Водяная мельница с ведрами. Как сделать водяную мельницу своими руками: фото, чертежи

Изготовление мельницы своими руками в саду, на дачном участке кажется довольно неудачной идеей. Кому и зачем она нужна? Действительно, зачем полноценная работающая мельница на участке в шесть соток? Кто и что будет на ней молоть? А вот декоративная модель мельницы небольших размеров может стать достойным оригинальным украшением.

Хотя и в декоративных мельницах своими руками нет ничего плохого, выглядят они очень занимательно. Романтики и сказочных событий вокруг них хоть пруд пруди. Здесь русалки, водяные, мельники-колдуны и много других сказочных персонажей. Да и дети будут знать, что это такое и для чего оно использовалось. Если привлечь их к процессу строительства, они получат определенные навыки и умения в неформальной обстановке, от любимого человека. Такое запомнится надолго.

Основные требования при устройстве водяной мельницы

Даже декоративная мельница должна иметь вращающееся под потоком воды колесо. Иначе это будет расположенное в саду сооружение непонятного назначения.

При определенной доле везения иногда оптимальным решением может быть протекающий на участке ручей. Но это очень редкий случай. Создать водяной поток можно разными способами. Основное внимание нужно уделить следующим деталям:

1. При использовании водопровода воду нужно куда-то отводить. Поскольку бесплатной воды не бывает, должна быть рациональная схема ее использования.
2. При отсутствии или невозможности использования водопровода можно устроить замкнутый оборот воды, установив емкость определенного размера в качестве аккумулятора. Оптимальным решением будет небольшой пруд около мельницы.

Для нормального вращения мельничного колеса нужен перепад высоты около метра. Техническое решение этой проблемы довольно простое. Из пруда вода поднимается насосом на необходимую высоту и сливается на водяное колесо. Дизайнерских решений может быть великое множество. Из бросовых материалов можно соорудить горку с пещерой и вытекающим оттуда ручьем, небольшой водопад, озеро на вершине горы с ручьем и много других вариантов. Можно создать имитацию вечного двигателя. На колесе укрепить небольшие поворачивающиеся емкости, которые будут черпать воду, и выливать ее в специальный желоб. По желобу вода будет возвращаться в точку подачи. Для незнающих основ физики можно представить мельницу как действующую модель «перпетуум-мобиле», не признанную наукой.

Реальное решение проблемы вращения колеса под потоком воды при отсутствии водопровода следующее: можно использовать дренажный насос любого типа с необходимой производительностью и подъемом воды на высоту около метра. Погружной насос можно расположить непосредственно в водоеме, поверхностный — где-нибудь рядом. От выходного патрубка насоса нужно провести трубу к точке водосброса и закрепить ее. К насосу подвести кабель питания. На этом сложная техническая проблема решена. Дальше всю конструкцию желательно замаскировать под натуральный природный вид и переходить к устройству колеса.

Вернуться к оглавлению

Изготовление колеса и здания мельницы

Для изготовления колеса идеально подойдут ободья от старого детского велосипеда. Внешний вид не будет соответствовать старине, но особого внимания этому никто не уделит. Ободья нужно установить на одну ось, между ними расположить деревянные лопасти, закрепив их любым возможным способом. Ось нужно закрепить на стойки необходимой высоты. Всю конструкцию надо установить на место водостока и закрепить.

Макет мельницы можно соорудить из оставшихся после ремонта или строительства различных обрезков б/у материалов. Размеры и конструкция будут зависеть от имеющихся в наличии остатков. Форма и отделка по возможности должны соответствовать дизайну старинных строений. Лучше отделку использовать из дерева. Внутренний объем можно использовать для установки насоса, обеспечив определенную надежность крыши сооружения.

Декоративная водяная мельница может служить украшением не только садового участка на даче, но и самого дачного двора. При желании можно разработать и построить систему водоотводов дождевой воды, направленную в пруд. Собранную воду можно использовать для полива.

