Cơ khí và sự ra đời của những bản ghi âm (phần 1)

Người Ai Cập cổ đại, Archimedes, Leonardo Da Vinci và Henry Maudslay có mối liên hệ đến ngành công nghiệp thu âm như thế nào?

Có những phát minh khiến chúng ta phải tự hỏi rằng người ta đã nảy sinh ra ý tưởng về chúng như thế nào. Công nghệ thu âm là một trong số đó. Tuy nhiên, nếu dựa vào bối cảnh lịch sử, có thể thấy rằng đó không phải là một ý tưởng điên rồ chỉ xuất hiện ngày một ngày hai, ít nhất là dựa vào những công nghệ đã xuất hiện lúc bấy giờ.

Cuối thế kỷ 19, điện vẫn còn là một khái niệm xa lạ đối với hầu hết tất cả mọi người. Ý tưởng khuếch đại dòng điện vẫn còn phải chờ tới gần nửa thế kỷ nữa mới trở thành hiện thực. Động cơ hơi nước lúc ấy lại cực kỳ phổ biến, là nhân tố chuyển đổi các ngành công nghiệp. Tuy nhiên, để động cơ hơi nước có thể biến thành sự thực, người ta vẫn cần những công cụ, máy móc gia công thích hợp, cho phép sản xuất những linh kiện chính xác để phục vụ những mục đích khác nhau.

oc

Những con ốc dùng để siết chặt các bộ phận máy móc

Trái với suy nghĩ của nhiều người cho rằng các công cụ, máy móc dùng để gia công chỉ mới xuất hiện gần đây, chúng đã tồn tại từ cách đây hàng thế kỷ. Những phương pháp tiện từ thời cổ đại có lẽ chính là tiền thân sớm nhất của chiếc máy tiện hiện đại mà chúng ta thường sử dụng ngày nay.

may tien co dai

“Máy tiện cổ đại”, trong đó vật cần tiện được giữ giữa hai cái cây, ở hai bên là hai người làm công việc tiên. Các cành cây giữ công cụ cắt được ổn định.

ban tien ai cap

Bàn tiện của Ai Cập, một phương pháp tinh vi, gọn nhẹ hơn

ban tien hoan chinh

Hình minh họa năm 1395 cho thấy một bàn tiện hoàn chỉnh

Một trong những tiến bộ quan trọng về mặt công nghệ của thời cổ đại chính là đinh ốc, được Archimedes mô tả vào năm 234 Trước Công Nguyên sau khi ông đến Ai Cập. Thời ấy chúng không được sử dụng để bắt vít mà trở thành một phần của hệ thống bơm nước. Những chiếc đinh ốc từ thời cổ đại rất thô sơ so với tiêu chuẩn ngày nay, bởi lẽ chúng được tạo ra bằng những phương pháp khá nguyên thủy.

he thong bom vit

Hình minh họa cho hệ thống bơm vít do Archimedes mô tả năm 234 Trước Công Nguyên. Ý tưởng này bắt nguồn từ Ai Cập và về sau được truyền sang Hy Lạp.

Cho đến năm 1483, các hình minh họa đã mô tả các bàn tiện ốc vít hoạt động với nguyên tắc giống như máy tiện ngày nay. Leonardo Da Vinci cũng thiết kế một chiếc như vậy vào năm 1500.

ban ve

Bản vẽ máy tiện ốc vít vào năm 1483

Một trong những máy tiện từ thời cổ đại vẫn còn tồn tại đến ngày nay là thiết bị của Henry Maudslay. Ở thời điểm đó, việc sản xuất ốc vít với các thông số chính xác, sử dụng các công cụ đo đạc cũng như bàn tiện ốc vít ngày càng trở nên phổ biến.

may tien oc vit

Máy tiện ốc vít của Henry Maudslay trong khoảng thời gian 1797 – 1800

Ốc vít cũng được sử dụng như một công cụ để đẩy hướng công cụ cắt theo chiều dọc hay chiều ngang. Đối với những vít được sử dụng để đẩy hướng như vậy, chúng thường được gọi là vít dẫn hướng, và bất cứ nhược điểm nào trong quá trình sản xuất loại vít như vậy cũng sẽ dẫn đến việc quá trình tiện bị thiếu đi độ chính xác. Có một điều khá thú vị, nếu được bảo trì, bảo dưỡng cẩn thận, những máy tiện từ đầu thế kỷ 20 vẫn sẽ ở trong tình trạng hoạt động tốt. Thậm chí có những máy còn tinh vi đến mức vượt qua nhiều máy tiện hiện đại về độ chính xác.

Một trong những nhiệm vụ đơn giản nhất, đồng thời cũng là phổ biến nhất của ốc vít chính là bắt vít, giữ cho các chi tiết máy gắn liền với nhau. Nhìn chung, ốc vít ở đâu cũng xuất hiện, từ kích thước rất lớn bên trong các cần trục cho đến rất nhỏ, có thể chỉ bằng một mũi kim để giữ các linh kiện tinh vi ở điện thoại di động. Dù với bất cứ thiết bị nào, chúng ta vẫn có thể thấy được bóng dáng của chiếc ốc vít hiển hiện ở đó.

oc vit

Quá trình tiện thường bắt đầu từ một khối vật liệu trơn, hình trụ. Khối vật liệu đó sẽ được giữ và xoay bởi máy tiện, trong khi công cụ cắt với kết cấu hình học phù hợp sẽ tiến hành cắt với tốc độ thích hợp với tốc độ quay để tạo thành những đường cắt đúng như mong muốn. Độ sâu vết cắt cũng là một yếu tố rất quan trọng. Ở hình trên là một chiếc ốc vít đã gần hoàn thành, đang được giữ trên máy tiện và chờ cắt những vết cuối cùng. Cấu trúc hình học của công cụ cắt là yếu tố quan trọng để tạo thành đường cắt cùng dăm cắt như trên. Kim cắt đĩa than cũng có hình dạng tương tự, nhưng thường sẽ nhỏ hơn khá nhiều.

(Hết kỳ 1)

Bạn có thể xem thêm phần khác tại đây 

Cơ khí và sự ra đời của những bản ghi âm (phần 2)

Các bạn có thể tham khảo các sản phẩm khác tại đây

Những bộ cơ mâm đĩa than thường gặp hiện nay

Nguyễn Hào