Мельница. История изобретения и производства

Жернова - это одно из самых древних изобретений человечества. Вполне возможно, что оно появилось даже раньше, чем колесо. Как выглядят жернова? Какие функции они выполняют? И каков принцип работы этого старинного механизма? Давайте разбираться!

Жернова - это что такое?

Как утверждают ученые, это нехитрое приспособление наши предки начали использовать в каменном веке (10-3 тысячелетие до нашей эры). Что же представляют собой жернова? Это примитивное механическое устройство, состоящее из двух округлых блоков. Его основная функция - перемалывание зерна и прочих растительных продуктов.

Слово произошло от старославянского «жърнъве». Это можно перевести как «тяжелый». Агрегат и вправду мог иметь достаточно солидный вес. Жернова упоминаются в «Повести временных лет». В частности, в летописях можно встретить следующую фразу:

«Крупяще жито и своима руками измълъ».

Слово нередко употребляется и в переносном значении. Достаточно вспомнить такие словосочетания, как «жернова войны» или «жернова истории». В данном контексте - это жестокие и фатальные события, в которых может оказаться человек или целый народ.

Изображение жерновов можно встретить в геральдике. Например, на гербе небольшого городка Хьойор (Höör), что на юге Швеции.

Немного истории

В древности люди перемалывали в жерновах зерна, орехи, побеги, корневища, а также перетирали железо и красители. Когда-то их можно было увидеть практически в каждом сельском доме. Со временем мукомольные технологии совершенствовались, появились водяные, а еще позже - ветряные мельницы. Сложную и изнурительную работу переложили на плечи сил природы - ветра и воды. Хотя в основе работы любой мельницы оставался все тот же жерновой принцип.

Раньше в деревнях существовала особая каста ремесленников, которые занимались изготовлением жерновых камней, а также ремонтом отдельных деталей. Во время постоянной работы жернова стирались, их поверхности становились гладкими и неэффективными. Поэтому периодически их необходимо было точить.

Сегодня жернова - это уже история. Разумеется, мало кто сегодня использует эти громоздкие агрегаты в быту. Поэтому они пылятся в музеях и на разнообразных выставках, где на них могут поглазеть любопытные туристы и любители старины.

Конструкция и принцип работы жерновов

Конструкция этого механизма предельно проста. Он состоит из двух круглых блоков одинакового размера, положенных друг на друга. При этом нижний круг обездвижен, а верхний - вращается. Поверхности обоих блоков покрыты рельефным рисунком, благодаря чему осуществляется процесс помола зерна.

Каменные жернова приводятся в движение при помощи специального штифта крестовидной формы, установленного на вертикальном деревянном стержне. Очень важно, чтобы оба блока были правильно выставлены и отрегулированы. Плохо сбалансированные жернова будут давать низкое качество помола.

Чаще всего жернова изготовлялись из известняка или мелкозернистого песчаника (или же из того, что было «под рукой»). Главное, чтобы материал был достаточно твердым и прочным.

В глубь веков уходит история появления современных видов зерновых культур, в том числе пшеницы, по праву считающейся великодушным даром природы человеку.

Техника переработки зерна в муку и выпечки из нее хлеба отражала уровень развития производительных сил общества и господствовавших в нем производственных отношений. Первыми орудиями размола зерна были зернотерки, представлявшие собой плоский или вогнутый камень. Зерно измельчали, растирая его между двумя камнями, которым придавали возвратно-поступательное движение. Следующим этапом развития техники явился переход к жернову, в котором сохранился принцип скалывания и истирания, но движение возвратно-прямолинейное заменено круговым вращательным. Привод вначале осуществляли вручную, а затем - прирученными животными.

В начале первого века нашей эры стали, использовать энергию воды в качестве двигателя жерновых поставов. Водяная мельница-первая простейшая машина - была изобретена греками и усовершенствована римлянами. Использование энергии ветра способствовало появлению в Европе ветряных мельниц (примерно в VII веке).

Водяные и ветряные мельницы были характерны для периода рабовладельческого общества и в известной мере - феодального.

История мельниц прекрасно иллюстрирует развитие машинной техники и видов двигательной энергии, давших толчок теоретическим исследованиям в области механики. Все математические исследования велись на основе опыта работы водяной мельницы.

Известны высказывания К. Маркса о той роли, какую она сыграла в истории машинной индустрии.

На мельницах указанных типов до середины XVI века зерно измельчали в муку без отбора отрубей. В то же время продолжалась борьба за улучшение качества источника питания. Большие усилия были направлены на отделение внутренней ценной части (эндосперма) хлебных злаков от грубых и безвкусных наружных оболочек. Это привело, к созданию так называемого пеклеванного рукава, проходом через сито которого получали муку, а сходом - отруби.