Устройство такой системы — довольно хлопотное занятие, перед началом работ желательно нарисовать чертежи водоотводов для сбора и перемещения воды с необходимыми уклонами. Изготовленная система создаст значительную экономию водопроводной воды. Многие садоводы предпочитают для полива сада использовать дождевую воду. Кроме полива, воду можно использовать в различных хозяйственных целях. Наверное, есть смысл сделать водяную мельницу, выполняющую не только роль декоративного украшения, но и несущую определенную полезную нагрузку.

Вернуться к оглавлению

Устройство каркаса декоративной ветряной мельницы

Схема устройства мельницы: 1 – крылья, 2 – жернова, 3 – система колес-шестеренок.

Ветряная мельница является одним из неодушевленных персонажей романа «Дон Кихот Ламанчский» Мигеля Сервантеса. Современному поколению сложно объяснить, что это такое и почему рыцарь принял ветряную мельницу за великана и бросился в атаку. Изготовление небольшой модели, возможно, окажет помощь в этой проблеме и сумеет хоть немного привлечь внимание подрастающего поколения к классической литературе. Ведь кроме романа Мигеля Сервантеса существует много других произведений с мельницами, мельниками, их дочками, колдовством, прочими мистическими и романтическими сюжетами.

Для работы будут нужны:

• ножовка по дереву или электролобзик;
• рулетка;
• шуруповерт;
• наждачная бумага.

Из материалов для изготовления можно использовать остатки от ремонта или стройки, старую мебель, различные обрезки.

Все дачные поделки в основном изготавливаются из таких материалов. Вначале нужно сделать основание для строения. При небольших размерах можно использовать отрезки ДСП, для основательной конструкции высотой более метра желательно использовать брусок. Приведенные в описании размеры не критичны, их можно менять на свое усмотрение.

Нужно вырезать два квадрата с длиной сторон 300 мм и 400 мм. В вырезанных деталях определить центры, просверлить отверстия. Вырезать брусок, длина детали должна быть равна высоте между основаниями. Закрепить основания на торцах бруска саморезами через отверстия по центру. Брусок является временным креплением для упрощения сборки. Измерить расстояние между соответствующими углами квадратов. Вырезать бруски по определенному размеру, закрепить их на углах. Ветряная мельница приобрела первые очертания. Центральный брусок, использованный в качестве временного крепления, можно удалить.

Когда дачный участок нужен не только для усердного труда, но и для отдыха, возникает желание устроить на участке (на даче или во дворе) бассейн или фонтан, украсить их каменными фигурками, ночными светильниками, установить садовые качели. Необыкновенно приятные ощущения рождает тихое журчание воды в жаркий летний полдень. Прекрасным дополнением к оформлению вашего приусадебного участка станет декоративная водяная мельница. Как сделать водяную мельницу своими руками? Мастерить ее будем в два подхода.

Водяную мельницу можно можно соорудить любого размера. Всё зависит от габаритов участка, но лучше всего будет смотреться небольшая мельница высотой до одного метра.

Сначала подготовим место и условия, в которых колесо будет вращаться, потом займемся изготовлением конструкции под названием «декоративная мельница».

Вернуться к оглавлению

Сооружение перепада уровня воды

Водяная мельница своими руками может быть поставлена в ручье (если вам повезло и на вашем участке есть небольшой поток). Интересным решением будет возведение мельничного колеса под водосточной трубой. В таком случае декоративная мельница будет самостоятельно крутиться во время дождя. Для работы в солнечную погоду можно подвести шланг на крышу и выпускать воду в сливной желоб. Под мельничное колесо установить желоб и стекающую воду направить на грядки.

При отсутствии природного движения воды можно сделать падающий поток своими руками. Для этого оборудуется емкость водосборника, куда вода будет падать и скапливаться. Это может быть врытая в землю пластиковая емкость, старая ванна, выложенный плиткой бассейн, ведро или бочка. Рядом формируем горку (или альпинарий) желаемой высоты.

Схема — чертеж водяной мельницы.

