И. А. Тиме

Так уж случилось, всю свою профессиональную жизнь я занимался вопросом резания древесины, обработки ее на станках. Защитил кандидатскую диссертацию по фрезерованию древесных пластиков, преподавал на кафедре станков и инструментов в Уральском государственном лесотехническом университете. Наука о резании древесины связана с именем ее основателя Ивана Августовича Тиме. Это был практик и ученый универсальных эпохальных знаний. Даже фамилия его, написанная латинскими буквами «Time», в переводе на русский язык означает «время, эпоха».

Надеюсь, моя работа будет полезной студентам и другим читателям.

Карл Август Тиме

Отец Ивана Августовича, Карл Август Тиме (1794 года рождения), по национальности немец, приехал в Россию из Саксонии, самой восточной земли Германии. Для меня всегда было загадкой, почему это немцы из богатой страны с высокой культурой ехали жить в нищую, лапотную Россию. Причем, как показало время, ехали талантливые люди. Что-то ведь их здесь привлекало, чего они не могли найти на своей родине.

Карл Август Тиме окончил медицинский факультет Лейпцигского университета и в 1824 году прибыл в возрасте 30 лет в Санкт-Петербург с надеждой поступить учиться в Медико-хирургической академии. После окончания вуза, получив звание лекаря, поступил на службу младшего лекаря второго кадетского корпуса.

Как говорится, немец немца видел из далека. Тоска по общению на родном языке была сильной. На этой почве К.А. Тиме сблизился с семейством Адольфа Андреевича Агте.

Адольфа Андреевич Агте

Род Адольфа Андреевича шел от прибалтийских немцев, подчиненных Российской империи. Его отец Иоганн Андреас Агте, в свое время, поступив на государственную службу, дослужился до чина коллежского асессора. Старательному чиновнику было пожаловано звание потомственного дворянина.

Адольф Андреевич окончил Горное училище в Санкт-Петербурге. Выпускник оказался талантливым и имел изобретательский склад ума. Руководил заводами, выполнял обязанности старшего председательствующего в главной конторе Екатеринбургских заводов, контролировал работу горных заводов, рудников, приисков и соляных разработок в Пермской, Оренбургской, Казанской и Вятской губерниях. Разработал и внедрил новый способ добычи золота и серебра, за что в 1816 г. получил награду в 5000 руб. В 1830 году предложил вращающиеся бочки для растирания золотоносных песков и получил награду в 6000 руб. Это большие награды. Напомним, лошадь ломовая, рабочая в то время стоила 70 рублей, хороший конь, на выезд 150 рублей, а дойная корова – 60 рублей. В то время Адольф Андреевич служил в должности горного начальника Златоустовских казенных заводов.

В многодетной семье Адольфа Андреевича была взрослая дочь Александра Адольфовна (1803 года рождения), красавица, хозяйка, воспитанница Екатерининского института.

Карл Август Тиме решил породниться с семьей Агте.  Для этого сначала получил российское гражданство в 1827 году. Сейчас по новым документам он стал Августом Ивановичем Тиме. Затем посватался и женился на Александре Адольфовне. В 1828 году у них родилась дочь Анна.

Екатерининский институт в Санкт-Петербурге

Училище Ордена Св. Екатерины было основано императором Павлом I для бедных благородных девиц по инициативе императрицы Марии Фёдоровны в 1798 году. Император издал повеление, обязывающее его супругу императрицу Марию Федоровну «начальствовать над воспитательным обществом благородных девиц».

Целью учебного заведения было дать девочкам из малоимущих семей «надлежащее воспитание, которое впоследствии должно составлять их богатство и приданое». На содержание института, в котором воспитывалось 200 девиц, тратилось ежегодно 60 тысяч рублей. Обучение длилось шесть лет.

В программу входило обучение Закону Божьему, русскому языку, словесности, французскому языку, немецкому языку, истории, географии, естествоведению, гигиене, физике, космографии, математике, рисованию, чистописанию, рукоделию, хоровому пению, гимнастике, танцам, музыке (сольное пение, ансамблевое пение, игра на музыкальных инструментах, в том числе в ансамбле), светским манерам, различным видам домоводства.

Правила поступления.
1. В училище принимались девочки природных дворян или чиновников, находящихся на государственной службе или в отставке.
2. Возраст девочек – от 8 до 14 лет.
3. Зачисляемые девочки должны знать главные молитвы, уметь читать и писать на русском, французском и немецком языках, а также писать и выговаривать числа до 10 000.