В первой половине XVII века во Франции изобрели бурат. В результате трех- четырехкратного пропуска зерна и промежуточных продуктов через жернова и бураты сходом с последней системы просеивания получали отруби, а проходом - муку. Собственно, такие технологические приемы, применявшиеся на мельницах Европы и Америки, положили начало построению повторительных помолов. Практиковали различные помолы пшеницы с выработкой темной муки (100%) без отбора отрубей, серой муки с отбором 10-15% отрубей; вырабатывали даже, несколько сортов муки: белую, темную, белую с красноватым оттенком, Отбирая при этом до 25% отрубей.

Многосортные помолы осуществляли путем повторительного измельчения зерна и его промежуточных продуктов в жерновах, оставляя достаточное расстояние между верхним и нижним камнями. Продукт после жернова просеивали в цилиндрическом бурате.

Появление бурата, триера, нории, шнека, наряду с применением нового вида двигательной энергии-пара, явилось новым этапом в истории развития мельничной техники. На некоторых мельницах введением сортового помола было положено начало поточности производства. Изобретение мельницы Оливера Эванса (1783 г.) явилось отражением всех новшеств и сыграло неоценимую роль в истории мельничной техники.

Развитие городов и появившаяся потребность в муке лучшего качества вызывала необходимость в дальнейшем совершенствовании мукомольного производства. Вехами на этом пути стало изобретение Пауром круповейки (1807 г.), Гельфенбургом (1812 г.) и Мюллером (1830 г.)-вальцового станка, Вашоном-триера (1845 г.), Гагенмахером - рассева (1887 г.).

В конце XIX века появились новые конструкции машин - сепараторов, аспираторов, дисковых триеров, обоечных и щеточных машин, машины для обработки зерна водой и теплом. Впервые в истории технологии мукомольного производства в середине XIX в. А. Курбатов предложил обработку зерна паром при подготовке его к помолу.

Внедрение парового двигателя вскоре сыграло выдающуюся роль в развитии мельниц на новой технической основе. Многоэтажные мельницы с паровым двигателем сооружались в 1736-1819 гг. в Англии (Лондон), в 1796 г. в США (Филадельфия), в России (Воротынцево Нижегородской губернии-1818 г.), в Бессарабии (1841 г.), Саратове (1858 г.). В 1892 г. в 56 губерниях европейской части России насчитывалось более 800 паровых мельниц.

Все шире распространялись прогрессивные способы очистки, шелушения, принципы постепенного измельчения зерна с целью получения максимума промежуточных продуктов. Вместо примитивных «горбуш» для очистки крупок начали применять вейки, затем ситовейки. В 80-90-х годах бураты все больше вытеснялись рассевами. Сортовые помолы пшеницы стали более совершенные; вырабатывалось девять и больше сортов муки. Однако на большинстве мельниц применялись еще жерновые поставы; мало насчитывалось мельниц с механизированным поточным процессом.

Во всех странах, в том числе и в России, промышленное развитие мукомольного производства в начале XX века тесно связано с общей технической эволюцией машинной индустрии.

В России паровой мельницы и парового ткацкого станка, где коренным образом ломались феодальные порядки,-уступавшие место бурно развивавшимся капиталистическим отношениям, безостановочно происходило преобразование техники. Это коснулось и техники мукомольной промышленности. На смену примитивным и малопроизводительным машинам для очистки и размола зерна стали приходить более прогрессивные и эффективные машины. Паровая мельница, оснащенная жерновами, образно говоря, «добивала» ветряную и водяную мельницу феодального периода, и теперь период развития капиталистического производства ознаменовался победоносным шествием вальцовой мельницы. Необычайно высокая для того времени производительность вальцовой мельницы и вырабатываемая на ней белая мука прекрасного товарного вида постепенно делали ее популярной.

Без большого преувеличения можно сказать, что вальцовый станок явился основным стержнем обновления и развития способов измельчения и означал поворотный пункт в технологии производства муки.

Вслед за впервые построенной в 1858 г. в России (г. Казань) вальцовой мельницей 1 подобные предприятия, возникли в Приволжье, в центральных районах, на Украине, Северном Кавказе, в Оренбургской губернии, на Урале и в Западной Сибири.

К тому времени начали также выпускать малогабаритные очистительные машины и вальцовые станки специально для строящихся сельских мельниц.

Из общего числа 144 055 мукомольных предприятий, учтенных- в 1908 г. по 64 губерниям европейской части России, мельниц, оснащенных вальцовыми станками, насчитывалось 2936, или 2%, а на остальных по-прежнему сохранялись жернова. Примерно такое же положение имело место почти во всех странах Европы и США. Технологический процесс получил дальнейшее развитие. И как бы ни различались между собой применявшиеся помолы, основные признаки, (кратность измельчения, а также степень развитости помола) были общими для каждой группы мельниц.