Для удобства будущей постройки мельницы предусмотрим размер высоты хотя бы полметра. Материал для постройки горочки — камни, кирпичи или их остатки, щебень и цемент. Внутрь возвышенности можно вмонтировать шланг, выход шланга вверху прикрыть нависающими камнями или растениями. Вид такого декора будет почти натуральным, как будто здесь вода сама по себе бьет из-под земли.

В нижнем водосборнике устанавливается электрический насос, который будет обеспечивать подъем воды. Рабочая мощность насоса регламентирует максимальную высоту водного поднятия при его работе. Эта характеристика должна соответствовать вашему расстоянию между насосом и уровнем воды в верхнем водосборнике.

Гибкая труба или шланг одним отверстием соединена с нижним бассейном, а вторым — соединяется либо с верхним накопителем воды (если он есть), либо выпускает воду открытым концом наверху сооруженной горки.

Насос — двигатель всего процесса, сердце водопада и будущей декоративной мельницы. Электрический насос поднимает воду из нижней емкости в верхнюю. Дальнейшее падание воды вниз происходит самостоятельно, в соответствии с законами гравитации.

Можно придумать водный каскад на террасированном дачном участке. В таком случае берутся сливные желоба (лотки), их длина должна соответствовать ширине террас. Стоки желобов последовательно укладываются по краю террас в поперечном направлении, соблюдается небольшой уклон в каждом из них. Располагаются углубления протоков так, чтобы вода из предыдущего верхнего стока падала на следующий, нижний сток. К верхнему желобу подводится поливной шланг, под нижним желобом устанавливается собирающая воду емкость. Каскад воды готов. В нем можно установить каскад декоративных водяных мельниц.

Вернуться к оглавлению

Сооружение декоративной водяной мельницы

Следующим сооружением будет декоративная водяная мельница. Сделать ее можно из остатков разных строительных материалов. Конструкция мельницы состоит из водяного колеса и домика, в котором обычно прячут насос, перекачивающий воду из нижнего водоема в верхний водосборник. Иногда строят только вращающуюся часть без домика или несколько мельничных колес (если в наличии есть каскад воды).

Вернуться к оглавлению

Сооружение колеса

Из чего можно сделать колесо декоративного ветряка? Вариантов может быть много.

Мельничный маховик можно сделать из старого велосипедного колеса, пластмассовой бухты для наматывания проволоки, круг можно выпилить из остатков досок и сколотить их между собой, можно отрезать часть трубы большого диаметра и прикрепить к ней лопасти, можно использовать пластмассовое колесико из аналогичной детской игрушки под названием «мельница».

При изготовлении требуется соблюсти основные конструктивные особенности колеса: на круглой основе должны быть прикреплены лопасти, в серединку круга надо вставить сегмент трубы небольшого диаметра, через которую колесо будет одеваться на ось и вращаться. Удобнее всего делать мельничную шестеренку из двух круглых основ, между которыми по их периметру легко установить (прикрутить, приварить, приделать любым доступным способом) лопасти.

Для установки мельничного маховика сооружают опоры. Их может быть две, тогда ось, на которой крутится колесо, закрепляется двумя концами в опорах. Может быть одна опора в виде штыря, торчащего из стены декоративного домика. После установки колесо должно свободно вращаться.

Верхний водосточный желоб устраивается таким образом, чтобы вода из него падала на лопасти маховика и заставляла его крутиться. Если детали колеса выполнены из дерева, необходимо тщательно покрыть их двумя слоями качественного лака.

Инструкция

Водяной мельницей называют гидротехническое сооружение, в котором используется энергия движения воды. Для передачи усилия от водного потока на рабочий орган было придумано водяное колесо, снабженное, как правило, зубчатой передачей. Чтобы поток воды был более мощным, реку, на которой устанавливалась , перегораживали плотиной. В этом искусственном препятствии оставляли отверстие, через которые проникали струи. Вода падала на лопасти колеса, приводя его во вращение.

