James Nasmyth

James Hall Nasmyth (a volte scritto Naesmyth , Nasmith o Nesmyth ) (19 agosto 1808 - 7 maggio 1890) era un ingegnere scozzese, filosofo, artista e inventore famoso per il suo sviluppo del martello a vapore. È stato co-fondatore dei produttori di macchine utensili di Nasmyth, Gaskell e Company. Si ritirò all'età di 48 anni e si trasferì a Penshurst, nel Kent, dove sviluppò i suoi hobby di astronomia e fotografia.

Primi anni di vita

James Nasmyth è nato a 47 York Place, Edimburgo, dove suo padre Alexander Nasmyth era un pittore paesaggista e ritrattista. Uno degli hobby di Alexander era la meccanica e impiegava quasi tutto il suo tempo libero nel suo laboratorio dove incoraggiava il figlio più piccolo a lavorare con lui in tutti i tipi di materiali. James fu mandato alla Royal High School dove aveva come amico, Jimmy Patterson, figlio di un fondatore di ferro locale. Essendo già interessato alla meccanica, trascorse gran parte del suo tempo in fonderia e lì imparò gradualmente a lavorare e trasformare legno, ottone, ferro e acciaio. Nel 1820 lasciò il liceo e fece di nuovo grande uso dell'officina di suo padre, dove all'età di 17 anni fece il suo primo motore a vapore.

Dal 1821 al 1826, Nasmyth frequentava regolarmente la Edinburgh School of Arts (oggi Heriot-Watt University, rendendolo uno dei primi studenti dell'istituzione). Nel 1828 realizzò un trasporto a vapore completo in grado di percorrere un miglio trasportando 8 passeggeri. Questo risultato ha aumentato il suo desiderio di diventare un ingegnere meccanico. Aveva sentito parlare della fama del laboratorio di Henry Maudslay e aveva deciso di trovare lavoro lì; purtroppo suo padre non poteva permettersi di metterlo come apprendista nelle opere di Maudslay. Nasmyth decise quindi di mostrare a Maudslay esempi delle sue capacità e produsse un modello di lavoro completo di un motore a vapore ad alta pressione, creando i disegni di lavoro e costruendo i componenti.

carriera

Nel maggio 1829 Nasmyth visitò Maudslay a Londra, e dopo avergli mostrato il suo lavoro fu assunto come assistente operaio a 10 scellini a settimana. Sfortunatamente, Maudslay morì due anni dopo, quando Nasmyth fu assunto dal partner di Maudslay come disegnatore.

Quando Nasmyth aveva 23 anni, dopo aver risparmiato la somma di £ 69, decise di mettersi in proprio. Ha affittato un appartamento in fabbrica lungo 130 piedi di larghezza per 27 di larghezza in un vecchio cotonificio in Dale Street, Manchester.

La combinazione di getti massicci e un pavimento in legno non era l'ideale, e dopo un incidente che coinvolse un'estremità di una trave del motore che si schiantò sul pavimento in una taglierina piatta sotto di lui, si trasferì presto. Si trasferì a Patricroft, una zona della città di Eccles, nel Lancashire, dove nell'agosto del 1836, lui e il suo socio in affari Holbrook Gaskell aprirono la Bridgewater Foundry, dove commerciavano come Nasmyth, Gaskell e Company. I locali furono costruiti accanto alla (allora nuova) ferrovia di Liverpool e Manchester e al Bridgewater Canal.

Nel marzo 1838 James stava facendo un viaggio in pullman da Sheffield a York durante una tempesta di neve, quando vide alcune fornaci di ferro da stiro in lontananza. Il cocchiere lo informò che erano gestiti da un signor Hartop che era uno dei suoi clienti. Scese subito dall'autobus e si diresse verso le fornaci attraverso la neve profonda. Ha trovato il signor Hartop a casa sua ed è stato invitato a passare la notte a visitare le opere il giorno successivo. Quella sera incontrò la famiglia di Hartop e fu subito colpito dalla figlia di 21 anni, Anne. Un uomo deciso, il giorno dopo le parlò dei suoi sentimenti e delle sue intenzioni, che fu accolto "nel migliore spirito che potessi desiderare". Quindi comunicò lo stesso ai suoi genitori e raccontò loro le sue prospettive, e così si fidanzò nello stesso giorno. Si sposarono due anni dopo, il 16 giugno 1840 a Wentworth.

Fino al 1843, Nasmyth, Gaskell & Co. si concentrarono sulla produzione di una vasta gamma di macchine utensili in gran numero. Nel 1856, Nasmyth aveva costruito 236 formatrici.

Nel 1840 iniziò a ricevere ordini dalle ferrovie di recente apertura che stavano iniziando a coprire il paese, per le locomotive. Il suo collegamento con la Great Western Railway, la cui famosa nave a vapore SS Great Western aveva avuto così tanto successo nei viaggi tra Bristol e New York, gli portò a chiedergli di realizzare alcune macchine utensili di dimensioni e potenza insolite che erano necessarie per la costruzione dei motori di la loro prossima e più grande nave SS Gran Bretagna .