Ассортимент муки на вальцовых, особенно крупных, мельницах был довольно широк.

На юге России вырабатывали 8-9 сортов, в Самаре - до 26 сортов, а одна из сибирских мельниц производила 42 сорта муки. Однако по своей пищевой ценности и химическому составу такой внешне разнообразный ассортимент был несостоятельным. В лучшем случае удавалось различать только 3-5 сортов.

Если в большинстве стран Европы и США в период 1914- 1918 гг. мукомолье не пострадало, то в России последствия империалистической войны сказались очень тяжело. К 1917 г. из 4427 крупных и средних мельниц общей годовой производительностью 15 млн. т (не считая Украины) половина оказалась сильно изношенной, многие вышли из строя.

Сегодня энергию ветра в российских деревнях практически не используют, а еще в пору моего детства в нашем селе сохранялись развалины 3 ветряных мельниц. Одна из них, как рассказывала мне бабушка, принадлежала моему прадеду. В 50-е годы прошлого века действующей была только одна ветряная мельница в нашей местности, располагавшаяся в соседней деревне Есипово. Вот работу ее я и видел. В помещении этой мельницы все было покрыто белой мучной пылью, одежда и борода мельника тоже были в этой пыли. Время от времени он выходил наружу, и если ветер менял направление, то поворачивал голову мельницы специальным правилом крыльями к ветру. Правило было сделано из двух довольно толстых слег (жердей), верхними концами прикрепленных к "голове" мельницы. В нижней части слеги были соединены между собой, и вся конструкция была фактически остроугольным треугольником с острым углом внизу.

Скрипели жернова, скрипела, поворачиваясь, главная центральная ось, которую вращал горизонтальный вал, идущий от крыльев. Все передаточные механизмы были сделаны из дерева, и от трения они были буквально отполированные. Но главное – всюду была мучная пыль.

Вот еще одно гениальное изобретение – передача вращения из одной плоскости в другую – параллельную исходной. И это изобретение не было запатентовано, т.к. было сделано не менее 4 тыс. лет назад. Его автор неизвестен, даже его национальности мы не знаем. Угловая скорость вращения барабана (колеса) с меньшим диаметром на этой мельнице в 3,5 раза больше, чем большого барабана (колеса). Следовательно, вертикальная ось вращается в 3 раза быстрее, чем горизонтальная. В результате такой передачи жернов вращался с большой скоростью. Рисунок с сайта: http://900igr.net/fotografii/t…

Плоскость вращения крыльев этой мельницы наклонена к поверхности земли. Это снижает потерю энергии от трения при передаче врашения с большего барабана на меньший. Длина каждой лопасти (крыла) ветряных мельниц варьировала от 5–6 до 7–8 м. На этой мельнице от центральной оси вращение передавалось на два жернова. При передаче на жернова скорость вращения еще увеличивалась в несколько раз. Рисунок с сайта: http://svershenie.info/goluboj…

Зерно и муку на есиповской мельнице взвешивали на весах в виде металлического коромысла, подвешенного к потолку. К коромыслу на цепях были подвешены 2 листа железа размером 1,5х1,5 м. На один лист клали мешки с зерном, а на другой гири. Гири были с ручками – двухпудовые, пудовые, полупудовые и совсем небольшие, весом в несколько фунтов. За помол зерна мельнику платили кто чем мог – деньгами, зерном, мукой, мясом, молоком, яйцами. Тогда на трудодни в колхозе поздней осенью колхозникам выдавали по 2–3 мешка зерна, которое и мололи для себя на этой мельнице. Когда мельника не стало, мельницу в Есипове тоже быстро разрушили, и молоть зерно приходилось на ручных жерновах дома. Ох и тяжелая это работа – крутить одной рукой тяжелый каменный жернов, а другой в дыру в его центре насыпать горстями зерно! Но зато потом, благодаря этим тренировкам, я побеждал всех студентов института в соревнованиях по армрестлингу.

Позднее – в начале 60-х – зерно колхозникам на трудодни выдавать перестали, заменили деньгами, правда, деньги эти были смехотворными, и на них эквивалентное количество хлеба в магазине купить было невозможно. Но моя бабушка была очень изобретательна: она с полей, где обмолачивали зерно, приносила домой несколько мешков мякины, провеивала ее на ветру, и при этом из 10 мешков мякины получался один мешок зерна. Вот такими были потери урожая на колхозных полях. Но собирать мякину было запрещено, хотя там она сгнивала, никому не нужная. Бабушка брала большую корзину, клала в нее мешок, шла будто бы в лес по грибы. Набирала в мешок мякины, а сверху прикрывала ее грибами или лекарственными травами. Как говорят в народе: "Голь на выдумки хитра".