По всей видимости прообразом первых водяных мельниц стали поливальные машины, посредством которых из водоемов поднимали к полям воду для орошения посевных площадей. Первые такие устройства представляли собой деревянные обода, на которые насаживались черпаки. Когда установленное на горизонтальную ось колесо ставилось в реку, оно начинало вращаться. Черпаки последовательно погружались в воду и поднимались наверх, после чего опрокидывались в специальный желоб.

Описанный принцип и был положен в основу действия водяной мельницы. Только теперь вращающееся колесо не подавало воду, а приводило в движение специальный механизм. Мощные струи воды воздействовали на лопатки колеса, оно вращалось с постоянной скоростью, а усилие при этом передавалось на вал. Этот вал оканчивался устройством, которое и совершало непосредственный помол зерна.

Один из самых ответственных узлов водяной мельницы – ее передаточный механизм, призванный преобразовывать вращательную энергию. Механики прошлого использовали для этой цели колесную передачу. Она состояла из двух колес, оси вращения которых расположены параллельно друг другу. Когда ведущее колесо начинало вращаться, возникало трение между элементами такой системы. В этот момент приводилось в движение и ведомое колесо.

Впоследствии вместо гладких колес в передаче стали использовать зубчатые. Такое решение позволило увеличить силу сцепления и предотвратить проскальзывание. Подобное изобретение было сделано достаточно давно – около полутора-двух тысяч лет назад. Самым большим недостатком зубчатой передачи по тем временам была сложная технология ее изготовления, требовавшая высокой точности при нарезке зубьев.

Решение трудной задачи по изобретению передаточного механизма сделало водяную мельницу эффективной и удобной в использовании. Этот механизм получил дальнейшее развитие и на протяжении многих веков использовался не только в сельском хозяйстве для помола зерна, но и промышленности, где он приводил в действие разнообразные орудия труда. Изобретение водяной мельницы историки считают важным шагом на пути к развитому машинному производству.

Ландшафт дачного участка может быть украшен не только цветочными клумбами, светильниками и статуэтками. Если поблизости есть небольшой ручей или речка – можно соорудить водяную мельницу. Тихое журчание стекающей воды успокаивает и создает уютную атмосферу. О том, как сделать водяную мельницу – в следующем материале.

В случае отсутствия потока воды, его можно создать искусственно. Варианты решений могут быть следующие.

1. Декоративные водяные мельницы устанавливают под водосточным желобом: В этом случае ее колесо будет крутиться во время дождя. Но можно и не дожидаться осадков: с помощью поливочного шланга воду можно подать на крышу с помощью небольшого насоса. Стекая по трубе на мельничное колесо, она затем может быть отведена в огород.
2. Если участок возле дачи неровный – рельеф можно использовать для организации падающего потока. На возвышенности следует врыть в землю емкость достаточных размеров, в которую будет собираться осадки или вода из скважины. Рядом с емкостью устанавливается водяная мельница, к которой вода будет подводиться по желобу.
3. На ровном участке возвышенность можно создать по принципу «альпийской горки», используя уплотненный грунт и булыжник. В середину горки можно замуровать водяной шланг, поток воды из которого будет имитировать подземный ключ.
4. Мощность насоса подбирается так, чтобы позволял перекачивать воду из нижнего резервуара в верхний накопитель или подавать непосредственно на мельничное колесо. Существует прямая зависимость мощности насоса от расстояния, на которое будет перекачиваться вода.

Водяная мельница своими руками

После того, как устройство перепада уровней воды будет закончено, начинается сооружение основной конструкции. Устройство водяной мельницы достаточно простое: необходим домик, в котором устанавливается водяной насос и водяное колесо, которое приводится в движение с помощью воды, перекачивающейся из верхнего резервуара в нижний.
Конструкция может быть другой: можно обойтись без домика, ограничившись колесом или несколькими колесами (если есть каскад).

Колесо водяной мельницы может быть создано следующими способами:

• для изготовления мельничного маховика может быть использовано велосипедное колесо;
• применяется катушка для наматывания кабеля;
• из досок, сбитых друг с другом, выпиливают круги;
• годится кусок трубы с прикрепленными лопастями.

