Токарный станок из Древней Руси

Токарное дело – одна из старейших отраслей древнерусской промышленности. Уже в Х в. по данным археологических исследований в Древней Руси имела широкое распространение точеная посуда. Помимо десятка видов столовой и иной посуды, на токарных станках изготовлялись всевозможные веретена, балясины, изделия из кости, шашки, пиксиды и многое-многое другое.

На основе изображений на старых гравюрах, а также благодаря археологическим находкам, среди которых в основном преобладают токарный инструмент, готовые изделия, детали токарного станка и отходы токарного производства, учёным удалось воссоздать непростой технологический процесс изготовления токарных изделий, в частности посуды, со всеми техническими подробностями. Более того, была создана реконструкция древнерусского токарного станка с упрощёнными вариантами строения того или иного узла. Вот как выглядит эта реконструкция.

Токарный станок Х в.
Токарный станок Х в.

Между двумя массивными стойками из толстых и широких досок на высоте около 70 см размещаются два поперечных бруса, образующих стол станка. Между поперечными брусьями оставлен зазор, куда вставляются два специальных приспособления, предназначенных для закрепления обтачиваемого изделия внутри механизма: шпиндель и задняя бабка. Шпиндель представляет собой круглый стержень около 5 см в диаметре. На одном конце стержня находится головка с железным заострённым трезубцем, на который насаживается так называемая баклуша – деревянная заготовка под будущее изделие, а другой конец стержня имеет коническую форму и упирается в упорный подшипник станины. С другой стороны в баклушу упирается заострённый брус. Для надёжности крепления в баклуше делали небольшую выемку, подходившую под заострённый кончик бруса. Другой конец этого бруса вставляется в квадратное отверстие задней бабки – второго опорного центра, и фиксируется в нём. Брус должен оставаться неподвижен. Отверстие находится на уровне шпинделя, благодаря чему получается прямая ось вращения. Само же вращение осуществляется с помощью лучковой передачи – универсальному преобразователю линейного движения в возвратнокруговое. Это древнейшее изобретение до XVIII в. было единственным подобным преобразователем и сохранился до наших дней.

Лучковый привод
Лучковый привод

Устройство привода заключается в следующем: веревка, обвитая двумя-тремя петлями кругом стержня шпинделя, одним концом прикрепляется к ножной педали, которая ей даёт рабочий ход, а другим — к пружинящему приспособлению, находящемуся где-то вверху и возвращающему веревку в первоначальное положение. Таким пружинящим приспособлением мог быть подвешенный к потолку лук, к тетиве которого крепилась верёвка, или достаточно упругая жердь. Подобные устройства встречаются также в средневековых источниках. Они приводили в движение болванки давильных станков. Токарные станки с лучковой передачей можно встретить на западноевропейских гравюрах XIV—XV вв.. Наконец, завершающей необходимой деталью древнерусского токарного станка является опора для резца, которая могла выглядеть или как простая стойка, стоящая возле станка, или как подручник, крепившийся на раме.

Таким образом, конструкция древнерусского токарного станка была прочной, надёжной, обеспечивала большой ход лучкового привода и как следствие – оптимальную скорость резания. Ведь если скорость недостаточна – то обрабатываемая поверхность получится рваной, бархатистой, с занозами, а по находкам видно, что токарные изделия древних мастеров получались достаточно гладкими и чистыми. Однако у такой конструкции токарного станка есть и недостатки. Из-за того, что вращение было возвратным и неравномерным по скорости, времени на вытачивание уходило в два раза больше, а подвод и отвод инструмента ухудшал качество работы. Поэтому развитие токарного станка имело продолжение, но об этом в следующий раз.

Как правило, изделия обтачивались пластинчатым способом, при котором направление волокон деревянной заготовки не совпадало с осью вращения. Баклуша для сосуда представляла собой расколотое пополам бревно, высота которого совпадала с диаметром будущего изделия с учётом дополнительного припуска на обработку. Каждая такая половина обтёсывалась топором с выпуклой стороны, в результате чего заготовке придавались приблизительные очертания будущего сосуда.

Этапы вытачивания сосуда
Этапы вытачивания сосуда

Виды бобышек
Виды бобышек

По итогам макроструктурных исследований поверхности сосудов, изготовленных на токарных станках того времени, учёные пришли к выводу, что полностью вытачивались только стенки сосуда. Днище и поддон вытачивались частично, поскольку в этих местах будущее изделие крепилось к шпинделю и задней бабке и соответственно обтачивалось вокруг этих мест. Остающиеся в результате конусообразные и цилиндрические наплывы, которые называют бобышками, срезались вручную. Это отходы производства, их часто находят на месте токарных мастерских в Новгороде, Пскове, Москве и в других древнерусских городах. Найденные бобышки можно разделить на три вида: первый вид образовывался на поддоне обтачиваемого сосуда, куда упирался трезубец шпинделя, поэтому на основании таких бобышек хорошо видны следы от железных заострённых кончиков трезубца. Сама бобышка имеет форму конуса, на стенках которого остались следы обработки токарным резцом. Второй вид бобышек образовывался с другой стороны обтачиваемого предмета. Он имеет форму конуса с плоским основанием и небольшой выемкой под крепление с задней бабкой, а стороны имеют следы обработки токарным резцом. Третий вид бобышек снимали с внутренней части сосуда. Они имеют форму цилиндра со следами обработки токарным резцом, одно основание которого может быть слегка закруглено по форме дна сосуда, а другое имеет конусный кончик.

Токарные стамески
Токарные стамески

Наиболее частой и надёжной находкой, по которой можно судить о токарном ремесле Руси, являются токарные резцы. Места находок примерно те же: Новгород, Псков, Серенск, Полоцк, Ярополч, Старая Рязань, Белгород, Волковыск, городища Родень, Воинь, Райковецкое, Лебедка и др. – всего более 35 памятников и 110 находок. Внешне токарные стамески Х в. ничем не отличаются от современных. В основном использовались крючковидные резцы всевозможных размеров – длиной от 12 до 30 см и шириной лезвия в пределах 1-2,5 см. Закругление колебалось от 1 до 1,5 см. Изготовлялись они следующим образом: на конце железного стержня наваривали тонкую плоскую пластину с двусторонним лезвием и загибали её. Режущие лезвия резцов имели твёрдую закалку и многослойную сварочную конструкцию с обязательным выходом на режущую грань стали. На другом конце инструмента делался заострённый черенок, на который насаживалась массивная и длинная деревянная рукоять токарного резца. Подобная конструкция широко используются в наши дни для выемки внутренних объёмов и обработки внутренних стенок различных сосудов и полых изделий.

Таким образом, токарное дело процветало уже более 10 веков назад. Благодаря неизвестным ныне изобретателям, древние конструкции токарных станков и токарных резцов оказались детально продуманы, обеспечивали высокую производительность и качественный результат. Из примитивных подручных средств были созданы механизмы, принцип работы которых веками оставался востребованным, а формы токарных резцов заимствуются и поныне. Сейчас реконструкции токарных станков можно увидеть на различных фестивалях и выставках, посвящённых древним промыслам, причём не в качестве экспоната, а непосредственно в действии. Теперь их мастерят не только учёные и исследователи, но и просто увлечённые историей люди.