При обмолоте хлебов современными комбайнами потери зерна еще большие, чем при обмолоте стационарными молотилками. Почему? Да потому, что обмолачиваются колоски, которые только что срезаны. А зерно в колосках вызревает не одновременно. В одних колосках оно уже созрело и при первом встряхивании вываливается и падает на землю, а в других – еще не созрело и при обмолоте уходит в мякину. В северной России, где осенью постоянно идут дожди, потери зерна при обмолоте комбайнами составляют до 30% урожая. В "примитивном" крестьянском хозяйстве потери зерна были не более 5%, столько зерна оставалось в мякине на гумне (на току). Но и это зерно использовали куры и гуси, которые осенью кормились на нагуменниках. Не случайно один из видов дикого гуся так и называется – гусь гуменник. При перелете на юг осенью эти гуси кормились на гумнах – местах обмолота хлебов.

Да, сегодня есть мельницы с электрическим приводом, а также электрические кофемолки, мясорубки и т. д. Но какова при этом эффективность использования энергии? А ведь при выработке электроэнергии наносится немалый вред окружающей среде, древние же ветряные мельницы не наносили вреда природе. Крылья вращались довольно медленно, они не могли убить даже мух и комаров. Никакого задымления и шумового загрязнения не происходило. От мучной пыли мельника спасала респираторная повязка.

Полуразрушенная ветряная мельница в селе Захарьино близ села Кукобой на севере Ярославской области. Фото с сайта: http://www.geocaching.su/?pn=101&cid=3720

Мельница эта была построена в 20-е годы ХХ века женщинами из женской коммуны им. Н.К. Крупской. На самом деле это был замаскированный под коммуну женский монастырь, который ликвидировали большевики. Чтобы выжить при советской власти и избежать гонений, монахини схитрили и организовали в 1921 г. женскую коммуну. Но все равно коммунарки-монахини подверглись гонениям. Ммногие из них провели по 5 и более лет в советских лагерях, а некоторые были расстреляны.

Верхняя часть полуразрушенной ветряной мельницы в селе Захарьино близ села Кукобой в Ярославской области. Фото с сайта: http://www.10102010.ru/road/Tr…

Трудно представить, что эту мельницу сделали молодые женщины монахини. Я не видел больше ни одной мельницы, украшенной орнаментом. Этот случай с Кукобойской коммуной достоин мировой известности. Но не нашлось пока умного журналиста или режиссера, который бы написал об этой истории повесть или поставил фильм. А ведь об этом можно создать очень интересный художественный фильм! Может быть, тогда русская душа не будет столь загадочна для иностранцев. А где же местные власти Первомайского района и Ярославской области, почему они не сделали эту историю широко известной? Захарьинская коммуна не менее интересна для туристов, чем кукобойская Баба Яга.

В 1921 г. бывшие монашки закрытого Павло-Обнорского женского монастыря Анна Соловьева, Анфиса Патакова, Анна Езелева, Мария Метеничева и еще четыре женщины уведомили власти, что создают коммуну, и попросили землю, прилегающую к храму в селе Захарьево, а также попросили помещение бывшей церковной сторожки. Чиновники разрешили – ведь в Поволжье тогда пришел голод, люди мерли от голода, словно мухи, поэтому властями горячо одобрялись инициативы всех, кто желал кормить себя сам. Затем Анна Соловьева продала свою единственную дорогую вещь – пальто, и на эти деньги артель купила корову. Впрягшись в хомут вместо лошади, девушки распахали поле, высадили пшеницу и арендовали дом, где устроили пошивочную мастерскую.

А вскоре артель принялась расти за счет дочерей священников, бывших монашек и просто верующих. Через год она насчитывала уже 36 женщин. Одни успешно освоили плотницкие навыки, другие выучились на каменщиков, третьи закончили шестимесячные курсы сапожников. Днем работали – а вечерами, плотно закрыв дверь, устраивали общие молитвы и изучали духовную литературу. Ее, кстати, «тайные монашки» тиражировали сами, переписывая от руки священные тексты и снабжая их рисунками.

В 1923 г. артель зарегистрировали официально, избрали Анну Соловьеву председателем. Устав артели вызвал у советских служащих ироничную улыбку, – в нем отмечалось, что предприятие организовано, дабы «доказать мужчинам, что и без их содействия женщина может строить свою жизнь», устав запрещал сотрудницам встречаться с местными парнями. Не могли же коммунарки прямо признать, что живут по законам монастыря. У самой Н.К Крупской письмом попросили разрешения назвать хозяйство ее именем. Надежда Константиновна против ничего не имела – и даже похлопотала о получении коммуной льготного кредита в Госбанке.