Вне зависимости от того, из какого материала изготавливается колесо, должны быть соблюдены правила:

• обязательно наличие лопастей;
• в центре колеса должна быть труба для установки оси, вокруг которой будет осуществляться вращение.

Этапы создания водяной мельницы

1. Изготавливается водяное колесо с лопастями. Проще всего лопасти устанавливать по периметру между двумя соосно зафиксированными кругами. Крепление можно осуществить любым механическим способом.
2. Сооружают две опоры, на которых подвижным способом крепится ось водяного колеса. Для этого используются подшипники.
3. Опоры могут быть оформлены в виде декоративного домика. Материалом для них могут быть металлические уголки, швеллеры, дубовые брусья, бут, кирпич, цемент.
4. К верхней части колеса подводится желоб, по которому вода будет стекать на лопасти.
5. Деревянные лопасти покрывают несколькими слоями водоотталкивающего лака. Металлические покрывают антикоррозионной краской.
6. Выполняется устройство каналов для отведения воды на грядки либо в накопительную емкость.
7. Оформляют территорию вокруг мельницы: укладывается дерн, высаживаются декоративные растения.

Как пользоваться водяной мельницей

Как работает водяная мельница, известно: падающая на лопасти колес вода вращает их, что приводит в движение ось. Конструкция декоративной мельницы дальнейшей передачи крутящего момента к исполнительному механизму не предполагает.

Существует возможность практического использования мощного водяного потока: ось водяных колес может раскручивать ротор электрогенератора. Таким образом, мельница может производить электричество для освещения дорожек.

Но обычно водяная мельница на даче остается декоративным сооружением. С ее помощью можно направлять потоки воды в нужном направлении, например – на грядки.

Обеспечиваем стилевое соответствие

Лучшим дополнением стиля «кантри» может стать водяная мельница. Фото некоторых удачных дизайнерских решений представлены в статье.

Размер мельницы выбирается в зависимости от мощности потока речки или ручья, но для декоративного оформления участка достаточно будет конструкции около метра высотой. Опоры мельницы могут быть сложены из бута. Хорошим вариантом для их строительства может быть кирпич: откалывающиеся со временем края сделают конструкцию более оригинальной. Камень и кирпич хорошо сочетается с деревом, но для того чтобы деревянные детали служили дольше, их следует изготавливать из твердых пород древесины. Металлические детали требуется обработать ортофосфорной кислотой: в таком случае коррозия останется поверхностной и придаст конструкции оригинальности благодаря естественному старению.

Для декоративного оформления мельничного домика можно использовать солому, бамбук, керамическую черепицу. Под струей падающей воды можно насыпать морскую гальку. По краям желоба с водой и возле домика высаживаются декоративные растения. Водяная мельница будет украшением дачного участка.

В заключение – видео о создании ландшафта с помощью водяной мельницы.

