约翰·斯密顿(John Smeaton,-1792),
英国人,发明家,十八世纪最优秀的机械技师。他在
土木工程学和机械工程学两个领域做了大量的工作。他制作了多种机床,发明了用于切削汽缸内圆的机床。
英国皇家学会保存的斯密顿的图纸有1200多张。1950年,纽可门协会出版了皇家学会会员斯密顿1741年至1792年的《土木工程学》、《机械工程学设计图册》全6册。
人物生平
天才降生
1724年6月8日,约翰·斯密顿出生于英国
利兹,他的父亲是一个律师。
学生时代
小时候的斯密顿就对机械十分感兴趣。到上学时,他更加热心于车床、蒸汽机等机械,并自己制作、组装了这些机械的模型等,很早就显露出机械技师的素质。学校毕业以后,约翰·斯密顿决定到一位律师那里工作。在学了三年左右的律师后,由于他对当时逐渐发展起来的机械技术非常感兴趣,所以放弃了律师的工作。
人物成就
制作精密机械
约翰·斯密顿想作为一名真正的精密机械技术工,去了科学器械、数学器具制造厂工作。当时,英国正处于突飞猛进发展阶段。工业发展一日千里。交通、开采煤矿、建设港湾等项目都在顺利进行。生产建设所需要的各种机械也被陆续制造出来。
以前他在约克夏的自家住宅附近的煤矿看到了使用纽可门式气压蒸汽机驱动排水泵时就对这种大型装置产生了极大的兴趣,在他的心中留下了难忘的记忆。这也是他后来制作蒸汽机的起因。
在机床工厂劳动时,斯密顿学到了机械技术。一七五零年,也就是他二十五岁的时候,斯密顿开始独立经营。决定开始制作他早就深思熟虑过的精密机械。
当时,机床工业界已经使用金属取代过去的木材作为机械的材料。炼铁设备也日益增加。熔炼矿石的技术也迅速地发展起来。高炉使用了木炭,由于需要高温,又用焦炭取代了木炭。为了使焦炭充分燃烧,需要强力的鼓风装置。为此,斯密顿制作了新式的圆筒型鼓风机,可以使炉膛内充分燃烧。
随着金属的大量使用,有关金属的物质性质的研究工作显得格外重要。一七五四年,斯密顿设计了膨胀计,这种膨胀计可以准确地测量出温度所引起的金属膨胀。在这稍许以前,格莱姆就制作出来了膨胀计,斯密顿的设计是对其进行了改进。
埃迪斯顿灯塔的建造者
斯密顿修建的埃迪斯顿灯塔也是十分有名的。为了在风力很强的地方修建这座灯塔,他动了一番脑筋,采用了燕尾结合--类似于鸽子尾巴型前端较大的榫,使碎石能相互接合起来。
斯密顿收集了各地煤的样品,进行了强度实验,建立了水泥生产的基础。
多产的科学家
在同一时期,他还进行了风车的各种实验。特别是有关翼型风车进行了详细的实验。为此,他制作了一个直径1米的风车模型,用人工风使其转动,研究风速不同时风车的效率是如何变化的。斯密顿就水车和风车进行了各种研究。但他不只仅是研究,同时还实际制作了水车和风车。例如:斯密顿第一个用铸铁制造了这些水车及其附件的齿轮装置。斯密顿设计的水车、风车设备达43件之多。
一七六七年,为了从伦敦的新利巴将水吸到高处的贮水池里,斯密顿设计了取代马力的强大动力装置。
一七七二年,他设计并制造了一个具有直径1.3米汽缸的装置,安装在诺桑巴兰的伦格·本顿煤矿。一七七五年,他又为俄国的克伦斯塔得设计了一个直径1.7米汽缸设备,作为造船厂的排水装置。
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。 这种镗床用水车作为动力驱动,在其长轴的前端安装上刀具,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。为此,斯密顿使用多次改变汽缸位置的方式进行加工。后来维尔金森改进了这种镗床准确地加工内圆,帮助瓦特制造出了高效率的蒸汽机。通过改进加工精度,斯密顿使纽可门式气压蒸汽机效率提高了一倍以上。
约翰·斯密顿还和路易斯·鲍尔等人一起对纺织机械进行了改进,使得纱的生产量迅速增加。过去,纺纱都是手工劳动,而现在却实现了机械化。另外,织物机械也不断地得到了改进,英国是世界上最早实现棉布生产机械化的国家。在此基础上,英国的服装加工业迅速发展起来,其高档服装闻名世界。即使是今天,英国的服装加工业仍处于世界领先的地位。