На всесоюзном смотре колхозов-коммун в 1927 году «монашки» из с. Захарьево получили третью премию. После этого в коммуну зачастили делегации, жаждущих перенять передовой опыт. Особенно визитеров потрясала сапожная мастерская, где коммунарки-монашки делали не только рабочую обувь, но и, как отмечалось, «туфельки на французских каблучках», купить которые приходили модницы из соседнего большого села Кукобой. Многие также обращали внимание на восемь благоустроенных жилых домов и пасеку с 21 ульем. «Об этом еще нет песни простой и прекрасной, которая бы сама рвалась с языка и дарила безудержную радость. Но знаем мы – песня будет», – так писала об успехах «бабьей коммуны» 8 марта 1929 года Ярославская партийная газета «Северный рабочий». К тому времени в хозяйстве было уже 30 голов крупного рогатого скота, 25 овец, 8 лошадей, 150 бельгийских кроликов, валенокатальный, кожевенный, дектярный и кирпичный цеха, ветряная мельница, электрический генератор и купленный в кредит трактор. Коммуна тогда насчитывавала уже 104 человека.

Но в 1931 г. были арестованы 17 самых активных работниц коммуны имени Н.К. Крупской. Обвинительное заключение гласило: «Организация сельхозартели, и, впоследствии, сельхозкоммуны была проведена контрреволюционной группой в целях маскировки от общественности и имела конечной установкой подготовку открытия монастыря после падения Советской власти. Будучи уверены в неизбежности этого падения, руководители контрреволюционной группы, соответственно, вели подготовку, организуя монашеские кадры». Через год внесудебным решением комиссии ОГПУ женщины были приговорены к заключению на срок от 3 до 5 лет. Часть коммунарок сослали в Казахстан, а еще часть – в исправительно-трудовой лагерь Ивановского управления НКВД. Именно там оказалась и бывшая руководительница коммуны Анна Соловьева, ставшая, кстати, в лагере у заключенных бригадиром. Оставшиеся на свободе рядовые «коммунарки» продолжали обитать в Захарьино, они ютились в одном «общинном» доме, вели отдельное хозяйство и ждали освобождения «сестер», но власти запретили тем возвращаться в деревню. Марию Благовещенскую после отсидки в 1936-го вновь арестовали, привезли в Ярославль и через полгода расстреляли. Анна Васильевна Шакшина была отправлена в дальневосточный лагерь у бухты Нагаево (Магадан), где в 1939 г. скончалась от сепсиса.

После Великой Отечественной войны, когда гонения на церковь со стороны власти ослабли, в Захарьево стали постепенно съезжаться сестры, отбывшие свои срока и выжившие. О воссоздании «тайного монастыря», конечно, и речи быть не могло. Но верующим женщинам просто хотелось быть вместе. Совместными усилиями они нашли и бывшую председательшу коммуны Анну Александровну Соловьеву. Лагерь ее не сломал. Освободившись, Анна с отличием закончила учительский институт при Ленинградском университете и до пенсии работала педагогом. Ее, пенсионерку, привезли обратно в Захарьево, где основательница «тайного монастыря» и дожила свой век. Последнюю «монашку-коммунарку» похоронили в 2004 г. Кстати, даже на местном погосте могилки всех сестер находятся рядом. Мария Благовещенская и Анна Шашкина были канонизированы Архиерейским Собором Русской Православной Церкви как мученицы. Историю создания, существования подпольной православной общины – Коммуны им. Н.К. Крупской в селе Захарьево изучили ученики Первомайской (Кукобойской) средней школы под руководством учительницы Ирины Деруновой. Они собрали документы, повествующие об удивительной коммуне, работницы которой днем ударно трудились, а по вечерам истово молились. (Использована информация с сайта: http://yarportal.ru/topic56368.html).

Монашки-коммунарки из села Захарьино. Фото с сайта: http://yarportal.ru/topic56368.html

Мне было тогда лет 6–7, когда моя бабушка Анна взяла меня с собой, в село Захарьино (она называла его Коммуной). У нее в этой деревне жила подруга детства, с которой они выросли в одной деревне – Княжем Починке. Наш поход туда произошел летом 1953 или 1954 г. От нашего села Всехсвятского до Захарьино было около 18 км. Мы шли туда часа 4 или 5, миновали несколько деревень и большое село Кукобой. Хорошо помню красивое селение Захарьино: дома стояли в один ряд на высоком коренном берегу вдоль ручья, все окнами на юг в сторону ручья. По бровке берега росли толстые липы, а между рядом домов и рядом лип проходила чистая, не заезженная дорожка-тропа. В одном конце деревни стояла действовавшая тогда каменная церковь. Пока бабушка общалась со своей подругой, я бегал по селению, спустился к ручью, который тогда показался мне речкой. Вероятно, ниже по течению была плотина. Помню и ветряную мельницу, что на фотографии выше, тогда она еще работала – крылья ее медленно вращались. Но заходить внутрь я постеснялся.

Недавно узнал, что последняя монашенка-коммунарка умерла в Захарьино в 2004 г.