Августа Ивановича Тиме перевели на работу в Пермское горное управление, а в декабре 1829 года направили на Златоустовскую оружейную фабрику. В Златоусте Тиме прожили 10 лет. Здесь у них родились семь детей, последний из них Иван Августович. В 1852 г. трагически погибла мать семейства Александра Адольфовна Тиме. Заботу о детях, оставшихся без матери, а их было семь человек, взяла на себя её младшая сестра Анна.

Путь от практика до ученого

Иван Августович Тиме как сын служащего горного ведомства был зачислен кандидатом в Горный институт. В 13 лет, он с матерью приехал в столицу и, успешно сдав экзамены, поступил во второй класс Института корпуса горных инженеров. В 1858 году в возраст 20 лет окончил институт с малой золотой медалью, получив чин поручика. Сначала его направили работать в Екатеринбург на механическую фабрику, затем в Берёзово сооружать газосварочную печь и сушилку. Затем на Нижне-Исетском заводе монтировал турбины для газопудлинговой печи.

По Высочайшему повелению был командирован для изучения зарубежного опыта заводов Германии, Франции, Бельгии, Англии. Вернувшись в Россию, написал «Очерк современного состояния механического дела за границей», где привел теоретические и практические данные о паровых машинах, паровых молотах, воздуходувных установках и железопрокатных машинах. Описал зарубежный опыт конструирования и изготовления сложного оборудования. Основоположник горнозаводской механики как науки, И.А. Тиме   разработал ее курс, а также курс гидравлики, паровых машин и котлов, признанный в свое время классическим.

В 1867 году И.А. Тиме был переведен в город Луганск для технического оснащения литейного завода. В мастерских завода И.А. Тиме приступил к выполнению исследовательской работы по резанию материалов. На базе строгального станка сделал экспериментальную установку. В качестве измерительного устройства использовал систему рычагов, как в коромысловых весах. На длинном рычаге крепились гири, короткий рычаг, выполненный в виде колеса, жестко связанный с рычагом, соединен с опытным образцом, надвигаемым на резец. Подбирая вес гирь, можно было установить момент срезания стружки, разглядеть ее структуру, замерить силу резания.

На основании обобщенных результатов опытов написаны работы «Сопротивление металлов и дерева резанью» (1870), «Мемуар о строгании металлов» (1877) и «Образование стружек при пластичных материалах» (1884). Эти работы сыграли большую роль в создании теории резания металлов и дерева.

В работа «Сопротивление металла и дерева резанию» И.А. Тиме впервые дал определение процесса резания, привел классификацию стружек, объяснил явление усадки стружки (изменение размера в результате пластического деформирования и сдвига), доказал, что толщина и ширина срезаемого слоя по-разному влияют на работу резания. Советом Горного института этот труд Ивана Августовича был допущен как диссертация на звание профессора. В должности профессора И.А. Тиме работал, начиная с 1870 года.

И.А. Тиме установил приоритет России в создании теории резания металлов и дерева и в других направлениях. Самые известные его книги: «Горнозаводская механика» (1879), «Практический курс паровых машин» в двух томах (1886—1887), «Курс гидравлики» в двух томах (1892—1894), «Основы машиностроения» в двух томах (1883—85).

На основании экспериментальных исследований ученым была установлена зависимость между силой резания и размерами срезаемого слоя, показана периодичность процесса стружкообразования и определен «угол действия» при отделении элемента стружки. Им учитывалось волокнистое строение древесины и предложено рассматривать торцовое, продольное и поперечное резание. А для расчета силы резания Fх была предложена формула
                ,
где   К – удельная работа резания, Дж/см3;  b,  а – ширина и толщина срезаемой стружки, мм.

Сначала И.А. Тиме считал, что для данного обрабатываемого материала значение К постоянно, и сила резания изменяется по величине пропорционально ширине и толщине стружки. Позднее в сочинении «Основы машиностроения» он пересмотрел свои взгляды. Найдя массу стружек, приходящуюся на единицу работы, он заключил, что для образования мелких стружек требуется большая работа, нежели для образования крупных стружек. А удельная работа резания должна уменьшаться с увеличением толщины стружки. В итоге И.А. Тиме первым из исследователей пришел к выводу, что ширина и толщина срезаемого слоя оказывают разное влияние на силу резания.

В заключение отметим, что научные труды Ивана Августовича Тиме дали возможность целой плеяде русских ученых создать российскую школу обработки металла и древесных материалов резанием. Эта школа занимает сейчас ведущее место в мире.


Рыхляков В.Н. Представители рода Тиме на Урале