Токарний верстат з Стародавньої Русі

Токарство - одна з найстаріших галузей давньоруської промисловості. Вже в Х ст. за даними археологічних досліджень в Стародавній Русі мав широке поширення виточений посуд. Крім десятка видів столового та іншої посуду, на токарних верстатах виготовлялися всілякі веретена, балясини, вироби з кістки, шашки, піксиди і багато-багато іншого.

На основі зображень на старих гравюрах, а також завдяки археологічним знахідкам, серед яких в основному переважають токарний інструмент, готові вироби, деталі токарного верстата і відходи токарного виробництва, вченим вдалося відтворити непростий технологічний процес виготовлення токарних виробів, зокрема посуду, з усіма технічними подробицями . Більш того, була створена реконструкція давньоруського токарного верстата з спрощеними варіантами будови того чи іншого вузла. Ось як виглядає ця реконструкція.

Токарний станок Х в.
Токарний станок Х в.

Між двома масивними стійками з товстих і широких дошок на висоті близько 70 см розміщуються два поперечних бруса, що утворюють стіл верстата. Між поперечними брусами залишений зазор, куди вставляються два спеціальні пристосування, призначені для закріплення обточуємого виробу всередині механізму: шпіндель і задня бабка. Шпіндель являє собою круглий стержень близько 5 см в діаметрі. На одному кінці стержня знаходиться головка із залізним загостреним тризубом, на який насаджується так звана баклуша - дерев'яна заготовка під майбутній виріб, а інший кінець стержня має конічну форму і впирається в упорний підшипник станини. З іншого боку в баклуши впирається загострений брус. Для надійності кріплення в баклуші робили невелику виїмку, підходящу під загострений кінчик бруса. Інший кінець цього бруса вставляється в квадратний отвір задньої бабки - другого опорного центру, і фіксується в ньому. Брус повинен залишатися нерухомим. Отвір знаходиться на рівні шпінделя, завдяки чому виходить пряма вісь обертання. Саме ж обертання здійснюється за допомогою лучкової передачі - універсальному перетворювачу лінійного руху в оберненокругове. Це прадавній винахід до XVIII ст. був єдиним подібним перетворювачем і зберігся до наших днів.

Лучковий привід
Лучковий привід

Улаштування приводу полягає в наступному: мотузка, обвита двома-трьома петлями колом стержня шпінделя, одним кінцем прикріплюється до ножної педалі, яка їй дає робочий хід, а іншим - до пружинячих пристосування, що знаходиться десь вгорі і повертає мотузку в початкове положення. Таким пружинячим пристосуванням міг бути підвішений до стелі лук, до тятиви якого кріпилася мотузка, або достатньо пружна жердина. Подібні пристрої зустрічаються також у середньовічних джерелах. Вони приводили в рух болванки давильних верстатів. Токарні верстати з лучковою передачею можна зустріти на західноєвропейських гравюрах XIV-XV ст .. Нарешті, завершальною необхідною деталлю давньоруського токарного верстата є опора для різця, яка могла виглядати або як проста стійка, що стоїть біля верстата, або як підручник, що кріпився на рамі.

Таким чином, конструкція давньоруського токарного верстата була міцною, надійною, забезпечувала великий хід лучкового приводу і як наслідок - оптимальну швидкість різання. Адже якщо швидкість недостатня - то оброблювана поверхня вийде рваною, бархатистою, з скапками, а по знахідкам видно, що токарні вироби стародавніх майстрів виходили досить гладкими і чистими. Однак у такої конструкції токарного верстата є й недоліки. Через те, що обертання було поворотним і нерівномірним по швидкості, часу на виточування йшло в два рази більше, а підведення і відведення інструмента погіршував якість роботи. Тому розвиток токарного верстата мало продовження, але про це наступного разу.

Як правило, вироби обточували пластинчастим способом, при якому напрямок волокон дерев'яної заготовки не співпадав з віссю обертання. Баклуша для посудини являла собою розколоту навпіл колоду, висота якого збігалася з діаметром майбутнього виробу з урахуванням додаткового припуску на обробку. Кожна така половина обтісувалася сокирою з опуклого боку, в результаті чого заготовці придавались приблизні обриси майбутнього посудини.

Етапи виточування посудини
Етапи виточування посудини

Види бобишок
Види бобишок

За підсумками макроструктурних досліджень поверхні посудин, виготовлених на токарних верстатах того часу, вчені прийшли до висновку, що повністю виточувалися тільки стінки судини. Днище і піддон виточувалися частково, оскільки в цих місцях майбутній виріб кріпився до шпінделя і задньої бабки і відповідно обточувалося навколо цих місць. Залишкові в результаті конусоподібні і циліндричні напливи, які називають бобишками, зрізалися вручну. Це відходи виробництва, їх часто знаходять на місці токарних майстерень в Новгороді, Пскові, Москві і в інших давньоруських містах. Знайдені бобишки можна розділити на три види: перший вид утворювався на піддоні обточуємої судини, куди упирався тризуб шпінделя, тому на підставі таких бобишок добре видно сліди від залізних загострених кінчиків тризуба. Сама бобишка має форму конуса, на стінках якого залишилися сліди обробки токарним різцем. Другий вид бобишок утворювався з іншого боку обточуємого предмета. Він має форму конуса з плоскою основою і невеликою виїмкою під кріплення з задньою бабкою, а сторони мають сліди обробки токарним різцем. Третій вид бобишок знімали з внутрішньої частини посудини. Вони мають форму циліндра зі слідами обробки токарним різцем, одна підстава якого може бути злегка закруглені за формою дна посудини, а інше має конусний кінчик.

Токарні стамески
Токарні стамески

Найбільш частою і надійної знахідкою, за якою можна судити про токарні ремесла Русі, є токарні різці. Місця знахідок приблизно ті ж: Новгород, Псков, Серенск, Полоцьк, Ярополча, Стара Рязань, Білгород, Волковиськ, городища Родень, Воїнь, Райковецьке, Лебідка та ін - всього більше 35 пам'ятників та 110 знахідок. Зовні токарні стамески Х в. нічим не відрізняються від сучасних. В основному використовувалися крючковідние різці всіляких розмірів - довжиною від 12 до 30 см і шириною леза в межах 1-2,5 см. Закруглення коливалося від 1 до 1,5 см. Виготовлялися вони таким чином: на кінці залізного стрижня наварювали тонку плоску пластину з двостороннім лезом і загинали її. Ріжучі леза різців мали тверду загартування і багатошарову зварювальну конструкцію з обов'язковим виходом на ріжучу грань стали. На іншому кінці інструменту робився загострений держак, на який насаджується масивна і довга дерев'яна рукоять токарного різця. Подібна конструкція широко використовуються в наші дні для виїмки внутрішніх обсягів і обробки внутрішніх стінок різних судин і порожнистих виробів.

Таким чином, Токарна справа процвітала вже більше 10 століть тому. Завдяки невідомим нині винахідникам, стародавні конструкції токарних верстатів і токарних різців виявилися детально продумані, забезпечували високу продуктивність і якісний результат. З примітивних підручних засобів були створені механізми, принцип роботи яких століттями залишався потрібним, а форми токарних різців запозичуються і понині. Зараз реконструкції токарних верстатів можна побачити на різних фестивалях і виставках, присвячених стародавнім промислам, причому не в якості експоната, а безпосередньо в дії. Тепер їх майструють не тільки вчені і дослідники, але і просто захоплені історією люди.