Ветряная мельница. Фото с сайта: http://www.alva-ural.ru/photo/

В анкетном листе владельца ветряной мельницы Ивана Тимофеевича Завершинского за 1920 год сказано, что его мельница «на камнях», то есть с каменными жерновами, имела суточную производительность при хорошем ветре в среднем около 25 пудов муки в сутки. Это примерно 400 кг. Почти полтонны зерна в сутки перемалывала эта сельская мельница.

Ветряные мельницы на Украине. Фото с сайта: http://foodmarkets.ru/news/vie…

Число ветряных мельниц в России в XIX веке достигало 200 тыс. шт. (официальная статистика), в общей сложности они перемалывали в год около 34 млн. т зерна, снабжая мукой все население тогдашней России. Средняя мощность ветряной мельницы была около 3,5 кВт. Но были ветряные мельницы и более мощные, они развивали мощность порядка 10–15 кВт. При этом все ветряные мельницы были построены самими крестьянами (информация позаимствована в книге В.И. Завершинского «Очерки истории Тарутино»).

Чаще всего у мельниц было по 4 крыла, но встречались мельницы и шестикрылые – такие, как на этом рисунке. Мощность такой мельницы, разумеется, была больше. Мощность мельницы также зависит от ширины крыльев и угла наклона их к плоскости вращения. При передаче вращения с горизонтального ротора на вертикальный вал угловая скорость вращения увеличивается примерно в 5–6 раз, При передаче вращения с вертикального вала на жернова скорость вращения еще раз увеличивается в 5–6 раз. Следовательно, угловая скорость жерновов в 25–30 раз больше, чем крыльев мельницы.

У этой мельницы есть механизм, благодаря которому она сама настраивается на направление ветра. Принцип работы этого механизма – это принцип флюгера. Как только ветер меняет направление, он дует на лопасти механизма и поворачивает их в соответствии с направлением ветра. Этот сдвиг передается рычагом на звездчатое колесо, которое поворачивает ось, на другом конце которой – звездчатое колесо меньшего размера, а меньшее звездчатое колесо поворачивает очень большое колесо, на котором закреплена верхняя часть мельницы вместе с крыльями и горизонтальным ротором. Для облегчения вращения верхней поворотной части мельницы верхняя и боковая части обруча, оси роликов смазывались. (http://brunja.livejournal.com/26061.html)

О ранней истории помола (да, и такая история есть) в нашей местности данных немного. Изначально здесь, как и во всем мире, для получения муки пользовались зернотеркой (где растирали зерно) и терочником (собственно, чем растирали зерно). Один фрагмент зернотерки был найден в нашем районе при археологических исследованиях Удмуртского университета. Труд по размолу зерна этими приспособлениями был невероятно тяжел, имел невысокий КПД (много ли двумя камнями натрешь вручную) и являлся специфическим женским видом трудовой повинности. Пока не появились мельницы...

А появляются они в Прикамье (стало быть, и у нас), около тысячи лет назад, в XI в. Ученые объясняют данное изменение с увеличением количества полученного зерна, что связано с улучшением агрокультуры и ростом урожаев. В общем, «жить стало лучше, жить стало веселее». Ручная мельница в сравнении с зернотеркой знаменовала техническую революцию.

Принцип действия круговращательной (по научному ротационной) мельницы прост – бегуном (верхним жерновом) осуществляли вращательные движения по лежаку – неподвижному нижнему жернову, а между рабочими поверхностями жерновов насыпали зерно, которое перетиралось в муку.

Революционный в свое время способ успешно использовался в Зюздинском крае до середины XX века. Да не только использовался – на территории нашего района добывался жерновой камень, которым торговали за пределами района. Известно, что полуфабрикаты для мельниц добывали у деревень Селуковы, Кораблевы, Левинского починка рядом с Гордино, а также на Кувакуше. Что касается объемов добычи, в середине XIX в. жернового камня вывозили до 10000 пудов (160 000 килограмм!!!). Продавали материал для мельниц в соседних волостях и в Глазове.

Кроме каменных жерновов в наших краях навострились делать деревянные мельницы. Выпиливали два круга, на их рабочих сторонах набивали железные пластинки с заостренными краями, сверху приделывали ручку – готова машина.

Но вернемся чуть раньше. Жернова жерновами, а техника не стоит на месте – появляются водяные мельницы, которые еще больше повышают скорость и эффективность помола. Однако, водяная мельница – удовольствие не из недешевых, позволить себе его могли только зажиточные крестьяне, либо государство. В качестве оплаты за помол отдавалась часть зерна. В фондах нашего музея хранится билет на помол, датируемый 1920 г., и дающий право на размол 3 пудов 20 фунтов зерна (56 кг).