Louis Aston Knight (1873-1948) Водяная мельница

Хлеб - всему голова, гласит народная мудрость, но хлеб не испечешь без муки, а муку не сделаешь без мельницы. Конечно, можно обойтись и без них, как обходятся люди, проживающие в пустынных районах земного шара. Они размалывают зерно ручными жерновами, но это примитивный ручной труд и в развитии своем, эти народы не далеко ушли от первобытных племен. По мере развития промышленности, водяное колесо стали применять не только для переработки зерна, но и в других сооружениях, которые так же назывались мельницами.Так именовались железоделательные, лесопильные, бумагоделательные, текстильные и ряд других предприятий. Водяная мукомольная мельница была одним из первых технических устройств, жизненно необходимых для человека. Получается, что без мельницы не может быть и прогресса в технике и развития человечества. На рисунке изображена конструкция современной мельницы с приводом от подливного колеса 6 бункером 1 для зерна и желобом 2, по которому зерно подается к жерновам 3.Мука попадает в лоток 4 и оттуда ссыпается в мешок 5. Конструкция водяных мельниц за многие века особенно не изменилась. Основные механические элементы остались неизменны. Основным материалом для постройки служила древесина. Из нее строили и амбар и колеса, и валы, и всю прочую снасть По устройству водяные мельницы разделялись на мутовчатые и колесные. Мутовчатые представляли собой прообраз современной турбины. Колесные мельницы бывают двух типов: верхнего и нижнего боя. Устройство водяных мельниц всех типов во многом одинаково. Из бревен рубили амбар. В половине амбара, на высоте плеча, настилали массивный потолок. На нем помещали жернова: нижний - лежак и верхний - бегун. В середине его - отверстие (глазок). Жернова огораживались кожухом. Жерновые камни должны были быть особого свойства. От них требовалась прочность, вязкость и пористость. Часто жернова приходилось везти издалека. В зависимости от водных запасов и силы реки мельницы бывали и с несколькими поставами, то есть при одном амбаре имелось два водяных колеса и два мукомольных агрегата. Строили мельницы без каких-либо чертежей. Вся "техническая документация" находилась у мастеров в памяти. Конечно, за образец брались уже имеющиеся в округе мельницы, но приходилось что-то менять и добавлять новое в виду особенностей местности. Запруда делалась простейшими подручными средствами. Вспахивали участок целины и из дерна выкладывали плотину. Плотные, ровные пласты, которые тянулись на несколько сажень укладывали слой за слоем. Для крепления применяли жерди, колья, связки из хвороста. Зимой в сильные морозы некоторые мельницы временно останавливались. Иногда над колесом делалось укрытие-"тепляк" в виде соломенного шатра, но помогало это мало. Весной, во время половодья плотину могло прорвать и ее возводили заново. Чтобы этого не случилось, плотины снабжали подъемным щитом-затвором, через которую уходили излишки воды. Энергию падающей на колесо с лопастями воды россияне научились использовать в начале второго тысячелетия. Водяные мельницы всегда были окружены ореолом таинственности, овеяны поэтическими легендами, сказаниями и суевериями. Мельницы-колесухи с омутом и водоворотом сами по себе небезопасные конструкции, что отражено в русской пословице: «Со всякой новой мельницы водяной подать возьмет». Производительность мельницы зависела от размера камня и скорости его вращения. Жернова брали диаметром от 50 до 120 сантиметров. На маловодных речках ставился небольшой бегун, и вращался он в пределах 60 оборотов в минуту. Река полноводнее могла крутить камень побольше, и совершал он до 150 оборотов. В зависимости от этого один постав размалывал от одного пуда (16 кг) до четырех пудов (64 кг) в час. На некоторых водяных мельницах не только мололи зерно. Здесь работали и крупорушки. Эти машины обдирали просо, гречиху, овес и делали из них крупу. На них же можно было снимать лузгу с подсолнечных зерен, подготовляя их к выжимке масла. Кроме пшеницы, ржи, ячменя, полбы мололи и другие зерновые культуры: горох, просо, крупу гречневую, овсяную, пшено, рожь на солод. Делались и специальные приспособления для толчения кудели, сукновальню для валяния домотканого сукна, чесальный барабан для шерсти. водяная мельница - это один из ранних памятников человеческого знания. Она несет в себе и элементы техники и архитектуры, т.о. является "музеем под открытым небом" причем не в современном индустриальном пейзаже, а расположена в живописнейших уголках природы. И природу эту не загрязняет, являясь экологически чистым производством. Мельницы появились при римлянах. Они строили водяные мельницы с подливными и верхнебойными, или наливными, колесами. Первые приводились в действие импульсом падающей воды, вторые - ее весом. Самые древние приспособления для перемалывания зерна в муку и обдирания его в крупу сохранялись в России как семейные мельницы до начала ХХ в. и представляли собой ручные жернова из двух круглых в сечении камней из твердого кварцевого песчаника диаметром 40—60 см. Древнейшим типом мельниц считаются сооружения, где жернова вращались с помощью домашних животных. Последняя мельница такого типа прекратила свое существование в России в середине ХIХ в.