Il martello a vapore

Nel 1837 la Great Western Steam Company ebbe molti problemi a forgiare l'albero a pale della SS Gran Bretagna ; quando anche il martello più grande fu inclinato per tutta la sua altezza, la sua portata era così piccola che se un pezzo di lavoro davvero grande fosse posto sull'incudine, il martello non aveva spazio per cadere, e nel 1838 l'ingegnere dell'azienda scrisse a Nasmyth: "I scopri che non esiste un martello in Inghilterra o in Scozia abbastanza potente da forgiare l'albero a pale del motore per la Gran Bretagna! Che cosa devo fare? ”(Francis Humphries, 1838)

Nasmyth rifletté sulla questione e vedendo gli evidenti difetti del martello inclinabile (che emetteva ogni colpo con la stessa forza) ha delineato la sua idea per il primo martello a vapore. Ha mantenuto le sue idee per i nuovi dispositivi, principalmente nei disegni, in un "Scheme Book" che ha mostrato liberamente ai suoi clienti stranieri. Nasmyth fece uno schizzo del suo disegno a martello a vapore datato 24 novembre 1839, ma il bisogno immediato scomparve quando fu dimostrata la praticità delle eliche a vite e la Gran Bretagna fu convertita a quel disegno.

L'ingegnere francese François Bourdon ebbe l'idea simile di quello che chiamò "Pilon" nel 1839 e fece disegni dettagliati del suo disegno, che mostrò anche a tutti gli ingegneri che visitarono le opere di Le Creusot di proprietà dei fratelli Adolphe ed Eugène Schneider. Tuttavia, la Schneiders esitò a costruire la nuova macchina radicale di Bourdon. Bourdon ed Eugène Schneider visitarono le opere di Nasmyth in Inghilterra a metà del 1840, dove furono mostrati i disegni di Nasmyth. Ciò ha confermato la fattibilità del concetto per Schneider. Nel 1840 Bourdon costruì il primo martello a vapore al mondo presso le opere di Schneider & Cie a Le Creusot. Pesa 2.500 chilogrammi (5.500 libbre) e si alza a 2 metri (6 piedi 7 pollici). Schneiders brevettò il design nel 1841.

Nell'aprile del 1842 Nasmyth visitò la Francia al fine di fornire strumenti agli arsenali e ai cantieri francesi e, mentre era lì, colse l'occasione per visitare le opere di Le Creusot. Continuando i lavori, trovò il martello a vapore al lavoro. Secondo il suo resoconto, Bourdon lo portò nel dipartimento della fucina in modo che, come diceva, potesse "vedere suo figlio". Nasmyth disse "eccolo lì, in verità, un bambino martellante del mio cervello!" Nasmyth brevettò il suo disegno nel giugno 1842 usando denaro preso in prestito dal marito di sua sorella, William Bennett, Anne. Ha costruito il suo primo martello a vapore più tardi quell'anno nella sua fonderia Patricroft. Nel 1843 scoppiò una disputa tra i due ingegneri sulla priorità dell'invenzione del martello a vapore.

Usando il martello, i costi di produzione potrebbero essere ridotti di oltre il 50 percento, migliorando allo stesso tempo la qualità dei pezzi fucinati prodotti.

I primi martelli erano del tipo a caduta libera, ma furono successivamente modificati, data la caduta assistita. Fino ad allora, l'invenzione del martello a vapore di Nasmyth, la forgiatura di grandi dimensioni, come le ancore delle navi, doveva essere realizzata mediante il processo "bit per bit", cioè piccoli pezzi venivano forgiati separatamente e infine saldati insieme. Una caratteristica chiave della sua macchina era che l'operatore controllava la forza di ogni colpo. Gli piaceva mostrare le sue capacità dimostrando come poteva prima rompere un uovo collocato in un bicchiere di vino, senza rompere il bicchiere, a cui è seguito un colpo a tutta forza che ha scosso l'edificio. I suoi vantaggi divennero presto così evidenti che in breve tempo i martelli di Nasmyth furono trovati in tutte le grandi officine in tutto il paese.

Un martello Nasmyth originale ora si trova di fronte agli edifici della fonderia Patricroft di Nasmyth (ora un "parco commerciale"). Un martello a vapore Nasmyth & Wilson più grande si trova nel campus dell'Università di Bolton.

Nasmyth successivamente applicò il principio del suo martello a vapore a una macchina per il trasporto di pali che inventò nel 1843. La sua prima macchina a grandezza naturale usava un blocco martello di quattro tonnellate e una velocità di ottanta colpi al minuto. Il pilota della pila fu dimostrato per la prima volta in una gara con una squadra che utilizzava il metodo convenzionale a Devonport il 3 luglio 1845. Guidò una pila lunga 70 piedi e 18 pollici quadrati in quattro minuti e mezzo, mentre il metodo convenzionale richiedeva dodici ore. Questo fu un grande successo e molti ordini per il suo battipalo risultarono. Fu usato per molte costruzioni su larga scala in tutto il mondo nei prossimi anni, come il ponte di alto livello a Newcastle upon Tyne e la diga del Nilo ad Aswan, in Egitto (Aswan Low Dam).