Практика оплаты за помол сохранилась и в СССР, вплоть до военного времени. Больше того, в годы войны запрещалось молоть зерно на ручных мельницах (очевидно, вызвано это было условиями военного времени, нежеланием государства терять даже небольшой процент поступления зерна в государственные фонды в результате «несанкционированного» помола). Вот что вспоминал про это один из многочисленных ленинградцев, эвакуированных в наш район в годы войны:

«Летом мы работали в колхозе: подавали снопы на молотилку с конным приводом, а вечером и рано утром гоняли лошадей на пастбище и обратно. Было нам тогда по 11-12 лет... нам насчитывали трудодни в колхозе и платили за них зерном. Потом это зерно мы с бабушкой тайком мололи в подполье на ручной мельнице-крупорушке. Молоть было запрещено, поэтому самодельную мельницу (два больших круглых деревянных чурбана со стальными зубьями и ручкой) перевозили ночью из дома в дом волоком на детских санках. Из полученной таким образом ржаной муки бабушка пекла вкуснейшие оладьи с картошкой из своего же огород а».

После войны сбор за молотьбу отменяется, и ручные мельницы использовать более не возбраняется. Еще в 1950-1970-е гг. им находят применение в личных подворьях для получения муки или крупы, но ничего не вечно – муку стало легче купить в магазине, чем вырастить зерно и размолоть его вручную на жерновах. Таких деревянных механизмов до сих пор немало в старых и заброшенных домах Афанасьевского района: когда люди переезжали, с собой брать мельницу было незачем, выкидывать жалко, вот и стоят они там до сих пор...

Литература:

1. Белицер В.Н. У зюздинских коми-пермяков // Краткие сообщения Института этнографии. М., 1952. Вып. 15.
2. Братчиков А. Несколько слов о естественных богатствах Гординской волости и о настоящем состоянии в ней сельского хозяйства. // ВГВ 1865, №45.
3. Голдина Р.Д., Кананин В.А. Средневековые памятники верховьев Камы. Свердловск, 1989.
4. Калиткин Б. Суровые времена [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.proza.ru/2011/02/07/171 (сохраненная копия).
5. Сарапулов А.Н. Средневековые орудия для переработки зерна в Пермском Предуралье // Вестник ЧелГУ. 2013, №18.

Первыми инструментами для измельчения зерна в муку были каменная ступка и пестик. Некоторым шагом вперед по сравнению с ними явился метод перетирания зерна вместо толчения. Люди очень скоро убедились, что при перетирании мука получается гораздо лучше. Однако это также была крайне утомительная работа.

Большим усовершенствованием стал переход от движения терки вперед и назад к вращению. Пестик сменился плоским камнем, который двигался по плоскому каменному блюду. От камня, который перетирает зерно, было уже легко перейти к жернову, то есть заставить один камень скользить при вращении по другому. Зерно понемногу подсыпалось в отверстие в середине верхнего камня жернова, попадало в пространство между верхним и нижним камнем и растиралось в муку.

Эта ручная мельница получила самое широкое распространение в Древней Греции и Риме. Конструкция ее очень проста. Основанием мельницы служил камень, выпуклый посередине. На его вершине располагался железный штифт.

Второй, вращающийся камень имел два колоколообразных углубления, соединенных между собой отверстием. Внешне он напоминал песочные часы и был внутри пустой. Этот камень насаживали на основание. В отверстие вставлялась полоса.

При вращении мельницы зерно, попадая между камнями, перетиралось. Мука собирались у основания нижнего камня. Подобные мельницы были самых разных размеров: от маленьких, вроде современных кофемолок, до больших, которые приводили во вращение два раба или осел. С изобретением ручной мельницы процесс размалывания зерна облегчился, но по-прежнему оставался трудоемким и тяжелым делом. Не случайно, именно в мукомольном деле возникла первая в

истории машина, работавшая без использования мускульной силы человека или животного. Речь идет о водяной мельнице. Но сначала древние мастера должны были изобрести водяной двигатель.

Древние водяные машины-двигатели развились, по-видимому, из поливальных машин чадуфонов, при помощи которых поднимали из реки воду для орошения берегов. Чадуфон представлял собой ряд черпаков, которые насаживались на обод большого колеса с горизонтальной осью. При повороте колеса нижние черпаки погружались в воду реки, затем поднимались к верхней точке колеса и опрокидывались в желоб.

Сначала такие колеса вращались вручную, но там, где воды мало, а бежит она по крутому руслу быстро, колесо стали снабжать специальными лопатками. Под напором течения колесо вращалось и само черпало воду. Получился простейший насос-автомат, не требующий для своей работы присутствия человека. Изобретение водяного колеса имело огромное значение для истории техники. Впервые человек получил в свое распоряжение надежный, универсальный и очень простой в своем изготовлении двигатель.

