، كشفت شركة فالز وجينكس عن مغزل جديد خالٍ من براءة الاختراع، صممه رابيث أيضًا، وأطلقت عليه اسم مغزل رابيث.

كان مغزل رابيث ذاتي التشحيم وقادرًا على الدوران دون اهتزاز بسرعة تزيد عن 7500  دورة في الدقيقة. اشترت شركة دريبر براءة الاختراع ووسّعت شركة سوير سبيندل لتصنيعه. ثم رخصت استخدامه لشركة فيلز آند جينكس للآلات، وشركة هوبديل للآلات، ولاحقًا لشركات أخرى لتصنيع الآلات. من عام 1883 إلى عام 1890، كان هذا المغزل هو المعيار، وقد أمضى ويليام دريبر معظم وقته في المحكمة للدفاع عن براءة الاختراع هذه. ^{[ 6 ]}

قورنت الطريقة الجديدة بآلة الغزل ذاتية التشغيل التي طورها ريتشارد روبرتس باستخدام تقنيات هندسية أكثر تقدماً في مانشستر . كانت آلة الغزل الحلقية موثوقة للغزل الخشن، بينما كانت لانكشاير تغزل الغزل الناعم أيضاً. كانت آلة الغزل الحلقية أثقل وزناً، مما استلزم تعديلات هيكلية في المصانع، كما أنها احتاجت إلى طاقة أكبر. لم تكن هذه مشاكل في صناعة القطن في نيو إنجلاند قبل الحرب الأهلية . فقد حلت مشكلة نيو إنجلاند في إيجاد غزالين مهرة ، بينما كان الغزالون المهرة متوفرين بكثرة في لانكشاير. عموماً، كانت المتطلبات في القارتين مختلفة، ولم تكن آلة الغزل الحلقية هي الطريقة المُفضلة في أوروبا آنذاك.

كان السيد صموئيل بروكس من شركة بروكس آند دوكسي مانشستر مقتنعًا بجدوى هذه الطريقة. بعد جولة استطلاعية قام بها وكيله بلاكي إلى الولايات المتحدة، بدأ العمل على تحسين الهيكل. كان الهيكل لا يزال بدائيًا للغاية بحيث لا يمكنه منافسة هياكل البغال المتطورة، فضلًا عن التفوق عليها. بدأ أولًا بتحسين هيكل المضاعفة، وصنع الأدوات اللازمة لتحسين دقة التصنيع. كان هذا العمل مربحًا، واشترت إحدى شركات تصنيع خيوط الخياطة آلاتٍ تحتوي على 180,000 مغزل. ^{[ 7 ]}

عملت شركة بروكس وغيرها من الشركات المصنعة على تحسين آلة الغزل. وكان السبب الرئيسي للقلق هو تصميم مغزل بوث-ساوير، حيث لم يكن البكرة مثبتة بإحكام على المغزل، مما أدى إلى اهتزازها بشدة عند السرعات العالية. استخدمت شركة هوارد وبولوغ من أكرينغتون مغزل راباث، الذي حل هذه المشاكل. مشكلة أخرى كانت التمدد، حيث يتراكم الخيط بشكل غير منتظم. عالجت شركة فورنيس ويونغ من ميلور بوتوم ميل، ميلور، هذه المشكلة عن طريق تثبيت حلقة مفتوحة على سكة الغزل. يتحكم هذا الجهاز في الخيط، وبالتالي يمكن صنع عربة غزل أخف وزنًا تعمل بسرعات أعلى. مشكلة أخرى كانت تراكم الوبر على عربة الغزل مما يؤدي إلى انقطاع الخيط، وقد تم التخلص من هذه المشكلة بواسطة جهاز يُسمى منظف عربة الغزل. ^{[ 8 ]}

كان تغيير المغازل، أو ما يُعرف بـ"فك المغازل"، أحد أهم القيود الزمنية. إذ كان لا بد من إزالة ثلاثمائة مغزل أو أكثر واستبدالها. وكان لا بد من إيقاف الماكينة أثناء قيام عمال فك المغازل ، الذين كانوا في الغالب صبية صغار ، بهذه المهمة. وظلت آلة الغزل الحلقي متوقفة عن العمل حتى اكتمال هذه العملية. ^{[ 9 ]} حصل هارولد بارتينغتون (1906-1994) من تشادرتون، إنجلترا، على براءة اختراع "وسيلة لفك مغازل آلات الغزل الحلقي" في سبتمبر 1953 (براءة الاختراع الأمريكية رقم 2,653,440). كانت الآلة تزيل البكرات الممتلئة من مغازل آلة الغزل الحلقي، وتضع بكرات فارغة مكانها؛ ثمانية مغازل في كل مرة. وكان بالإمكان تحريكها على طول مقدمة آلة الغزل الحلقي خطوة بخطوة من خلال عمليات متتالية، مما قلل من فترة توقف آلة الغزل الحلقي، بالإضافة إلى تقليل الجهد المبذول لإزالة جميع البكرات الممتلئة من الآلة واستبدالها ببكرات فارغة. طُوِّر نظام بارتينغتون الآلي لفكّ الخيوط بمساعدة شركة بلات براذرز (أولدهام)، وكان يعمل بكفاءة تامة في الظروف المثالية: أرضية أفقية مستوية وإطار حلقي موازٍ للأرضية وعمودي. وللأسف، لم تكن هذه الظروف متوفرة في معظم مصانع القطن في لانكشاير آنذاك، ولذلك لم يُطرح النظام الآلي للإنتاج. كان نظام بارتينغتون الآلي فريدًا من نوعه، والوحيد الذي يعمل بكفاءة كإضافة إلى الإطار الحلقي. وقد ساهم نظام ميكانيكي حديث لفكّ الخيوط، مُثبَّت كجزء لا يتجزأ من الإطار الحلقي، في تقليل وقت فكّ الخيوط إلى 30-35 ثانية.