Самая существенная часть мукомольной мельницы —мельничный постав или снасть - состоит из двух жерновов: верхнего, или бегуна, А и - нижнего, или нижняка, В . Жернова представляют каменные круги значительной толщины, имеющие в средине сквозное отверстие, называемое очком, а на мелющей поверхности т. н. насечку (см. ниже). Нижний жернов лежит неподвижно; его очко плотно закрыто деревянною втулкою, кружловиною g , сквозь отверстие в центре которой проходитъ веретено С ; на вершине последнего насажен бегун посредством железного стержня CC , укрепленного концами в горизонтальном положении в очке бегуна и называемаго параплицею, или порхлицею. В средине параплицы (и, следовательно, в центре жернова) с нижней ее стороны проделано пирамидальное или коническое углубление, в которое и входитъ соответственно заостренный верхний конец веретена С . При таком соединении бегуна с веретеном, первый вращается при вращении последнего и, в случае надобности, легко снимается с веретена. Нижний конец веретена вставлен шипом в подшипник, укрепленный на балке D . Последнюю можно поднимать и опускать и таким образом увеличивать и уменьшать раcстояние между жерновами. Веретено С вращается помощью т. н. цевочной шестерни Е ; это - два диска, надетые на веретено в небольшом расстоянии друг от друга и скрепленные между собою, по окружности, вертикальными палочками.
Цевочная шестерня вращается помощью лобового колеса F , имеющего на правой стороне своего обода зубья, захватывающие за палочки цевочной шестерни и таким образом вращающие ее вместе с веретеном. На ось Z надето крыло, которое и приводится в движение ветром; или, в водяной мельнице, - водяное колесо, приводимое в движение водою. Зерно вводится через ковш а и очко бегуна в промежуток между жерновами. Ковш состоит из воронки а и корытца b , подвешенного под очком бегуна. Размол зерна происходит в промежутке между верхнею поверхностью нижняка и нижнею бегуна. Оба жернова одеты кожухом N , который препятствует разбрасыванию зерен. По мере размола, зерна подвигаются действием центробежной силы и напором вновь прибывающих зерен) от центра нижняка к окружности, падают с нижняка и идут, по наклонному желобу, в пеклевальный рукав R —для просеивания. Рукав Е сделан из шерстяной или шелковой ситяной ткани и помещен в закрытом ящике Q , из которого выставляется его нижележащий конец. Сначала просеивается тонкая мука и падает в задней части ящика; более грубая высевается в конце рукава; отруби задерживаются на ситке S , а самая грубая мука собирается в ящик T .

Поверхность жёрнова разделена глубокими желобами, называемыми бороздами , на отдельные плоские участки, называемые мелющими поверхностями . От борозд, расширяясь, отходят более мелкие желобки, называемые оперением . Борозды и плоские поверхности распределяются в виде повторяющегося рисунка, называемого гармошкой . У типичного мукомольного жёрнова имеется шесть, восемь или десять таких гармошек. Система желобов и желобков, во-первых, образует режущую кромку, а во-вторых, обеспечивает постепенное ссыпание готовой муки из-под жерновов. При постоянном использовании жернова́ требуют своевременного подтачивания , то есть подравнивание краев всех желобов для поддерживания остроты режущей кромки.