Вскоре стало очевидным, что движение, создаваемое водяным колесом, можно использовать не только для качания воды, но и для других надобностей, например, для перемалывания зерна. В равнинных местностях скорость течения рек мала для того, чтобы вращать колесо силой удара струи. Для создания нужного напора стали запруживать реку, искусственно поднимать уровень воды и направлять струю по желобу на лопатки колеса.

Однако изобретение двигателя сразу породило другую задачу: каким образом передать движение от водяного колеса тому устройству,

которое должно совершать полезную для человека работу? Для этих целей был необходим специальный передаточный механизм, который мог бы не только передавать, но и преобразовывать вращательное движение. Разрешая эту проблему, древние механики опять обратились к идее колеса.

Простейшая колесная передача работает следующим образом. Представим себе два колеса с параллельными осями вращения, которые плотно соприкасаются своими ободьями. Если теперь одно из колес начинает вращаться (его называют ведущим),

то благодаря трению между ободьями начнет вращаться и другое (ведомое). Причем пути, проходимые точками, лежащими на их ободьях, равны. Это справедливо при всех диаметрах колес.

Стало быть, большее колесо будет делать по сравнению со связанным с ним меньшим во столько же раз меньше оборотов, во сколько раз его диаметр превышает диаметр последнего. Если мы разделим диаметр одного колеса на диаметр другого, то получим число, которое называется передаточным отношением данной колесной передачи. Представим себе передачу из двух колес, в которой диаметр одного колеса в два раза больше, чем диаметр второго.

Если ведомым будет большее колесо, мы можем с помощью этой передачи в два раза увеличить скорость движения, но при этом в два раза уменьшится крутящий момент. Такое сочетание колес будет удобно в том случае, когда важно получить на выходе большую скорость, чем на входе. Если, напротив, ведомым будет меньшее колесо, мы потеряем на выходе в скорости, но зато крутящий момент этой передачи увеличится в два раза. Эта передача удобна там, где требуется «усилить движение» (например, при подъеме тяжестей).

Таким образом, применяя систему из двух колес разного диаметра, можно не только передавать, но и преобразовывать движение. В реальной практике передаточные колеса с гладким ободом почти не используются, так как сцепления между ними недостаточно жесткие, и колеса проскальзывают. Этот недостаток можно устранить, если вместо гладких колес использовать зубчатые.

Первые колесные зубчатые передачи появились около двух тысяч лет назад, однако широкое распространение они получили значительно позже. Дело в том, что нарезка зубьев требует большой точности. Для того чтобы при равномерном вращении одного колеса второе вращалось тоже равномерно, без рывков и остановок, зубцам необходимо придавать особое очертание, при котором взаимное движение колес совершалось бы так, как будто они перемещаются друг по другу без скольжения, тогда зубцы одного колеса будут попадать во впадины другого.

Если зазор между зубьями колес будет слишком велик, они станут ударяться друг о друга и быстро обломаются. Если же зазор слишком мал — зубья врезаются друг в друга и крошатся. Расчет и изготовление зубчатых передач представляли собой сложную задачу для древних механиков, но уже они оценили их удобство. Ведь различные комбинации зубчатых колес, а также их соединение с некоторыми другими передачами давали огромные возможности для преобразования движения.

Например, после соединения зубчатого колеса с винтом, получалась червячная передача, передающая вращение из одной плоскости в другую. Применяя конические колеса, можно передать вращение под любым углом к плоскости ведущего колеса. Соединив колесо с зубчатой линейкой, можно преобразовать вращательное движение в поступательное, и наоборот, а присоединив к колесу шатун, получают возвратно-поступательное движение. Для расчета зубчатых передач обычно берут отношение не диаметров колес, а отношение числа зубьев ведущего и ведомого колес. Часто в передаче используется несколько колес. В таком случае передаточное отношение всей передачи будет равно произведению передаточных отношений отдельных пар.

Когда все затруднения, связанные с получением и преобразованием движения, были благополучно преодолены, появилась водяная мельница. Впервые ее детальное устройство описано древнеримским механиком и архитектором Витрувием. Мельница в античную эпоху имела три основные составные части, соединенные между собой в единое устройство:

1) двигательный механизм в виде вертикального колеса с лопатками, вращаемого водой;

2) передаточный механизм или трансмиссию в виде второго вертикального зубчатого колеса; второе зубчатое колесо вращало третье горизонтальное зубчатое колесо — шестерню;

3) исполнительный механизм в виде жерновов, верхнего и нижнего, причем верхний жернов был насажен на вертикальный вал шестерни, при помощи которого и приводился в движение. Зерно сыпалось из воронкообразного ковша над верхним жерновом.

Создание водяной мельницы считается важной вехой в истории техники. Она стала первой машиной, получившей применение в производстве, своего рода вершиной, которую достигла античная механика, и исходной точкой для технических поисков механики Возрождения. Ее изобретение было первым робким шагом на пути к машинному производству.