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Sir Joseph Whitworth: maestro de tornillos


Sir Joseph Whitworth fue uno de los mejores ingenieros mecánicos victorianos. Podría decirse que sus contribuciones al mundo se ubican junto a George Stephenson e Isambard Kingdom Brunel. Sus logros no fueron tan conspicuos como los ferrocarriles o los barcos de vapor, pero fueron igualmente importantes.

Algunos de sus desarrollos importantes fueron la estandarización de algunas máquinas herramienta que permitieron construir ferrocarriles y barcos de vapor. Sus contribuciones a la ingeniería fueron reconocidas en su día y aún hoy son muy apreciadas.

Whitworth no es muy conocido por sus inventos, pero más por su gran capacidad para perfeccionar las ideas existentes. A menudo con estándares extremadamente altos. Joseph, para la mayoría. es mejor recordado por su promoción de la verdadera superficie plana y, por supuesto, el sistema British Standard Whitworth para roscas de tornillo.

Whitworth también ideó el rifle Whitworth. Esto a menudo se llamaba el "francotirador" debido a su excelente precisión y se considera uno de los primeros ejemplos de un rifle de francotirador. La promoción de Joseph Whitworth de las medidas estándar y la intercambiabilidad también inició una revolución de la ingeniería.

José el capataz

José era un hombre muy decidido y testarudo. Su fuerza de carácter se utilizó a menudo para salirse con la suya. Sus contemporáneos dijeron que era un hombre difícil de trabajar. Esto se debió en parte a que era un perfeccionista. Exigía perfección y era muy intolerante con el "segundo mejor".

Joseph era un capataz duro que decía abiertamente lo que pensaba. En una carta a su marido en 1846, Jane Carlyle escribió sobre Whitworth:

"Whitworth, el inventor del carro de escoba y muchas otras máquinas maravillosas, tiene un rostro, no muy diferente al de un babuino; habla el Lancashire más amplio; no pudo inventar un epigrama para salvar su vida; pero, sin embargo, tiene un talento que podría lleva a un genio a la desesperación 'y cuando uno le habla, siente que está hablando con un hombre de verdad' ".

Sus últimos años fueron consumidos por su amor por caminar, montar a caballo y jugar al billar. También pasaría sus inviernos en la Riviera francesa donde murió en Enero de 1887.

Después de su muerte, la mayor parte de su fortuna fue legada a la gente de Manchester. La Galería de Arte Whitworth y el Hospital Christie fueron financiados en parte por la herencia de Whitworth. Varias calles llevan su nombre en su honor en Manchester.

Primeros años

Joseph Whitworth nació en Stockport, Chesire en el 21 de diciembre de 1803. su padre era un maestro de escuela y disidente que más tarde se convertiría en ministro congregacionalista. John fue enseñado en casa por su padre hasta que fue 12 años de edad.

Luego se convertiría en alumno de la Academia William Vint en Idle, cerca de Leeds. La academia en sí estaba dirigida por disidentes que utilizaron nuevos métodos de enseñanza de naturaleza más práctica. Esto le valió a la academia una muy buena reputación en ese momento. A la edad de 14, Sir Joseph Whitworth comenzó un aprendizaje con su tío, Joseph Hulse, en una hilandería de algodón en Derbyshire.

Este aprendizaje tenía como objetivo que eventualmente se convirtiera en socio de la fábrica. Aquí John quedó fascinado por la maquinaria y pronto dominó las técnicas de la industria del hilado. Incluso a esta tierna edad, John era muy crítico con los estándares de precisión de la industria.

Esto forjó en John el deseo de convertirse en un ingeniero práctico que trabajara con máquinas. En 1821 a la edad de 18, John Whitworth abandonó el molino en contra de los deseos de su familia. John decidió unirse a Crighton and Company. En ese momento, eran una empresa líder en fabricación de máquinas en Manchester.

John continuaría trabajando con varias otras empresas de ingeniería en la misma área hasta que decidió mudarse a Londres en 1825. Aquí consiguió un puesto en las obras de Henry Maudslay en Lambeth Marsh.

Henry Maudslay el mentor

La propia carrera de Henry Maudslay comenzó como herrero haciendo maquinaria para Joseph Bramah en 1789. Joseph Bramah era famoso por su invención de una cerradura antirrobo. De hecho, tuvo tanto éxito que permanecería intacto durante sesenta y siete años. Todavía se usa de una forma u otra en la actualidad.

El secreto de esta cerradura fue la gran precisión empleada en su fabricación. Fue este nivel de precisión el que influiría mucho en Henry Maudslay más adelante cuando formara su propia empresa. Henry pondría mucho stock en precisión en sus propias máquinas.