Жернова используются парно. Нижний жёрнов устанавливается стационарно. Верхний жёрнов, он же бегун, — подвижный, и именно он производит непосредственное перемалывание. Подвижный жернов приводится в движение крестообразным металлическим «штифтом», установленным на головке главного стержня или ведущего вала, вращающегося под действием основного механизма мельницы (использующего энергию ветра или воды). Рельефный рисунок повторяется на каждом из двух жерновов, таким образом обеспечивая эффект «ножниц» при размалывании зерен. Жернова должны быть одинаково сбалансированными. Правильное взаимное расположение камней критически важно для обеспечения помола муки высокого качества. Лучшим материалом для жерновов служит особенная каменная порода - вязкий, твердый и неспособный полироваться песчаник, называемый жерновым камнем. Так как каменные породы, в которых все эти свойства развиты достаточно и при том равномерно, встречаются редко, то хорошие жернова весьма дороги. На трущихся поверхностяхъ жернов делают
насечку , т. е. пробивают ряд углубленных бороздок, и промежутки между этими бороздками приводят в грубо-шероховатое состояние. Зерно попадает во время размола между бороздками верхнего и нижнего жернов и разрывается и разрезывается острыми режущими краями бороздок насечки на более или менее крупные частицы, которые размалываются окончательно по выходе из бороздок. Бороздки насечки служат также какъ бы путями, по которым размалываемое зерно подвигается от очка к окружности и сходить с жернова. Так как жернова, даже из лучшего материала, стираются, то насечка должна быть возобновляема время от времени.

John Constable (1776-1837). Мельница Флэтфорда. Вид со шлюза на Стуре

Древние водяные машины-двигатели развились, по-видимому, из поливальных машин чадуфонов, при помощи которых поднимали из реки воду для орошения берегов. За девять столетий до рождения Христа в Китае изобрели водяное колесо- деревянное колесо с лопастями, вращаемое потоком воды. Это была первая машина, работавшая без использования мускульной силы человека, и называлась она чадуфон. С помощью чадуфонов поднимали из реки воду для орошения. Чадуфон представлял собой ряд черпаков, насаженных 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 вода бежит по крутому руслу, колесо стали снабжать специальными лопатками. С изобретением водяного колеса человек впервые получил в свое распоряжение надежный, универсальный и очень простой двигатель. Оставался один шаг до водяной мельницы. Китайцы утверждают, что этот шаг они сделали первыми и изобрели сначала водяную мельницу с горизонтальным колесом, затем придумали колесную зубчатую передачу и повернули водяное колесо в вертикальную плоскость.Но первым водяную мукомольную мельницу с вертикальным колесом и зубчатой передачей описал римский архитектор и механик Витрувий, живший в 1 веке до РХ:
«… на реках ставят колеса… К их ободам прибивают лопасти, которые будучи толкаемы течением реки приводят своим движением колесо во вращение и таким образом, набирая воду черпаками и поднимая ее кверху, доставляют нужное количество воды без помощи топчака, вращаясь от самого напора реки. Таким же способом вертятся водяные мельницы, в которых все то же самое, кроме зубчатого барабана, насаженного на один конец оси. Вертикально поставленный на ребро, он вращается в одной плоскости с колесом. К этому большому барабану примыкает меньший, лежачий, тоже зубчатый с которым соединены жернова. Так зубцы барабана насаженного на ось, толкая зубцы лежачего, приводят жернова во вращение. Из висящего над этой машиной ковша на жернова сыплется зерно, из которого посредством того же вращения получается мука ».

Альбрехт Дюрер. Водяная мельница. 1489. Акварель и гуашь, бумага

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.

François Boucher (1703— 1770) .Старая водяная мельница.

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 ходом 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.

Плотина. С. Жуковский, 1909 г.

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.

***

Жди горя с моря, беды от воды. Вода и мельницу ломает.

Каждый мельник на свою мельницу воду льет.

Когда нет коня, поехать на мельницу на осле — не позор.

Без воды мельница не мелет.

Большая мельница малой водой не вертится.

Вода всю мельницу унесла, а ты спрашиваешь, где желобок.

Вода и мельницу ломает.

Водой мельница стоит, да от воды ж и погибает.

Голова без ума, что мельница без воды.

Денег много - мельницу заведи.

Не мельница, а мутовка. Молоть не мелет, а только воду мутит.

Работающей мельнице некогда замерзать.

Со всякой новой мельницы водяной подать возьмет (т. е. утопит человека).

Ум молодого, что мельница без воды.

Чем больше воды, тем лучше для мельницы.