استُخدمت آلة الغزل الحلقية على نطاق واسع في الولايات المتحدة، حيث كانت تُصنّع الغزل ذو النقوش الخشنة. وكان العديد من مصنّعي هذه الآلات فروعًا أمريكية لشركات لانكشاير، مثل هوارد آند بولوف وتويديلز آند سمولي . وسعوا باستمرار إلى تحسين سرعة وجودة منتجاتهم. كان السوق الأمريكي صغيرًا نسبيًا، إذ لم يتجاوز إجمالي عدد المغازل في الولايات المتحدة بأكملها عدد المغازل في مدينة أولدهام بمقاطعة لانكشاير . وعندما بلغ الإنتاج ذروته في لانكشاير عام 1926، بلغ عدد المغازل في أولدهام 17.669 مليون مغزل، بينما بلغ في المملكة المتحدة 58.206 مليون مغزل. ^{[ 10 ]}

من الناحية التقنية، كانت آلات الغزل اليدوية أكثر تنوعًا. فقد كان من السهل تعديلها لغزل أنواع القطن المختلفة التي كانت متوفرة آنذاك في لانكشاير. وبينما ركزت لانكشاير على القطن الناعم للتصدير، فقد غزلت أيضًا مجموعة أوسع، بما في ذلك مخلفات القطن الخشنة جدًا. وبفضل وجود بورصة ليفربول للقطن، تمكن أصحاب المصانع من الوصول إلى تشكيلة أوسع من القطن الأساسي.

تُعدّ تكلفة الأجور لكل مغزل أعلى في الغزل الحلقي. في الولايات التي كان فيها القطن الخام رخيصًا، أمكن استيعاب تكاليف العمالة الإضافية لتشغيل البغال، لكن كان على لانكشاير دفع تكاليف الشحن. كان العامل الحاسم هو توافر العمالة، فعندما كانت العمالة الماهرة نادرة، أصبح الغزل الحلقي مُجديًا. ^{[ 11 ]} لطالما كان هذا هو الحال في نيو إنجلاند، وعندما أصبح كذلك في لانكشاير، بدأ اعتماد آلات الغزل الحلقي.

بُني أول مصنع معروف في لانكشاير مُخصص لغزل الحلقات في ميلنرو لصالح شركة نيو ليدي هاوس لغزل القطن (المسجلة في 26 أبريل 1877). ونشأت مجموعة من المصانع الأصغر حجمًا التي تفوقت على مصانع غزل الحلقات في أولدهام بين عامي 1884 و1914. ^{[ 12 ]} بعد عام 1926، شهدت صناعة لانكشاير تراجعًا حادًا، وفقدت سوق التصدير الهندية، وأصبحت اليابان مكتفية ذاتيًا. واتحدت شركات النسيج لتقليص الطاقة الإنتاجية بدلًا من زيادتها. ولم يبدأ طلب بعض المغازل البديلة إلا في أواخر الأربعينيات من القرن العشرين، حين أصبحت آلات غزل الحلقات هي السائدة. ولا يزال الجدل قائمًا في الأبحاث الأكاديمية حول ما إذا كان رواد الأعمال في لانكشاير قد اتخذوا قرارات الشراء الصحيحة في تسعينيات القرن التاسع عشر. ^{[ 11 ]} ولا يزال مبنى المحرك ومحرك البخار الخاص بمصنع إيلينرود لغزل الحلقات محفوظين.

• لا يزال البحث مستمراً عن تقنيات أسرع وأكثر موثوقية لغزل الحلقات. في عام 2005، نُشرت ورقة بحثية لنيل درجة الدكتوراه في جامعة أوبورن بولاية ألاباما حول استخدام الرفع المغناطيسي لتقليل الاحتكاك، وهي تقنية تُعرف باسم غزل الحلقات المغناطيسي . ^{[ 13 ]}
• طُوِّرت تقنية الغزل المفتوح في تشيكوسلوفاكيا في السنوات التي سبقت عام 1967. وكانت أسرع بكثير من الغزل الحلقي، كما أنها استغنت عن العديد من العمليات التحضيرية. ببساطة، كان الخيط يُقذف أثناء دورانه من فوهة، وعند خروجه يُعلَّق بألياف أخرى سائبة في الحجرة الخلفية. وقد طُرحت هذه التقنية لأول مرة في المملكة المتحدة في مصنع مابل ميل بمدينة أولدهام .