A principios del siglo XVIII, las máquinas eran generalmente primitivas y a menudo eran impulsadas por el hombre, generalmente a pie. No había medidas estándar generales y las piezas debían diseñarse individualmente. Cosas simples como tuercas y pernos se hicieron para encajar como un par y no eran intercambiables.

Henry Maudslay fue uno de los primeros en comprender la necesidad de alguna forma de estandarización. También reconoció que también se necesitaba un sistema de intercambiabilidad de partes de máquinas. También fue uno de los primeros en darse cuenta de la importancia de una verdadera superficie plana, para obtener precisión en la producción de máquinas herramienta.

La forma más sincera de adular

A pesar de esto, la mayor contribución de Henry a la ingeniería fue el gran torno de corte de tornillos. Aunque el primero se desarrolló en 1770 por Jesse Ramsden, Henry fue muy superior, sin embargo. Tanto es así que se vuelve muy utilizado en comparación con cualquiera de sus predecesores.

Como era de esperar, Joseph Whitworth eligió las obras de Maudlay como su punto de partida inicial para lo que se convertiría en una carrera muy exitosa.

Muchos otros grandes ingenieros tuvieron la misma idea. Personas como Richard Roberts, el inventor de la cepilladora, Joseph Clement, el inventor del grifo de agua y James Nasmyth, el inventor del martillo de vapor, por ejemplo.

Se ha dicho que las obras de Maudslay se convirtieron en el caldo de cultivo para hombres cuya fama como ingenieros igualaría la suya propia. Pero fue Sir Joseph Whitworth quien hizo más para perfeccionar y popularizar las ideas de Henry Maudslay.

De aprendiz a maestro

Después de completar su período de servicio en las obras de Maudslay, John pasaría a trabajar en las obras de Holtzapfell y Joseph Clement. Regresaría a Manchester en 1833 donde comenzaría su propia empresa. Su primer cartel que muestra con orgullo "Joseph Whitworth, el fabricante de herramientas de Londres".

Joseph decidió especializarse en la fabricación de piezas de maquinaria. La mayoría de los demás ingenieros de la época fabricaban máquinas completas para su propio uso que generalmente no estaban a la venta. Sus primeras obras fueron en una pequeña habitación en un molino. Este espacio fue alquilado, pero al año siguiente se mudó a un local más grande en Corlton Street.

Su primera factura salarial en mayo de 1833 fue un miserable £ 2, 10s. Gracias a su propio trabajo, su dinero para llevar a casa ahora se había elevado a £50. Eso fue casi el doble del salario promedio por 1834.

Durante los primeros años de su negocio, gastaba más que esto en equipos para su taller. Su tiempo en la Academia Vint, afortunadamente, le había proporcionado a Joseph una excelente comprensión de los asuntos comerciales. En parte debido a esto, su negocio prosperó posteriormente. El trabajo inicial de Joseph consistió en trabajos de reparación menores. También realizó pequeños trabajos como grifos, matrices, abrazaderas de tornillos, un lagar y brújula. Pronto llegó su primer pedido importante. Era una máquina de rodillos de máquina textil de flauta.

De fuerza a fuerza

Debido al rápido crecimiento de la industria ferroviaria en el 1830, existía una gran demanda de máquinas herramienta. Manchester, entre otras grandes ciudades industriales, fue un punto terminal para el primer ferrocarril público y un centro para la industria local. En particular, los textiles que estaban en auge en la zona.1834 vería a Joseph sacar su primera patente. Esto fue para su maquinaria de corte de tornillos. Continuaría solicitando y sacando 47 patentes en 1878.

La mecanización se expandió rápidamente durante una época que se dice que fue una época gloriosa para los ingenieros. Por 1834 su fuerza laboral totalizó alrededor 15. Esto había aumentado a alrededor 368 en 1854. Y por 1874 su éxito lo había llevado a su capacidad para emplear más de 750 trabajadores.

El tamaño creciente de la empresa significaba que necesitaba reubicarse en 1880 a un local más grande. Whitworth encontró un sitio adecuado en Openshaw. Para entonces, su sociedad limitada tenía una plantilla de más de un mil personas.

Joseph no era un pony de un solo truco

Sir Joseph Whitworth, como todos los ingenieros, disfrutaba afrontando desafíos. A lo largo de su carrera, asumió varios artículos inusuales. Un buen ejemplo fue el Besom Cart. Esta era una máquina barredora de calles tirada por caballos que él patentó en 1842. También patentó una máquina de tejer en 1846.