Nel 1856 furono prodotti in totale 490 martelli che furono venduti in tutta Europa alla Russia, all'India e persino all'Australia e rappresentavano il 40% delle entrate di James Nasmyth e della compagnia.

Altre invenzioni

Oltre al martello a vapore, Nasmyth ha creato diverse altre macchine utensili importanti, tra cui lo shaper, un adattamento della pialla che è ancora utilizzata nella fabbricazione di utensili e matrici. Un'altra innovazione è stata una pressa idraulica che ha utilizzato la pressione dell'acqua per forzare insieme parti della macchina attillate. Tutte queste macchine sono diventate popolari nella produzione e sono ancora in uso in forma modificata.

Nasmyth è stato anche uno dei primi produttori di utensili a offrire una gamma standardizzata di macchine utensili; prima di ciò, i produttori costruivano strumenti in base alle specifiche dei singoli clienti con scarsa attenzione alla standardizzazione, che causava problemi di compatibilità. Nasmyth fu probabilmente l'ultimo dei primi pionieri dell'industria delle macchine utensili.

Tra le altre invenzioni di Nasmyth, la maggior parte delle quali non ha mai brevettato, c'erano un mezzo per trasmettere il movimento rotatorio mediante un albero flessibile fatto di filo a spirale, una macchina per tagliare scanalature chiave, cuscinetti autoregolanti e il mestolo a vite per spostare il metallo fuso che potrebbe essere gestito in modo sicuro ed efficiente da due uomini invece dei sei precedentemente richiesti. L'idea di Nasmyth di un'ariete a vapore per la guerra navale non fu mai messa in produzione.

Sebbene le fresatrici non fossero più nuove nel 1830, un esempio costruito da Nasmyth in quel periodo si distingue per la sua presenza. È stato realizzato per fresare i sei lati di un dado esagonale montato in un dispositivo di indicizzazione a sei vie.

Ha anche lavorato a un progetto per la conversione del ferro non dissimile da quello che alla fine è stato brevettato da Henry Bessemer. Patente riluttante, e in questo caso ancora impegnato in alcuni problemi del suo metodo, Nasmyth abbandonò il progetto dopo aver sentito le idee di Bessemer nel 1856. Bessemer, tuttavia, riconobbe gli sforzi di Nasmyth offrendogli un terzo del valore di il suo brevetto per l'omonimo processo di Bessemer. Nasmyth lo rifiutò quando aveva deciso di ritirarsi.

Vita successiva

Nasmyth si ritirò dagli affari nel 1856 quando aveva 48 anni, mentre diceva "Ora ho abbastanza beni di questo mondo: lascia che gli uomini più giovani abbiano la loro possibilità". Si stabilì vicino a Penshurst, nel Kent, dove ribattezzò la sua casa di riposo "Hammerfield" e perseguì felicemente i suoi vari hobby, inclusa l'astronomia. Costruì il suo telescopio riflettore da 20 pollici, nel processo inventando il focus Nasmyth, e fece osservazioni dettagliate sulla Luna. Ha scritto insieme La luna: considerato un pianeta, un mondo e un satellite con James Carpenter (1840-1899). Questo libro contiene un'interessante serie di fotografie "lunari": poiché la fotografia non era ancora abbastanza avanzata per scattare foto con un ingrandimento molto elevato direttamente sulla Luna stessa, Nasmyth costruì modelli in scala in rilievo basati su sue osservazioni visive della Luna e poi fotografò il modelli sotto illuminazione elettrica, replicando le ombre dei contorni topografici che ha osservato sulla Luna. Un cratere sulla Luna prende il nome da lui.

Fu felicemente sposato con sua moglie Anne, di Woodburn, nello Yorkshire, per 50 anni, fino alla sua morte. Non hanno avuto figli.

Sono sepolti nella parte nord del cimitero di Dean, nella parte occidentale di Edimburgo. L'enorme monumento si trova all'estremità orientale del sentiero principale est-ovest, con il sentiero che si divide attorno ad esso. Il monumento contiene un modello ben scolpito del suo martello a vapore. La madre di James, Barbara Foulis (1765-1848) è sepolta con loro. Il monumento si erge anche come monumento a suo fratello, Patrick Nasmyth (1787-1831)

Riconoscimento

In ricordo del suo famoso contributo alla disciplina dell'ingegneria meccanica, il Dipartimento di Ingegneria Meccanica della Heriot-Watt University, nella sua città natale di Edimburgo, è chiamato James Nasmyth Building.