Sus contribuciones más importantes fueron, sin embargo, sus mejoras en las máquinas herramienta que aceleraron las producciones y mejoraron la precisión de manera significativa. Joseph fue el primero en presionar tanto para alimentaciones longitudinales como transversales utilizando un solo cable en un torno. También patentaría la tuerca. Este fue un dispositivo utilizado para conectar el tornillo de avance para proporcionar un retorno de carro rápido.

Las máquinas de Joseph Whitworth se volverían famosas por su gran diseño y alto grado de precisión. Todos y cada uno encarnarían el talento y el genio del hombre. Los dispositivos de su propia invención generalmente se incorporan a ellos, como la tuerca de cierre. Sus máquinas también resultarían resistentes y prácticas. Desde el principio se dio cuenta de que las máquinas tenían que construirse con un estándar muy alto si querían producir piezas de la misma calidad.

Joseph usaría planos verdaderos como base de su trabajo. Estos jugarían un papel muy importante en las obras de Maudslay. Después de todo, fue aquí donde Sir Joseph Whitworth centró su atención en los métodos para producir planos verdaderos y concibió la idea de raspar en lugar de triturar.

La obsesión de Joseph Whitworth por la precisión

Joseph publicó su primer artículo 'Plane Metallic Surfaces or True Planes' en 1840 sobre este mismo tema. En este momento, los aviones True todavía se producían mediante molienda y señaló que esto era, de hecho, perjudicial. Joseph Whitworth, sin embargo, enfatizó que "toda la excelencia en la mano de obra dependía del uso de verdaderas superficies planas".

Como resultado de su labor, las planchas de superficie de Joseph Whitworth quedarían bien establecidas a mediados del siglo XVIII. También formarían la base de una revolución de la ingeniería en ese momento.

Joseph estaba decidido a lograr la máxima precisión siempre que fuera posible. Continuaría construyendo una máquina que podría medir una precisión de 0,0001 de pulgada. También desarrolló otro dispositivo que podía detectar diferencias de menos de una millonésima de pulgada, Impressive.

En ese momento, el método estándar de medición era el uso de calibradores y reglas graduadas. Los ingenieros se habían acostumbrado a trabajar en medidas 'desnudas' o 'completas' hasta que, es decir, la 1830. Más tarde se escribiría un artículo en el Manchester City News en 1865 afirmando que "la regla del pie del Sr. Whitworth, en la que tenía marcadas las treinta y dos partes de una pulgada, se consideraba una curiosidad, y muchos no dudaron en afirmar que trabajar con tal estándar era un refinamiento innecesario".

Joseph fue una de las primeras personas en señalar las ventajas de la decimalización. Por razones obvias para nosotros hoy.

Decimalización y precisión

Sir Joseph Whitworth utilizaría sus máquinas de medición para desarrollar su propio sistema de calibres estándar. Pero debe tenerse en cuenta que los calibres estándar se han utilizado desde 1825. Señaló a la Institución de Ingenieros Civiles de 1841 y la Institución de Ingenieros Mecánicos en 1856, durante su presidencia, que los calibres estándar, graduados a una escala fija, debían utilizarse como medida constante de tamaño.

El beneficio obvio de esta 'revelación' fue que los fabricantes ahora podían producir en masa piezas intercambiables estandarizadas a costos reducidos. Una situación literal de ganar, ganar, ganar.

Esto condujo a un paso muy rápido hacia la capacidad de producir una estandarización de roscas de tornillo. Aunque el torno de corte de tornillos era ahora común, los fabricantes usarían cada uno sus propios tamaños de rosca, a pesar de los intentos anteriores de Maudslay de introducir uniformidad de roscas.

Sus famosas roscas

Joseph produjo un artículo en 1841 que proponía un sistema universal para roscas. Dentro de él, había recopilado una variedad de tornillos y propuesto roscas universales utilizando su paso y profundidad promedio. Este promedio más tarde se denominó "hilo de Whitworth". Fue la primera rosca de tornillo estandarizada del mundo con profundidad y paso definidos. El hilo resultante dio al hilo en 'V' una media de 55 grados con el número de hilos por pulgada también definido por diámetro.

Su hilo se introdujo por primera vez en su propio taller y fue de uso universal por 1858. No fue hasta que 1880, cuando sus calibres estándar y roscas de tornillo eran de uso común, que fueron adoptados oficialmente por la Junta de Comercio.

El rifle Whitworth

Cuando estalló la guerra de Crimea en 1853, Whitworth centró su atención en la producción de armas. Aunque era un pacifista firme, creía firmemente en el principio disuasorio de la defensa. El ejército británico se acercó a Whitworth en 1854 pidiéndole que diseñara y construyera máquinas herramienta para la producción en masa del rifle Enfield estándar de los ejércitos.

Después de realizar extensas pruebas en su casa a expensas del Gobierno británico, 20 patentes más tarde sería otorgado a Joseph en relación con la producción de armas entre 1854 y 1878. Joseph estaba muy decepcionado con el rendimiento del rifle Enfield. Con este fin decidió diseñar y producir su propio rifle, el Whitworth Rifle. Esta era un arma mucho más pequeña con un calibre hexagonal considerablemente más efectivo en comparación con el Enfield. The Times informó en 1857 en las pruebas oficiales de que "el rifle Whitworth superó al Enfield en un grado que apenas deja lugar a la comparación".

A pesar de su clara superioridad al rifle Enfield, el diseño fue rechazado por la Junta de Ordenanza en 1859. El razonamiento se debió a su diámetro más pequeño y calibre más bajo. El rifle de Whitworth fue utilizado por la brigada de fusileros y también se recibieron grandes pedidos del gobierno francés. La junta de la Ordenanza aceptaría más tarde el fusil Martini-Henry para consternación de Joseph Whitworth. El Martini-Henry se basó en los principios básicos de su propio rifle.

Cañón de Whitworth

En 1862 Sir Joseph Whitworth también desarrolló un poderoso cañón de retrocarga. Una vez más, comenzó una amarga disputa con la Junta de Ordenanza cuando esta también fue rechazada porque no era del diseño tradicional. Sin embargo, el cañón se suministró a Francia, Nueva Zelanda y otros gobiernos extranjeros. Incluso se usó en la Guerra Civil estadounidense.

Sir Joseph Whitworth hizo algunas otras contribuciones críticas a la ingeniería mecánica y las armas de fuego. Descubrió que las pistolas hechas de acero dúctil se desgastarían y perderían su forma con el tiempo. Las armas de acero duro, por otro lado, tienden a explotar cuando no están perfectamente fundidas. Señaló que para resolver el problema, los fabricantes necesitan moldear acero dúctil en lingotes sin crear bolsas de aire. De lo contrario, estas bolsas de aire harían que el metal "no fuera sólido".

Su solución fue adaptar el principio de Bessemer de fundición a presión hidráulica. Él patentó el método en 1874 y el proceso se conocería como "acero Whitworth".

El célebre ingeniero

Joseph fue reconocido oficialmente en su época como uno de los ingenieros mecánicos más destacados. En la Gran Exposición de 1851, ganó muchos premios. más que cualquier otro expositor.

Joseph sería elegido presidente de la Institución de Ingenieros Mecánicos de 1856. Esto fue en reconocimiento a sus destacadas contribuciones al desarrollo de la industrialización y la ingeniería mecánica. Esto fue seguido más tarde por su elección como miembro de la Royal Society en 1857.

En 1863 se convirtió en un LL.D honorario en el Trinity College de Dublín. 1866 lo vio una vez más elegido como presidente de la Institución de Ingeniería Mecánica.

En 1867, en la Exposición de París, Joseph recibió tres medallas de bronce por sus máquinas herramienta. También se convertiría en uno de los cinco únicos ganadores del premio Gran Premio de Gran Bretaña. En 1868, Joseph Whitworth fue conferido como D.C.L. por la Universidad de Oxford y en 1868 Napoleón III de Francia le concedió la Legión de Honor. El mismo año también recibió la Medalla Albert de la Sociedad de las Artes.

En 1872 Joseph fue nombrado Comandante de la Orden Imperial Brasileña de la Rosa. En la Exposición Internacional de Londres, ganó una medalla de plata en 1873 y un bronce en 1874. 1874 También vería a Whitworth premiado con una Medalla Real de Carlos VII de España.

Su legado

En 1853 Joseph Whitworth fue designado para servir en la Comisión Real para visitar la exposición internacional de Nueva York. Quedó tan impresionado por sus prácticas laborales y su disposición a utilizar maquinaria que ahorra trabajo que, a su regreso, se unió a George Wallis y escribió 'La industria de los Estados Unidos en maquinaria, fabricantes y artes útiles y ornamentales'.

Al año siguiente, Whitworth presentó algunas de las ideas del sistema estadounidense. Lo que ahora llamamos producción en masa, a sus obras. Sus instalaciones se ampliaron y distribuyeron de una manera mucho más sistemática. También introdujo nueva maquinaria para ahorrar tiempo y mano de obra. Se ha dicho que fue el padre fundador de la ingeniería de producción moderna en su día. La mecanización y la producción en masa dependían completamente de los principios de ingeniería propuestos por Sir Joseph Whitworth y las máquinas, que él y otros estaban produciendo en ese momento.

En 1923, el entonces presidente de la Institución de Ingenieros Mecánicos fundó la Sociedad Whitworth. Esta Sociedad todavía existe hoy y se reúnen dos veces al año.


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